Jovanio Oliveira Santos Prof. Dr. Amilton Sinatora ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 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.

Resultados e discussões Conclusões ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Introdução Objetivo Materiais e métodos Resultados e discussões Conclusões

Laminador de tiras a quente Fornos de reaquecimento ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Laminador de tiras a quente R1 R2 R3 R4 F1 - F7 Fornos de reaquecimento Desbastadores Acabadores Bobinadoras

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

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 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.

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

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

Martensita revenida e carbonetos M7C3, M3C, M2C, MC e secundários ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Martensita revenida e carbonetos M7C3, M3C, M2C, MC e secundários Carbonetos Fração volumétrica de carbonetos

Desgaste por microssulcamento ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Desgaste abrasivo Desgaste por microssulcamento

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

Superfície do cilindro 2 4 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 Carboneto M2C e/ou M6C W Mo Fe V Cr/V 3 Carboneto M3C Fe W Cr/V Mo Cr V 3 4 1 2 Superfície do cilindro 2 Matriz Fe Cr/V 4 Óxido Fe Cr/V O V

Filme de óxido 2-5 mm Óxido Óxido Descascamento Banding Fadiga térmica ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Óxido Filme de óxido 2-5 mm Óxido Fadiga térmica Descascamento Banding

Clivagem MC Dimple Clivagem MC Clivagem MC Dimple ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Clivagem MC Dimple Clivagem MC Dimple Clivagem MC

Clivagem Dimple Clivagem Dimple ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Clivagem Clivagem Dimple Dimple

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 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 M7C3, M3C, M2C 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 mm.   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 M7C3, M3C, M2C 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.