CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA FUTUROS TRABALHOS

Verificou-se no presente trabalho que:

 Dentre os parâmetros de usinagem analisados, o avanço é aquele de maior influência na rugosidade;

 A geometria da ferramenta é o que determina se o campo da tensão residual será trativo ou compressivo. Ferramenta nova (sem desgaste) positiva gera tensão compressiva e ferramenta negativa gera tensão trativa;

 O encruamento da superfície nas condições de corte estudadas apesar de ter sido pequeno, é maior naquelas em que a intensidade da tensão compressiva residual é maior;

 Uma maior intensidade de tensão residual trativa da superfície gera maior dureza na subsuperfície;

 As condições de corte utilizadas não foram suficientemente grandes para a observação de alterações microestruturais significativas ao nível da microscopia ótica;

 As ferramentas de geometria negativa nas condições de usinagem do ensaio apresentaram vida útil substancialmente maiores;

 O principal mecanismo de desgaste das ferramentas utilizadas nos ensaios deste trabalho foi o attrition, que ocorreu simultaneamente à abrasão;

 Em três das condições testadas o tipo de desgaste que conduziu a ferramenta ao fim de sua vida foi o de flanco. Em uma das condições testadas com ferramenta positiva foi o desgaste de entalhe que causou o fim da vida da ferramenta;

 A rugosidade Ra gerada com ferramentas desgastas é praticamente igual a obtida com ferramentas novas;

 A presença de material aderido nas ferramentas desgastadas promoveu a ocorrência de riscos na peça durante a usinagem, o que fez com que os valores de Rz fossem maiores;  As tensões residuais das superfícies das peças obtidas com ferramentas desgastadas

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 Dentre as superfícies obtidas com ferramentas desgastadas, aquela que teve maior valor de tensão compressiva foi aquela usinada pela ferramenta que tinha o maior volume de material de cavaco aderido sobre a aresta de corte;

 Esta superfície foi também a que sofreu maior encruamento dentre aquelas obtidas com ferramentas desgastadas.

Este trabalho indicou que as condições de corte da liga 625 usuais na indústria são suficientes para gerar um campo de tensão residual na superfície, que pode ser benéfico (compressivo) ou maléfico (trativo) em acordo com a geometria da ferramenta utilizada (positiva / negativa). O grau de deformação gerado durante a usinagem não afeta de forma significativa a microestrutura da liga, na escala de microscopia ótica, no entanto, de forma a se reduzir os efeitos do encruamento, avaliado pelo aumento da dureza superficial, é necessário reduzir-se a taxa de avanço.

Das condições de usinagem utilizadas, entende-se que a condição 4 é a que apresenta a melhor relação de custo benefício para obtenção da maior resistência à corrosão sob tensão e à fadiga.

Como sugestões para futuros trabalhos nesta linha de pesquisa, recomenda-se:

 Análise da integridade superficial e da vida da ferramenta em condições de usinagem mais severas, isto é, em maiores velocidades de corte;

 Utilização de outras ferramentas (cerâmica e cBN) e novas estratégias de corte na usinagem da liga 625;

 Estudo da tensão residual da superfície através de outros métodos, como a difração de raios-X. Comparação destes resultados com aqueles obtidos no método do furo cego;  Influência que a usinagem promove nas propriedades mecânicas (tensão de

escoamento) da liga 625;

 Ensaios de corrosão da liga 625 para estudar a sua correlação com o estado da superfície gerado na usinagem;

 Análise da integridade superficial e da vida de ferramenta em função das condições usuais de usinagem para outras superligas de níquel utilizadas na indústria, como a liga 718.

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Referências

Abrão, A. M. Torneamento de aços endurecidos, Tecnologias avançadas de Manufatura. Cap. 5, Editora Novos Talentos, 2005, p. 89-103.

Agostinho, O.L., Rodrigues, A.C.L. e Lirani, J. Tolerâncias, ajustes, desvios e análise de dimensões. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1995, 295 p.

ASTM B446-03, Standard Specification for Nickel-Chromium-Molybdenum-Columbium Alloy (UNS N06625), Nickel-Chromium-Molybdenum-Silicon Alloy (UNS N06219), and Nickel- Chromium-Molybdenum-Tungsten Alloy (UNS N06650) Rod and Bar, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014.

ASTM B546-04, Standard Specification for Electric Fusion-Welded Ni-Cr-Co-Mo Alloy (UNS N06617), Ni-Fe-Cr-Si Alloys (UNS N08330 and UNS N08332), Ni-Cr-Fe-Al Alloy (UNS N06603), Ni-Cr-Fe Alloy (UNS N06025), and Ni-Cr-Fe-Si Alloy (UNS N06045) Pipe, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014.

ASTM E112-13, Standard test methods for determining average grain size, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013.

ASTM E384-11e1, Standard Test Method for Knoop and Vickers Hardness of Materials, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013.

ASTM E837-13a, Standard test method for determining residual stresses by the hole-drilling strain-gage method, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013.

Axinte, D.A e Dewes, R.C. Surface integrity of hot work tool steel after high speed milling- experimental data and empirical models, Journal of Materials Processing Technology, Vol 127, p. 325–335, 2002.

Biermann, D., Heilmann, M., Burr Minimization Strategies in Machining Operations, in: Aurich, J. C., Dornfeld, D. A., (Eds.), Burrs – Analysis, Control and Removal, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2010, p. 13–20.

77

Boothroyd, G; Knight, W.A. Fundamentals of Machining and Machine Tools. New York: CRC Press, 2006.

Bordinassi, C.E. ―Contribuição ao estudo da integridade superficial de um aço inoxidável super- duplex após usinagem‖ – Dissertação de Doutorado – USP, 2006.

Boshesh, S. S.; Mativenga, P.T. White layer formation in hard turning of H13 tool steel at high cutting speeds using CBN tooling – International Journal of Machine Tools nad Manufacture, Vol 46, p. 225-233, 2006.

Braghini, A. ―Metodologia para escolha de fluido de corte não agressivo para o meio ambiente para aplicações em usinagens de metais‖. Tese de Doutorado – Escola De Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. São Carlos, 2002.

Brinksmeier, E. et al. Residual Stresses – Measurement and causes in machining processes. Annals of the CIRP, v 31, 1982, p. 491–510.

Capello, E. Residual stresses in turning part I: Influence of process parameters, Journal of Materials Processing Technology, Vol 160, p. 221–228, 2005.

Chevrier, P., Tidu, A., Bolle, B., Ccezard, P e Tinnes J.P. Investigation of surface integrity in high speed end milling of a low alloyed steel, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol 43, p. 1135–1142, 2003.

Dahlman, P.; Gunnenberg, F.; Jacobson, M. The influence of rake angle, cutting feed and cutting depth on residual stresses in hard turning, Journal of Materials Processing Technology, 147, 2004, p. 181–184.

Delijaicov, S. ―Modelagem das tensões residuais no processo de torneamento duro de um aço 100CrMn6 e suas correlações com os esforços de corte‖, 183 p., Tese de Doutorado, Departamento de engenharia Mecânica, Escola Politécnica da USP, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2004.

Dieter, G.E. Metalurgia Mecânica, 2ª edição. Ed Guanabara, Rio de Janeiro, 1981, 660p.

78

Eiseltstein, H.L.; Tillack, D.J. The invention and definition of alloy 625. Proceedings of the International Symposium on the Metallurgy and Applications of Superalloys 718, 625 and Various Derivates. Pittsburgh, Pennsylvania, p. 1-14, 1991.

Ezugwu, E.O. Improvements in the machining of aero-engine alloys using self-propelled rotary tooling technique. Journal of Materials Processing Technology. Vol. 185, p. 60-71, 2007.

Ezugwu, E.O.; Bonney, J.; Yamane, Y. An overview of the machinability of aeroengine alloys. Journal of Materials Processing Technology. Vol. 134, p. 233-253, 2003.

Ezugwu, E.O., Wang, Z. M and Machado, A. R. The machinability of nickel-based alloys: a review, Journal of Materials Processing Technology, Vol.86, p.1-16, 1999.

Farina, A. B. ―Efeito do teor de ferro e do tratamento térmico na microestrutura e propriedades da liga UNS N06625‖. Tese de Doutorado, 160p., Ed. Rev., Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, São Paulo, 2014.

Ferrer, L., Pieraggi, B. e Uginet, J.F. Microstructural Evolution During the Thermomechanical Processing of Alloy 625. [A. do livro] E. A. Loria. Superalloys 718, 625 and Various Derivatives. s.l. : The Minerals, Metals and Materials Society, 1991, pp. 217-228.

Field, M.; Kahles, J. F. Review of Surface Integrity of Machined Components, Metcut Research Associates Inc. Cincinnati, Ohio. Annals of the CIRP, v 20, 1971, p. 153-163.

Field, M.; Kahles, J. F. A Review of Measuring Methods for Surface Integrity, Metcut Research Associates Inc. Cincinnati, Ohio. Annals of the CIRP, v 21, 1972, p. 219-238.

Griffiths, B. Manufacturing Surface Technology. London, Penton Press, 2001, p. 233.

Gunnberg, F.; Escursell, M.; Jacobson, M. The influence of cutting parameters on residual stresses and surface topography during hard turning of 18MnCr5 Case Carburized steel. Journal of Materials Processing Technology, 174, 2006, p. 82–90.

Harrison, I. S.; Kurfess, T. R.; Oles, E. J. Inspection of white layer in hard turned components using electrochemical methods. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 129 (2007), p. 447–452.

79

Hua, J.; Umbrello, D.; Shivpuri, R. Investigation of cutting conditions and cutting edge preparations for enhanced compressive subsurface residual stress in the hard turning of bearing steel. Journal of Materials Processing Technology, 171, 2006, p. 180–187.

ISO 8668-2, Tool life testing in milling - Part 2: End milling, ISO International Standards, 2011.

Javidi, A.; Rieger, U.; Eichlseder, W. The effect of machining on the surface integrity and fatigue life. International Journal of Fatigue, 30, 2008, p. 2050–2055.

Lindgren, M.; Lepistö, T. Relation between residual stress and Barkhausen noise in a duplex steel. NDT & E. Volume 36, Issue 5 International, July 2003, p 279-374.

Lu, J. Handbook of measurement of residual stresses. SEM Inc, 1996.

Martell, J.J. et al. Experimental investigation on variation of machined residual stresses by turning and grinding of hardened AISI 1053 steel, Int J Adv Manuf Technol, Vol 74, p. 1381– 1392, 2014.

Machado, A. R. et al. Teoria da usinagem dos materiais. São Paulo: Edgard Blücher, 2009.

Machado, A.R. and Wallbank, J., 1990, "Machining of Titanium and Its Alloys - A Review", Proc. of the Inst. Mech. Eng. Vol 204 Part B , J. Eng. Manufacture, I IMECHE, London, England, p. 53-60.

Martins, C. O. D.; Strohaecker, T. R.; Rocha, A. S.; Hirsch, T. K. Comparação entre Técnicas de Analise de Tensões Residuais em Anéis de Rolamento do Aço ABNT 52100. Revista Materia, v 9, 2004, p. 20–28.

Matsumoto, Y.; Hashimoto, F.; Lahoti G. Surface integrity generated by precision hard turning. Annals of the CIRP, v 48, 1999, p. 59–62.

Maurotto, A. et al. Comparing machinability of Ti-15-3-3-3 and Ni-625 alloys in UAT. Annals Cirp. Vol 1, pp. 330-335, 2012.

80

Metcut Research Associates. Machining Data Handbook. Ohio, Institute for advanced manufacturing Sciences, 3a ed, 1980.

Metals Handbook. Properties and Selection: Irons, Steels and High Performance Alloys. ASM, 10th edition, Vol. 1, 1990.

Nasr, M., Ng, E. G e Elbestawi, M. Effects of work piece thermal properties on machining- induced residual stresses—thermal softening and conductivity, Journal of Engineering Manufacture, Vol 221, p. 1387-1400, 2007.

Nickel Development Institute. Machining Nickel Alloys. Reference book, nº 11008, 2012.

Novaski, O. Introdução a Fabricação Mecânica, 2ª edição. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 2013, 253p.

Novovic, R.C. Dewes, D.K. Aspinwall, W. Voice, P. Bowen. The effect of machined topography and integrity on fatigue life, International Journal of Machine Tools and Manufacture, v.44, p. 125–134, 2004.

Pawade, R.S., Joshi, S.S e Joshi, Brahmankar, P.K. Effect of machining parameters and cutting edge geometry on surface integrity of high-speed turned Inconel 718, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol 48, pp. 15-28, 2008.

Prevey, P.S. Current applications of X-Ray diffraction residual stress measurements. ASTM International, Materials Park, 1996, p. 103-110.

Pollock, T. M. et al. Nickel-based superalloys for advanced turbine engines: chemistry, microestruture and properties. Journal of Propulsion and Power, Vol 22, No. 2, pp. 361-374, 2006.

Poulachon, G. Wear behavior of CNB tools while turning various hardened steels. Wear, Vol 256, Issues 3-4, 2004.

Rao, B.S.; Shankar. V.; Mannan, S.L. Microstructure and mechanical properties of Inconel 625 superalloy. Journal of Nuclear Materials. Vol. 288, p. 222-232, 2001.

Rech, J.; Moisan, A. Surface Integrity in finish hard turning of case-hardened steels. International Journal of Machine and Manufacture, 43, 2003, p. 543-550.

81

Sandvik – Coromant, ―Ferramentas para torneamento‖, Catálogo C-1000:8, 2012.

Sandvik Coromant. ―Manual Técnico‖. Sandviken: Sandvik, 2009.

Santos, I.A. ―Caracterização de uma superliga de Níquel sob temperaturas elevadas‖ - Dissertação de Mestrado – Universidade de São Paulo, 1993.

Santos, J.C. ―Estudo do uso de ferramentas cerâmicas na usinagem de Inconel 718‖ – Dissertação de Mestrado – Unesp Guaratinguetá, 2010.

Shaw, M.C. Metal cutting Principles. Oxford, Oxford University Press, 2007, p. 672.

Shuangqun, Z.; Xie, X.; Smith, G. D.; Patel, S. J. Gamma prime coarsening and age-hardening behaviors in a new nickel base alloys, Materials Letters, p. 1784 - 1787, 2004.

Sims, C. T e Hagel, W. C. The Superalloys. New York: Willey, 1972.

Soares, M. C. B. V. ―Influência das tensões residuais no comportamento em fadiga e fratura das ligas metálicas‖ – Dissertação de Doutorado – Ipen, 1998.

Souza, S. A. Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos. Fundamentos Teóricos e Práticos. São Paulo: Edgard Blucher, 1982, 286p.

Special Metals. Disponível em: <http://www.specialmetals.com/technical.php>. Acesso em 10/06/2013.

Ståhl J.E.; Zhou, J.; Bushlya, V. Effect of Cutting Conditions on Machinability of Superalloy Inconel 718 During High Speed Turning with Coated and Uncoated PCBN Tools. 45th CIRP Conference on Manufacturing Systems 2012. Volume 3, 2012, p. 370 – 375.

Thakur, D.G.; Ramamoorthy, B; Vijayaraghavan. Study on the machinability characteristics of superalloy Inconel 718 during high speed turning. Materials & Design. Vol. 30, p. 1718-1725, 2009.

82

Thiele J.D.; Melkote S.N. The effect of tool edge geometry on workpiece subsurface deformation and through-thickness residual stresses for hard turning of AISI52100. Trans NAMRI/SME 27, 1999, p. 135–140.

Ulustan, D. et al. Machining induced surface integrity in titanium and nickel alloys: A review. International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol 51, pp. 250-281, 2011.

Vieira, M. ―Avaliação da Dureza de Rebolos em Trabalho através do Uso da Emissão Acústica na Dressagem‖. Tese de Doutorado EECC. Universidade de São Paulo, São Carlos, 1996. 131p.

Vishay-Measurements Group. Catalogo de Produtos Industriais on-line. Disponível em: <http://www.vishay.com/strain-gages/>. Acesso em: 28 maio. 2014.

Zhu, D., Zhang, X., Ding, H. Tool wear characteristics in machining of nickel-based superalloys. International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol 64, p. 60-77, 2013.