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Título: Planejamento de experimentos aplicado no processo de fundição para entender a causa da variação indesejada na resistência à tração do ferro fundido cinzento
Título(s) alternativo(s): Design of experiment applied in the casting process to understand the cause of undesired variation in tensile strength of gray cast iron
Autor(es): Hilário, João Ernesto Cardoso
Orientador(es): Paris, Wanderson Stael
Palavras-chave: Resistência de materiais
Ferro fundido
Planejamento - Experiências
Strength of materials
Cast-iron
Planning - Experiments
Data do documento: 4-Mar-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: HILÁRIO, João Ernesto Cardoso. Planejamento de experimentos aplicado no processo de fundição para entender a causa da variação indesejada na resistência à tração do ferro fundido cinzento. 2017. 41 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Especialização em Engenharia de Produção) Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: A resistência à tração do ferro fundido é uma propriedade mecânica resultante da combinação dos fatores do processo de fundição e é quem define a classe deste tipo de material. A empresa, onde o estudo foi realizado, produz componentes em ferro fundido cinzento para seus produtos e essa propriedade mecânica é controlada por amostragem, em corpos de prova padrão. Foi verificado que o ferro fundido dessa empresa possui uma variação indesejada no resultado de resistência à tração, dos quatro processos de fundição analisados, apenas um atinge o resultado esperado. Na busca pela identificação da causa dessa variação, foram levantados os principais fatores de processo que poderiam afetar diretamente na resistência do material: carbono equivalente, temperatura do metal no vazamento, inoculação do metal e tempo de resfriamento da peça dentro do molde. Então, foi aplicada a ferramenta DOE, onde os fatores foram combinados em uma matriz de experimentos, e, a partir dela, foram produzidos sessenta e quatro corpos de prova em dezesseis condições de processo. Após a conclusão do experimento, evidenciou-se que um fator sozinho, o carbono equivalente, é responsável por 50% da variação da resposta gerada pelo experimento. Foi proposto um reajuste desse fator crítico de processo para níveis adequados a fim de garantir um resultado estável de resistência à tração em todos os processos da empresa.
Abstract: The tensile strength is a mechanical property of cast iron, resulting from the combination of the casting process factors, which needs to be controlled because it defines the class of the material. The company, where the study was conducted, produces grey cast iron components for its products and this mechanical property is evaluated on standard specimen. It was verified that the cast iron of this company has an undesired variation in the result of tensile strength, of the four foundry processes analyzed, only one reaches the expected result. In the search for the identification of the cause of this variation, the main process factors that could directly affect the strength of the material were defined as: carbon equivalent, metal temperature in the casting, inoculation of the metal and cooling time of the part inside the mold. Then, DOE tool was applied, where the factors were combined in a matrix of experiments resulting in sixty-four specimens were produced in sixteen process conditions. After the conclusion of the experiment, it was evidenced that a single factor, the carbon equivalent, is responsible for 50% of the variation of the response generated by the experiment. It has been proposed to readjust this critical process factor to appropriate levels to ensure a stable result of tensile strength across all of the company's processes.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/18818
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