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CONEM 2018
X Congresso Nacional de Engenharia Mecânica
EVOLUÇÃO DA TENSÃO RESIDUAL EM AÇOS ABNT 4320 E 5120 APÓS CARBONITRETAÇÃO/TÊMPERA E SHOT PEENING EM MAQUINAS TIPO AR COMPRIMIDO E TURBINA
Submission Author:
Thiago Costa Rodrigues Rosa , MG
Co-Authors:
Thiago Costa Rodrigues Rosa, Jose Rubens Gonçalves Carneiro, Gilmar Cordeiro da Silva, João Pedro Santiago Carneiro
Presenter: Wender Oliveira
doi://10.26678/ABCM.CONEM2018.CON18-0299
Abstract
Shot peening é um processo mecânico a frio onde um jato de granalha é impelido contra a superfície dos componentes provocando deformação plástica e induzindo tensões residuais de compressão na superfície, aumentando a resistência à fadiga. Este artigo descreve o estudo realizado na evolução de tensões residuais em dois tipos de aços ABNT 4320 e 5120 comumente utilizados na fabricação de engrenagens na indústria automotiva/aeronáutica após tratamento termoquímico de carbonitretação e “shot peening”.Amostras nas dimensões de 100x60x20mm foram usinadas, recozidas e carbonitretadas em temperatura de 870°C por 12 horas em etapas de preaquecimento carbonitretação e têmpera direta em óleo. O processo de “shot peening” foi realizado em máquina tipo turbina/ar comprimido após execução em corpo de prova tipo “almen” com obtenção de 100% de cobertura. Foram controlados a pressão máxima do jato em 7bar; tempo de exposição 30s e ângulo de aplicação 90°. Após “shot peening” , as amostras foram decapadas em solução de 10%H2SO4 , 10% HF, 10%H2O e 70%H2O2 em posições distintas nas amostras para medição de tensão residual em diferentes profundidades. Foi utilizado um difratômetro de raios-X , marca GRN Optica, para avaliação das tensões resíduais.As profundidades obtidas na decapagem foram de 0,15,30,45, 50, 60,70,80,90 e 100µm distantes da borda.Foram constatados valores de tensão residual no intervalo de -300 a -1200MPa nas distâncias de 0 a 100 µm com valores máximos por volta de 30 µm e dispersão de valores de +-30MPa. O aço ABNT 4320 experimentou nível de tensão mais negativo comparado ao aço ABNT 5120 o que pode ser devido à sua maior temperabilidade. Estudou-se, posteriormente, a evolução de tensões compressivas nesse aço ABNT 4320 em máquinas de “shot peening” a jato de ar Pangborn, modelo PE1107, e de turbina Passenger, modelo EP1836. A máquina tipo turbina propiciou maiores valores de tensões compressivas ao longo da profundidade em máquina tipo turbina.
Keywords
Shot peening, Tensão residual, difração de raios-X
