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Título: Análise de tensões residuais em ferro fundido vermicular após tratamento de têmpera superficial a laser e nitretação a plasma
Título(s) alternativo(s): Analysis of residual stresses in vermicular cast iron after laser quenching surface treatment and plasma nitriding
Autor(es): Javornik, Luiz Paulo
Orientador(es): Rodacoski, Marcos Roberto
Palavras-chave: Ferro fundido - Metalurgia
Metais - Têmpera
Nitretação
Tensões residuais
Engenharia mecânica
Cast-iron - Metallurgy
Metals - Quenching
Nitriding
Residual stresses
Mechanical engineering
Data do documento: 7-Dez-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: JAVORNIK, Luiz Paulo. Análise de tensões residuais em ferro fundido vermicular após tratamento superficial de têmpera a laser e nitretação a plasma. 2016. 69 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016.
Resumo: Atualmente, uma das maiores fabricantes mundiais de blocos de motores à diesel e cabeçotes, a Tupy, vem utilizando como material na fabricação dos blocos o ferro fundido vermicular (FFV), também conhecido como CGI, por apresentar propriedades mecânicas superiores às dos materiais convencionais, possibilitando maiores pressões na câmara de combustão e paredes menos espessas, resultando em produtos mais leves, menores e mais duráveis. Visando uma maior confiabilidade ao bloco de motor, o estudo das tensões residuais se faz necessário, pois elas se fazem presentes em todos os componentes mecânicos submetidos a processos de conformação. Após ter passado por tratamentos superficiais, como nitretação a plasma e/ou têmpera superficial a laser, com o objetivo de melhorar suas propriedades superficiais, principalmente resistência ao desgaste, fez-se a análise das tensões residuais no FFV que surgiram devido ao alto gradiente térmico (aquecimento seguido de resfriamento), mudança de composição química e volume na superfície gerados pelos tratamentos. Por ser um método com baixo custo, fácil portabilidade e alto grau de confiabilidade nos resultados, o método escolhido para essa análise foi do furo cego. Tendo como objetivo analisar e avaliar o comportamento das tensões residuais após os tratamentos supracitados, esse trabalho pode vir a colaborar com uma maior resistência ao desgaste pro FFV, consequentemente uma vida mais longa para o bloco de motor a diesel. Os resultados mostram que as tensões geradas durante a têmpera superficial à laser são maiores do que as geradas pela nitretação à plasma e que as tensões provenientes do processo de retificação, podem ser vistas com clareza no material em estado de fornecimento.
Abstract: Nowadays, one of the world’s biggest diesel engine block producer, Tupy uses the vermicular cast iron as the diesel engine block producing material. This iron, is also known as CGI and its use has been increasing in the automotive industry in recent times due to its mechanical properties, that enable the manufacture engines with higher pressures in the combustion chamber and thinner walls, which can imply in lighter, smaller and more lasting products. Aiming for a greater realiability to the engine block, the study of residual stresses is more than necessary, since theresidual stresses are present in all the mechanical components submitted to conformation processes. In this work presented, after been submitted to surface treatments as plasma nitriding and laser surface hardening with the aim of improving its surface properties, especially wear resistance, the CGI was submitted to residual stresses analysis that emerged due the high thermal gradient (heating followed by cooling), changes in chemical composition and surface volume generated by the treatments. By being a low cost method, easily portable and a high degree of reliability in the results, the chosen method for this analysis was the Hole-Drilling method. Aiming to analyse and evaluate the behavior of residual stresses after the above metioned treatments, this work may collaborate with a higher wear resistance to the CGI, consequently a longer life for the diesel engine block. The results showthat the residual stresses generated during the laser surface hardening are higher than those generated by plasma nitriding and that the grinding process stresses can be clearly seen in the base material.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10501
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