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Utilização da análise de Weibull na comparação da resistência à fadiga de contato de um aço ferramenta fabricado com e sem conformação mecânica após a.

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1 Utilização da análise de Weibull na comparação da resistência à fadiga de contato de um aço ferramenta fabricado com e sem conformação mecânica após a fundição IC: Felipe Carneiro da Silva MSc. Julio C. K. das Neves Eng. Claudio E. R. dos Santos. Prof. Dr. Amilton Sinatora

2 Objetivo O objetivo deste trabalho é, através da análise de Weibull, comparar a resistência à fadiga de contato de um aço ferramenta fabricado com e sem conformação mecânica após a fundição.

3 Introdução Fadiga de contato : fenômeno que se caracteriza pelo lascamento de uma parte do material que sofreu durante certo tempo esforços contínuos. Análise de Weibull : prediz de acordo com certa probabilidade qual será o número de ciclos de um material para ocorrer sua falha.

4 Materiais e métodos Foi utilizada uma máquina de fadiga de contato que opera na configuração esfera-contra-plano

5 Materiais e métodos Desenho da máquina

6 Materiais e métodos 2 lotes de aço: 1 lote com 8 cp’s aço ferramenta trabalho a quente série H fundido e forjado 1 lote com 3 cp’s aço ferramenta trabalho a quente série H apenas fundido Temperados e revenidos Dureza 57 HRc

7 Materiais e métodos Corpos-de-prova tipo arruela, com 28 mm de diâmetro interno, 52 mm de diâmetro externo e aproximadamente 6mm de espessura; dureza 57 HRc Contra-corpos (esferas) de 7,938 mm aço ABNT

8 Materiais e métodos Óleo SAE 90 Freqüência carregamento 46 Hz Pressão média contato 3,2 GPa Carga 2100 N 3 esferas = 700 N para cada Parâmetros de ensaio

9 Materiais e métodos Raio de contato (a) é de 7,938 segundo teoria contato Hertz : W carga R raio esfera E* módulo elasticidade  coeficiente Poisson E1 módulo elasticidade material 1 E2 módulo elasticidade material 2

10 Materiais e métodos Distribuição de Weibull Porcentagem de falha em função do número de ciclos que cada amostra apresentou até o término do ensaio (2 lotes), calculada organizando-se uma tabela de amostras de acordo com a ordem de falhas. Método gráfico ( Papel probabilístico de Weibull=PPW) ou método numérico.

11 Materiais e métodos Grau médio (= porcentagem falhas): PPW j número ordem de falha n quantidade de amostras

12 Materiais e métodos Método numérico Probabilidade de falha 2 parâmetros : forma (β) e escala (η) t: “vida” cada amostra

13 Materiais e métodos Parâmetro forma n número amostras ti é o número final de ciclos de todas as amostras no ensaio quanto maior β, menor a dispersão dos resultados

14 Materiais e métodos Parâmetro escala η é a vida característica, onde 63,2% das amostras falham com essa vida.

15 Resultados Aço fundido e forjadoAço fundido x x x x x Vida cp´s

16 Resultados Mecanismo de falha Trilha rolamento de um aço ferramenta fundido e forjado (17 milhões) Trilha de rolamento de um aço ferramenta fundido ( )

17 Resultados β aço fundido forjado 3,35 β aço fundido 2,6 η aço fundido forjado 19 milhões ciclos η aço fundido ciclos

18 Conclusões Materiais apresentaram mesmo mecanismo de falha apesar de processos de fabricação diferentes Aço ferramenta fundido e forjado obteve uma maior resistência à fadiga de contato o que é evidenciado pelo parâmetro η de cada lote, 19 milhões ciclos contra ciclos.


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