___________________________________________________________________________
ma
ANÁLISE COMPARATIVA DA USINABILIDADE DO FERRO
FUNDIDO NODULAR E DO AÇO SAE 1045 NO TORNEAMENTO COM FERRAMENTA DE METAL DURO
Aldimar Fernandes de Medeiros Filho1, Ramsés Otto Cunha Lima2 1- Autor(a); 2- Orientador(a)
RESUMO:
Usinabilidade é a dificuldade em se usinar certo material. A caracterização do material faz-se necessária a partir do momento em que tal característica faz diferença no resultado final da usinagem e este artigo visa a comparação do grau de usinabiidade entre o ferro fundido nodular e o aço SAE 1045. Determinar a influência da microestrutura de cada material na usinagem e a dureza são fatores que abrangem os resultados da usinagem e serão abordada no presente artigo. Os materiais serão postos a prova sendo usinados em um torno por uma pastilha de metal duro, onde a velocidade de corte (Vc), avanço (Fn) e profundidade (Ap), serão mantidos durante todo experimento com ambos materiais, com o objetivo de avaliar o desempenho da pastilha de metal duro para cada material, chegando a uma análise comparativa e estabelecendo que o ferro fundido nodular possui melhor usinabilidade devido suas características.
Palavras-chave: Usinabilidade; Ferro fundido nodular; Aço SAE 1045; Dureza; Microestrutura.
1. INTRODUÇÃO
A definição de usinabilidade é compreendida como o grau de dificuldade em se usinar determinado material, essa dificuldade varia de forma relativa quando se fala de uma ou outra característica tomada como parâmetro para o material a ser trabalhado, levando a uma variação da usinabilidade de acordo com as condições utilizadas[1]. As características de usinabilidade estão ligadas ao processo de fabricação do material e as principais propriedades que influenciam na usinabilidade são: dureza, ductilidade e limite de resistência.
Diversas vezes a aplicação de aços exige do material um elevado nível de dureza, dureza esta que em contrapartida pode ter um efeito maléfico na ferramenta de usinagem, levando a inviabilidade da usinagem[2], logo um balanceamento entre dureza e ductilidade faz-se muitas vezes necessário.
De acordo com [3], os aços carbono possuem uma ampla faixa de usinailidade e dependem de suas propriedades mecânicas. Os mais ducteis favorecem na diminuição da vida útil da ferramenta de corte em razão da formação da aresta postiça através do cavaco. Em contra partida, um aço muito resistente ao corte, pode levar ao desgaste excessivo da ferramenta de corte pela presença de carbonetos (ferro e carbono).
Já o ferro fundido nodular possui uma característica microestrutural muito significante nas propriedades físicas e mecânicas, que é a grafita pura[4]. O grafite puro possui resistência desprezível e fornece uma fonte autolubrificante na aresta de corte durante a usinagem[5].
A vida da ferramenta é o tempo em que a mesma trabalha efetivamente (deduzidos os tempos passivos), até que perca sua capacidade de corte, diante de um panorama previamente estabelecido[6].
Diante dessas considerações o presente trabalho visa a comparação do ferro fundido nodular com o aço SAE 1045, reunindo dados de pesquisas que estabelecam a influência das características mecânicas e da microestrutura na usinabilidade, quando usinado no processo de torneamento.
2. DESENVOLVIMENTO 2.1 Fundamentação Teórica
Neste tópico será feita uma abordagem a cerca das característica dos materiais utilizados nesse trabalho, buscando embazamento com o instuito de uma melhor comparação entre os materiais.
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO - UFERSA CURSO INTERDISCIPLINAR EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA Trabalho de Conclusão de Curso (2020).
2.1.1 Características do ferro fundido nodular
O ferro fundido nodular é um composto de liga de ferro-carbono-silício, com teores de carbono que variam acima de 2,5% e 4% e silício 1% e 3% em quantidade superior à que pode ser obtida em solução sólida na austenita, resultando na formação de carbono (grafite), livre na matriz metálica, porém em forma esferoidal[4].
De acordo com[7], matriz do ferro fundido nodular pode ser constituída de ferrita ( o que resulta em altos valores de ductilidade e tenacidade), perlita ( bons valores de resistência mecânica, associada a valores baixos de ductilidade). O aumento do teor de perlita torna a região branca (ferrita) mais dura, reduzindo a usinabilidade do material.
A usinabilidade desse material ainda depende da composição química. As principais relações são: a redução do teor de carbono provoca o aparecimento de carbono livre, fragilizando a matriz e prejudicando a usinabilidade e o aumento no teor de silício causa a diminiuição de APC (aresta postiça de corte), melhorando a usinabilidade do material[8].
Devido suas características, o ferro fundido nodular é tido como um material de boa usinabilidade[6].
2.1.2 Características do aço SAE 1045
O aço SAE 1045 é classificado como aço de médio teor de carbono com aproximadamente 0,45% de carbono em sua composição química. Devido a possibilidade da transformação da microestrutura do aço, sem alteração na composição química, a microestrutura é um importante fator de influência na usinabilidade. De acordo com [9], os elementos da microestrutura modificam as característica de ductilidade e fragilidade devido sua presença, quantidade e forma, promovendo diferentes condições de quebra de cavaco, abrasividade, força e temperatura de corte.
Segundo[10], o tamanho do grão também é um parâmetro a ser controlado, devido ao efeito de fragilização do cavaco, que ocorre devido a produção de grãos grosseiros. Porém com uma estrutura mais refinada, menores são as fronteiras intergranulares, melhorando o comportamento da ferramenta de corte. Possui boas propriedades mecânicas, incluindo boa usinabilidade quando normalizado (diminui o tamanho do grão).
É um aço comum, sendo considerado de média resistência e pouca temperabilidade[11].
2.1.3 Ferramenta para usinagem
De acordo com[12], uma das etapas mais importantes no processo de usinagem é a escolha do material da ferramenta. Para ser utilizado como ferramenta de corte na usinagem, os materiais precisam atender algumas exigências básicas: elevada dureza a frio (muito superior à dureza da peça a ser usinada); elevada dureza a quente; tenacidade para resistir a esforços de corte e impactos; resistência à abrasão; estabilidade química e facilidade de obtenção a preços econômicos.
De acordo com[13], os materiais utilizados na produção de ferramentas atualmente são os aços-ferramentas, aços rápidos comuns, aços rápidos com cobalto, ligas fundidas, carbonetos sintetizados (metal duro), cerâmica, Nitreto Cúbico de Boro, Diamante.
Segundo[14], as ferramentas de carboneto sintetizado (metal duro – MD) detém em torno de 50% do mercado de ferramentas de usinagem.
A base das ferramentas de MD é o Carboneto de Tungstênio, apesar de normalmente estar ligado a outros elementos na busca de otimização das propriedades da ferramenta: suportar elevadas temperaturas na região de geração do cavaco, aliar dureza à temperatura ambiente, resistência ao desgaste e tenacidade
Segundo[15], a resultante de se revestir uma ferramenta de corte é obter propriedades mecânicas como resistência ao desgaste, dureza a quente e tensões compressivas. Como propriedades físicas, tem-se a estabilidade química, boa adesão e resistência à corrosão, tanto a temperatura ambiente quanto a temperaturas elevadas.
2.1.4 Dureza
Segundo[16], a dureza da superfície é uma importante propriedade física dos materiais. Pode ser definida como sendo a resistência oferecida pelos sólidos à penetração de uma ponta, podendo ser considerada como um
___________________________________________________________________________
indicativo indireto da resistência do material ao desgaste, resistência à abrasão, além da capacidade do material de resistir a esforços.
2.1.5 Metalografia
A determinação da estrutura metalográfica do material de de extrema importancia para o entendimento de suas características.
Para[17], a metalografia microscópica (ou micrografia dos metais) estuda os produtos metalúrgicos, com auxílio do microscópio, visando à determinação de seus constituintes e de sua textura, pondo assim em evidência os diversos grãos de que é formado.
Os metais, de um modo geral, são agregados cristalinos cujos cristais podem ser quimicamente identicos, como de composição química diferente. Tais cristais são chamados de grãos.
Quando estamos falando de aços vemos que um grão refinado é preferível a nível de usinabilidade, uma vez que o grão grosseiro acarreta na fragilização do cavaco como diz[10].
Em se tratar de ferro fundido nodular, o aumento da perlita leva a um aumento de dureza na região ferritica, levando a uma má usinabilidade[10].
As Figuras 1 e 2 representam respectivamente as metelografias do ferro fundido nodular e do aço SAE 1045.
Figura 1. Metalografia do ferro Figura 2. Metalografia do aço Sae 1045 fundido nodular com zoom de com zoom de 200x [19].
200x [18].
2.2 Materiais e métodos
Os equipamentos utilizados neste trabalho foram: Torno mecânico paralelo universal fabricante Nardini e modelo Nodus 220 gold, porta ferramenta para pastilhas com geometria triangular, paquímetro mitutoyo de 150 mm, microscópio digital da marca Eletronic Magnifier com apliação que varia 20X a 1000X, lixas, reagente para o ataque químico Nital 2%, microscópio óptico Olympus GX51 ( metalografia), durômetro Mitutoyo HR-300 e serra starret 1102.
Todos experimentos de usinagem foram realizados no laboratório de usinagem, situado na UFERSA campus Mossoró.
Os experimentos de metalografia e dureza foram realizados respectivamente no laboratório de metalografia situados na UFERSA Mossoró.
A ecolha pelo tipo de insnterto caminhou para o metal duro, tanto pela comparação com trabalhos existentes quanto pelo fácil acesso no mercado. Posteriomente foram escolhidos as dimensões mais satisfatórios da peça de ferro fundido nodular e aço SAE 1045 ( tamanho longitudinal e diâmetro) , visando além da padronização com os próprios artigos, uma boa compreensão dos resultados finais de usinagem. Após a pesquisa acadêmica veio a pesquisa de campo em busca das ferramentas e tarugos com proporções similares ao trabalhos utilizados como parâmetro.
2.2.1 Inserto de metal duro/
Foi utilizada uma única ferramenta no processo, 3 arestas para cada material. A ferramenta disponível na região não era a ideal para usinagem do ferro fundido nodular, sua classificação é P e M da qual é designada para aços, porém o ferro fundido nodular é uma classe de ferro fundido onde a ductilidade é bem superior, conferindo
ao material características que o aproximam do aço[20]. Mantém as características de boa usinabilidade e razoável estabilidade dimensional, dessa forma a comparação entre o aço SAE 1045 e o ferro fundido nodular pode ser feita através de uma ferramenta sugerida a aços. A Figura 3 mostra a classificação das ferramentas.
Figura 3. Classes das ferramentas e seus respectivos materiais de trabalho. (Autoria Própria).
De acordo com o fabricante foi possível ter acesso as características da ferramenta bem como aos parâmetros de usinagem sugeridos. A ferramenta de metal duro teve seu revestimento feito pelo método CVD (chemical vapor deposition) de TiCN +Al2O3+TiN sendo sua fabricante ITA (Iscar Tool Advisor).[21] Geometria da ferramenta TNMG 160404.
Os parâmetros recomendados na embalagem da ferramenta foram:
Velocidade de corte (Vc): 140 – 320 m/min
Avanço (Fn): 0,13 – 0,30 mm.rev
Profundidade (Ap): 0.5 – 3 mm
Sendo assim os parâmetros da ferramenta de corte utilizados, levando em consideração as recomendações do fabricante bem como as revisões das literaturas na usinagem do ferro fundido nodular e do aço SAE 1045.
Velocidade de corte (Vc): 250 m/min
Avanço (Fn): 0,3 mm/rev
Profundidade de corte (Ap): 1 mm
Visando uma melhor comparação entre os materiais usinados optou-se por manter a velocidade constante, dessa forma, como o diâmetro varia a medida que o desbaste acontece, o monitoramento do diâmetro é fundamental, pois quando a variação for suficiente a ponto de influenciar a velocidade de corte faz-se necessário o ajuste na rotação, dessa forma, quanto menor o diâmetro do material, maior será a rotação na máquina para o ajuste da velocidade de corte.
Os cálculos foram obtidos através Equação 1:
(1) Onde:
Vc = Velocidade de corte (m/min) D = Diâmetro da peça (mm) n = Rotação (rpm)
π = 3,14
A Figura 4 representa o local na ferramenta onde ocorreram os desgaste de falanco médio na usinagem do ferro fundido nodular e do aço SAE 1045.
Figura 4 . Local representativo do desgaste de flanco médio (Autoria Própria).
2.2.2 Ferro fundido nodular
O tarugo do Ferro fundido nodular utilizado no experimento foi fabricado pela empresa TUPY de Joinville.
O material possuia 300 mm de comprimento e 76 mm de diâmetro (3 polegadas).
Apesar do corpo de prova possuir 300 mm de comprimento, a análise da vida útil da ferramenta foi feita
___________________________________________________________________________
através de um desbaste de 100 mm em todas as passadas, utilizando dessa forma 1/3 do comprimento total.
De acordo com seu certificado de ensaio do material, tivemos acesso a composição química na Tabela 1.
Tabela1. Composição química aproximada do ferro fundido nodular em porcentagem [22].
C Mn S Cu Si P Cr Mg
3,65 0,195 0,0125 0,705 2,7 0,048 0,05 0,045
2.2.3 Aço SAE 1045
O material de aço SAE 1045 utilizado na usinagem foi adiquirido na BRASSNOX. O certificado do aço foi fornecido pela empresa AÇOVISA de São Paulo.
O corpo de prova era de 300 mm de comprimento por 76 mm de diâmetro (3 poleadas) e foi usinado da mesma forma que o ferro fundido nodular, com um desbaste de 100 mm de comprimento.
A composição química de acordo com o fabricante encontra-se na Tabela 2.
Tabela2. Composição química aproximada do aço SAE 1045 [23].
C Si Mn Cr Ni Mo Cu Al P S
0,48 0,170 0,64 0,10 0,07 0,02 0,04 0,027 0,019 0,007
2.3 Métodos
2.3.1 Caracterização do ferro fundido nodular e aço SAE 1045
A caracterização do material foi feita através de micrografia e medição de dureza. Após todo o processo de usinagem foram retiradas com uma serra fita Starret 1102 uma amostra de cada material ( ferro fundido nodular e aço SAE 1045) de aproximadamente 40 mm de diâmetro,para logo em seguida fazer um faceamento no torno afim de obter uma superfície mais homogênea, estas amostras foram lixadas em sequência com lixas de granulação 120, 180, 220, 320, 400, 500, 600, 800, 1000 e 1200. Em seguida as amostras foram submetidas a um ataque químico com o reagente Nital 2% por 10 segundos a fim de revelar sua microestrutura. Para a observação e análise da microestrutura foi utilizado o microscópio óptico Olympus GX51.
2.3.2 Teste de Usinagem do ferro fundido nodular e do aço SAE 1045
O teste de usinagem foi iniciado com a limpeza do torno bem como do encaixe do inserto, apoiar o porta ferramenta sobre seu encosto, evitar o aperto excessivo na fixação da pastilha e garantir o uso correto do torno prezando estabilidade para evitar possíveis vibrações fazendo a fixação adequada de todos os componentes do torno evitando folgas.
Com o corpo de prova fixo nas castanhas foi iniciado o desbaste superficial afim de tornar o tarugo simétrico, pois ele chega da fábrica levemente ovalizado dificultando o torneamento. Para isso foi feito um desbaste inicial de 5 mm, chegando no resultado de um corpo de prova simétrico para ser usinado. Com o objetivo de chegar a uma conclusão satisfatória na comparação da usinabilidade foram utilizados 3 arestas de corte da ferramenta de metal duro para o desbaste do ferro fundido nodular e 3 arestas da mesma ferramenta paro o aço SAE 1045, trocando de aresta apenas quando o seu desgaste de flanco médio atingia 0,3 mm.
O processo foi iniciado com o aço SAE 1045 e sempre tomando cuidado com a diminuição do diâmetro que influencia na velocidade de corte, para isso a rotação foi ajustada quando o diâmetro diminuiu de forma a afetar a velociade de corte, mantendo assim a velocidade corte constante em todo o processo, tanto com o ferro fundido nodular como com o aço SAE 1045.
A cada passada no torno o inserto de metal duro foi retirada do porta ferramenta e analisada no microscópio, com o objetivo de checar o desgaste de flanco médio.
2.3.3 Método de estabelecer a dureza no ferro fundido nodulalr e no aço SAE 1045
O método consistiu em cortar as amostras dos dois tarugos dos materiais, sendo cada amostra com diametro
de aproximadamente 40 mm. A escala de dureza utilizada no experimento foi a Rockwell B (HRB), sendo um indentador uma esfera de aço de 1/16” e a carga utilizada foi de 100kgf.
O ensaio foi realizado com 5 medições em cada corpo de prova partindo da periferia da peça até o centro como mostra a Figura 5.
Figura 5. Figura ilustrativa das indentações no ensaio de dureza (Autoria Própria).
Todas as aplicações foram baseadas na norma ABNT NBR NM ISO 6508:2008, que trata do ensaio de dureza Rockwell, para as escalas A, B, C, D, E, F, G, H, K, N e T.
Os resultados obtidos estão na Tabela 3.
Tabela 3. Ensaio de dureza no ferro fundido nodular e aço SAE 1045 (Autoria Própria).
Ordem de endentação
1 2 3 4 5
Dureza do ferro fundido nodular
(HRB)
90.9 91.4 90.7 91.1 90.6
Dureza do aço SAE 1045
(HRB)
87.4 85.9 87.6 86.5 87.7
2.4 Resultados e discussões
2.4.1 Metalografia do ferro fundido nodular e aço SAE 1045
A Figura 6 mostra a micrografia do ferro fundido nodular, pode-se observar que o material é basicamente um ferro fundido nodular de matriz ferrítica/perlítica. Os nódulos de grafita e aglomerados de nódulos na cor preta estão destribuídos pela matriz ferrítica ao fundo, na cor branca. Característica marcante da classe de ferro fundidos nodulares.
Como já citado por[7], o aumento do teor de perlita torna a região branca (ferrita) mais dura, reduzindo a usinabilidade do material.
Observando a Figura 6, percebemos que a distribuição de perlita e ferrita na matriz do ferro fundido nodular acontece de forma a favorecer a usinabilidade do material. Os nódulos de grafita contribuem ainda mais para a usinabilidade[8] com sua característica autolubrificante.
Sendo assim o ferro fundido nodular de matriz ferrita/perlita é um material de boa usinabilidade não só pelo fato da grafita ser autolubrificante (diminuindo o desgaste na aresta de corte), mas também, pelo fato da matriz ter um balanceamento entre ferrita e perlita, evitando o execesso de dureza orindo da perlita na matriz.
___________________________________________________________________________
Figura 6. Micrografia do ferro fundido nodular com zoom de 200x. (Autoria Própria).
A Figura 7 apresenta uma micrografia feita com o mesmo microscópio óptico. Percebe-se na imagem que a microestrutura do aço SAE 1045 a miroestrutura formada de ferrita na cor branca e perflita na cor mais escura.
Um teor muito alto de perlita no material leva a uma maior dureza, acarretando em uma pior usinabilidade do material, a importância do balanceamento na microestrutura se faz para atingir um bom nivel de usinabilidade.
Segundo[24], os aços contendo em torno de 50% de perlita combinam boa usinabilidade com alta dureza.
Na imagem metalográfica é possível observar uma boa quantia de perlita em equilíbrio com a fase ferrita.
Logo o que se espera da influência da microestrutura do aço SAE 1045 em relação a usinabilidade é que tenha uma usinabilidade razoável e melhor se a matriz fosse predominante perlítica.
Figura 7. Micrografia do aço SAE 1045 com zoom de 100x (Autoria Própria).
2.4.2 Dureza do ferro fundido nodular e do aço SAE 1045
O ensaio de dureza chegou ao seguinte resultado: a dureza média do ferro fundido nodular após verificada 5 vezes em diversos pontos da superfície do corpo de prova, da periferia ao centro, foi de 91,2 HRB e a dureza média do aço SAE 1045 após 5 verificações em destintos pontos da superfície, da periferia ao centro, foi de 86,4 HRB.
Foi observado que a medida que o ensaio e verificação da dureza se aproximava do núcleo de ambos meteriais, a dureza aumentava.
O desvio padrão das medições do ferro fundido nodular foi de 0,387 e do aço SAE 1045 foi de 0,937, Caracterizando um baixo desvio padrão para o experimento.
A dureza do ferro fundido nodular foi observada como muito próxima a do aço SAE 1045, comprovando que esse material possui uma característica de dureza semelhante a dos aços.
Os dados do ensaio de dureza do aço SAE 1045 apontam que a dureza do material ( aço SAE 1045 testado deste
artigo) se encontra abaixo do padrão estabelecido pelos artigos citados, o que sugere que o aço tenha sido conformado.
2.4.3 Desgaste da ferramenta na usinagem do ferro fundido nodular
No procedimento de usinagem do ferro fundido nodular a ferramenta chegou ao fim de vida com 5 passadas na primeira aresta. Na segunda aresta o desgaste se deu de forma inesperada, ocorrendo um possivel lascamento na segunda passada. Na terceira aresta o comportamento foi semelhante ao da primeira e a ferramenta chegou ao fim de vida na 4 passada.
As Tabelas 4, 5 e 6 abaixo mostram os números de passadas de cada aresta e seus respetivos desgastes. As Figuras 8, 9 e 10 são referentes a última passada de cada aresta, que corresponde ao final da vida útil da ferramenta.
Tabela 4. Desgaste de flanco médio da primeira aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do ferro fundido nodular (Autoria Própria).
Número de passadas
1 2 3 4 5
Desgaste de flanco médio
(mm)
0,09 0,21 0,23 0,26 0,36
Figura 8. Desgaste de flanco médio de 0,36mm na quinta passada da primeira aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do ferro fundido nodular. (Autoria Própria).
Tabela 5. Desgaste de flanco médio da segunda aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do ferro fundido nodular (Autoria Própria).
Número de passadas
1 2
Desgaste de flanco médio
(mm)
0,18 0,38
___________________________________________________________________________
Figura 9. Possível lascamento na segunda passada da segunda aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do ferro fundido nodular. (Autoria Própria).
O desgaste da segunda aresta do nodular foi observado como um possível lascamento causado pelo desgaste excessivo e fragilização da superfície. O fato da aresta de corte esta inteira declina para esse indício.
Tabela 6. Desgaste de flanco médio da terceira aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do ferro fundido nodular (Autoria Propria).
Número de passadas
1 2 3 4
Desgaste de flanco médio (mm)
0,11 0,17 0,28 0,32
Figura 10. Desgaste de flanco médio de 0,32mm na quarta passada da terceira aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do ferro fundido nodular. (Autoria Própria).
2.4.4 Desgaste da ferramenta na usinagem do aço SAE 1045
No procedimento de usinagem no aço SAE 1045 a ferramenta chegou ao fim de vida com duas passadas na primeira aresta, três passadas na segunda e duas passadas na terceira.
As tabelas 7, 8 e 9 mostram os números de passadas de cada aresta e seus respetivos desgastes. As
Figuras 11, 12 e 13 são referentes a última passada de cada aresta, que corresponde ao final da vida útil da ferramenta.
Tabela 7. Desgaste de flanco médio da primeira aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do aço SAE 1045 (Autoria Própria).
Número de passadas 1 2
Desgaste de flanco médio (mm) 0,11 0,33
Figura 11. Desgaste de flanco médio de 0,33mm na segunda passada da primeira aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do aço SAE 1045. (Autoria Própria).
Tabela 8. Desgaste de flanco médio da primeira aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do aço SAE 1045 (Autoria Própria).
Número de passadas 1 2 3
Desgaste de flanco médio (mm)
0,18 0,28 0,30
Figura 12. Desgaste de flanco médio de 0,30mm na terceira passada da segunda aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do aço SAE 1045 (Autoria Própria).
___________________________________________________________________________
Tabela 9. Desgaste de flanco médio da terceira aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do aço SAE 1045 (Autoria Própria).
Número de passadas 1 2
Desgaste de flanco médio (mm) 0,19 0,33
Figura 13. Desgaste de flanco médio de 0,33mm na segunda passada da terceira aresta da ferramenta de metal duro na usinagem do aço SAE 1045 (Autoria Própria).
Durante os teste o ferro fundido nodular ultrapassou os 0,3 mm de desgaste de flanco médio na ferramenta em média a cada 3,6 passadas no torno.
O aço SAE 1045 em contra partida ultrapassou os mesmo 0,3 mm de desgaste de flanco médio na ferramenta em média a cada 2,3 passadas no torno.
A influência microestrutural foi fundamental nos resultados, o ferro fundido nodular apesar de ter uma dureza maior (pouca coisa) que a do aço SAE 1045, apresentou melhor usinabilidade de acordo com os resultdos. A grafita em forma de nódulos na matriz de sua microestrutura lhe garantiu uma característica autolubrificante acarretando em um menor desgaste da ferramenta quando comparado com o aço 1045, que apesar de possuir um teor menor de carbono e menor dureza, atingiu o desgaste da ferramenta de maneira mais rápida.
3. CONCLUSÕES
O presente trabalho fez a análise do ferro fundido nodular e aço SAE 1045 em termos de microestrutura, dureza e usinagem ( usinando os materiais em um torno) afim de comparar a usinabilidade entre os dois materiais. O ferro fundido nodular apresentou melhor usinabilidade que o aço SAE 1045, ainda que os aços em geral apresentem melhor usinabilidade que os ferros fudidos. A característica autolubrificanre do ferro fundido nodular é fundamental para o resultado, sua grafita em forma esferoidal compete a ele características semelhante aos aços. Enquanto que o aço SAE 1045 necessita ser normalizado para atingir um grau de usinabilidade considerável. Logo o ferro fundio nodular é melhor usinável que o aço SAE 1045.
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] ANDRÉ LUIZ V. DA COSTA E SILVA, PAULO ROBERTO MEI, Aços e Ligas Especiais, Editora Edgard Blucher, 2ª edição, 2006.
[2] ASKELAND, R.A.; WRIGHT, W.J. Ciência e Engenharia dos Materiais. 2° ed. São Paulo: Cengage, 2015.
[3] SANTARRIAGA, Pablo, A. C. Estudo dos tempos de tensão gerados por inclusões durante o processo de torneamento em aços ABNT 1045 utilizando o método dos elementos finitos. USP, Tese, 2008.
[4] CALLISTER, W. D. Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais. 2° ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
[5] REIS, A. M. ‘influência do ângulo de Posição secundário da ferramenta, Raio de Ponta e Lubrificação na Usinagem em Presença de Aresta Postiça de Corte” Dissertação de mestrado em engenharia mecânica – UFU – 2000.
[6] DINIZ, A.E.;Marcondes, F.C.; Coppini, N.L. Tecnologia da usinagem dos Materiais. 7ª edição São Paulo:
Editora Artliber, 2010.
[7] GUESSER, W. L., 2009, “Propriedades mecânicas dos ferros fundidos”, Editora Edgard blucher, São Paulo – SP.
[8] DA SILVA, Rosemar & Pereira, Igor & Carvalho, Deborah & Bacci Da Silva, Marcio. (2020).
INVESTIGAÇÃO DA USINABILIDADE DO FERRO FUNDIDO NODULAR: PRIMEIRA PARTE.
[9] DA SILVA, R.A, Neto, A.F. Estudo da microestrutura do aço SAE 1045 para a melhoria da usinabilidade.
Uma proposta para a gestão dos processos de usinagem.
[10] BAPTISTA, André Luís de Brito. Aspectos metalúrgicos na avaliação da usinabilidade de aços. Rem: Rev.
Esc. Minas, Ouro Preto , v. 55, n. 2, p. 103-109, Apr. 2002 . Available from
<http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672002000200006&lng=en&nrm=iso>.
access on 04 Feb. 2020. http://dx.doi.org/10.1590/S0370-44672002000200006.
[11] LUZ, Gelson. Aço SAE 1045 Propriedades Mecânicas e Composição Química. Blog Miateriais, ´s.1], 2017.
[12] STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de corte I. 6ª edição – Florianópolis: Editora da UFSC, 2005.
[13] ARENDT, C., Análise do comportamento de desgaste de ferramentas de corte no torneamento de ferro fundido nodular austemperado – Instituto federal de Santa Catarina, 2017.
[14] SOUZA, André João de. Aplicação de multisensores no prognóstico da vida da ferramenta de corte em torneamento. Tese de Doutourado. Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, 2004.
[15] BOUZAKIS, K.D.; VIDAKIS, N., MICHAILIDIS, N., LEYEDECKER, T., ERKENS, G., FUSS, G.
Quantification of properties modification and cutting performance of (TiAl)N coating at elevated temperatures. Surface and Coating Technology,1999.
[16] SOUZA, R.O.A. et al., Janeiro / Março, 2009, “Avaliação da Dureza Vickers de Resinas Compostas de Uso Direto e Indireto”, Cienc. Odontol. Bras., v.12, n.1, p.23-30.
[17] COLPAERT, H., Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns, 4ª. ed. São Paulo, Edgard Blucher, 1974.
[18] HUPALO, Marcio Ferreira et al . Aspectos cinéticos e microestruturais da transformação bainítica incompleta em ferros nodulares austemperados. Rem: Rev. Esc. Minas, Ouro Preto , v. 65, n. 2, p. 217- 224, June 2012 .
[19] FERLAUTO, Eduardo Moller. Heterogeneidades mecânicas e microestruturais durante o processo de trefilação combinada do aço SAE 1045. UFRS, 2011.
[20] CHIAVERINI, V.. Aços e ferros fundidos - Características gerais, tratamentos térmicos, principais tipos.
7a. ed.. São Paulo: ABM.
[21] https://www.iscar.com/eCatalog/Grade.aspx?grade=IC9250&item=5507318&fnum=447&mapp=IS&app=0 [22] CERTIFICADO TUPY. Certificado de composição química do ferro fundido nodular 2019.
[23] CERTIFICADO AÇOVISA. Certificado de composição química do aço SAE 1045 2019.
[24] ZATLIN. N, FIELD. M. Evaluation of rolled Steels, Forging and Cast Irons. Machining Theory and Practice, USA, 1950.
