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------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Análise de falha de cilindro.

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1 Análise de falha de cilindro de aço rápido para laminação de tiras à quente - LTQ Jovanio Oliveira Santos Prof. Dr. Amilton Sinatora Dr. Mário Boccalini Jr.

2 Introdução Objetivo Materiais e métodos Resultados e discussões Conclusões

3 Laminador de tiras a quenteR1 R2 R3 R4 F1 - F7 Fornos de reaquecimento Desbastadores Acabadores Bobinadoras

4 Quebra do cilindro de aço rápido Aspeto geral das faces de fratura

5 O objetivo deste trabalho é investigar a causa da falha (Quebra) de cilindro de aço rápido, e analisar os mecanismos de desgaste, como abrasão, oxidação, fadiga térmica e de fratura

6 Microscópia Óptica Microscópia Eletrônica de Varredura (BSE e SE) Ensaio de dureza HRc e macrodureza Vickers Ensaio de microdureza Vickers Caracterização microestrutural Cilindro de aço rápido Fração volumétrica de carboneto

7 Desgaste Caracterização fractográfica longitudinal Caracterização fractográfica transversal Fadiga Térmica Caracterização Microestrutural Oxidação

8 CarbonetosFração volumétrica de carbonetos Martensita revenida e carbonetos M 7 C 3, M 3 C, M 2 C, MC e secundários

9 Desgaste por microssulcamento Desgaste abrasivo

10 Malha de fadiga térmica Propagação da trinca Matriz/carboneto Malha de fadiga térmica no filme de óxido

11 Superfície do cilindro Carboneto M 2 C e / ou M 6 C W MoMo Fe V Cr/V W Fe 2 Matriz Fe Cr/V Fe 4 Óxido Fe Cr/V O V 3 Carboneto M 3 C Fe W Cr/V Mo Cr V

12 Filme de óxido 2-5 m Óxido Fadiga térmica Óxido Descascamento Banding

13 Clivagem MC Dimple Clivagem MC Dimple

14 Clivagem Dimple Clivagem Dimple

15 Observou-se após a limpeza por ultrasom, da amostra retirada do cilindro, remoção parcial da camada de óxido, desaparecendo com os riscos mais finos a 60º em relação à direção de laminação, este fenômeno não esta bem esclarecido por falta de mais informações, o que ocorreu de fato com o cilindro no laminador. As trincas térmicas nucleiam e se propagam ao longo dos carbonetos eutéticos do tipo M 7 C 3, M 3 C, M 2 C e MC, a presença destas trincas, ocasionada por fadiga térmica na superfície do cilindro, associado à oxidação, contribui para a decoesão da matriz/carboneto, formando o fenômeno superficial banding. Não foi possível caracterizar o tipo de óxido formado na superfície do cilindro, no entanto, pode se determinar a sua espessura, na ordem de 2 a 5 m. O desgaste é do tipo abrasivo por microssulcamento gerado por desprendimento de partículas duras que rolam na interface cilindro/chapa. Os mecanismos de fratura foram caracterizados de clivagem dos carbonetos M 7 C 3, M 3 C, M 2 C e MC, típicas de fratura frágil e dimple na matriz, típicas de fratura dúctil. A cada início ou retomada de campanhas, devem ter cuidados para que o cilindro não sofra um aquecimento brusco, possibilitando grande tensão de tração nos núcleos dos cilindros, podendo causar quebras, a mesma atenção deve ocorrer em acidentes do tipo parada de chapa, a quebra desse tipo de cilindro pode ser evitada a partir de cuidados operacionais, principalmente na cadeira F1. Núcleos mais tenazes e resistentes e com menores tensões residuais propiciam cilindros mais adequados a suportarem os eventuais acidentes da laminação.


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