Esclerometria

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  • Publicado : 22 de fevereiro de 2013
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Esclerometria pendular de passe único
Amostras, na forma de prisma retangular (6 mm × 9 mm × 55 mm), foram polidas metalograficamente com pasta de diamante até 1 µm. Em seguida, foram submetidas ao ensaio de esclerometria pendular de único passe (ensaio de risco) em um pêndulo Charpy modificado de 50 J de capacidade. A ferramenta de risco foi confeccionada em metal duro na forma de pirâmide debase quadrada com ângulo de 40º e uma face horizontal quadrada de 0.5 x 0.5 mm no topo.
A altura inicial de lançamento do pêndulo foi ajustada para trabalhar com uma energia acumulada de 35 J, resultando em uma velocidade de riscamento no início do contato entre a ferramenta e a amostra de 3,16 m/s. A profundidade dos riscos foi controlada por meio de ajuste vertical do porta-amostras e ajustadapara 105 µm. Quatro riscos foram feitos em cada uma das duas amostras obtidas para cada condição de tratamento termoquímico.
A energia absorvida (E) foi medida com precisão de 0,01 J. A massa removida (W) foi medida em uma balança Scientech SA120 com precisão de 0,1 mg.
A energia absorvida específica (e) - energia consumida durante a remoção de 1 g de material - foi calculada a partir daenergia absorvida (E) e massa removida (W), usando a equação (1) [20].
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O pêndulo foi, também, instrumentado com "strain gages" para medir as forças normais e tangenciais desenvolvidas durante o ensaio.
Ensaios de Impacto Charpy
Corpos-de-prova entalhados, de tamanho reduzido (5 x 10 x 50 mm), foram ensaiados a 27 ºC, em uma máquina de ensaio de impacto de 300 J, de acordo com a normaASTM E23. A profundidade do entalhe foi de 2 mm. Foram ensaiadas três amostras, para cada condição de tratamento termoquímico.
Caracterização das amostras
As amostras foram analisadas utilizando microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Utilizou-se microscópio eletrônico de varredura Philips XL30, para observar as superfícies riscadas e os cavacos. O teor de nitrogênio dasamostras nitretadas foi analisado por espectrometria WDS de raios X, em equipamento Oxford WDX600 .
As propriedades mecânicas das amostras nitretadas foram medidas na superfície de amostras retangulares (6 x 10 x 10 mm), em um equipamento de indentação instrumentado, Fisherscope H100, com penetrador Vickers. A carga máxima utilizada foi de 250 mN, o tempo de carregamento e descarregamento foi de 90s e o tempo de manutenção da carga máxima foi de 20 s. Os dados obtidos nos ensaios de indentação foram analisados usando o método proposto por Oliver e Pharr [25]. Cada ponto é uma média de onze medidas. Foram analisados a dureza (H), o trabalho total de indentação (Wt), o trabalho de indentação irreversível (Wir), o trabalho de indentação reversível (We), a taxa de carregamento (S1), a taxa dedescarregamento (S) e o coeficiente de encruamento (n). O coeficiente n foi calculado usando uma função de correção f (n) [26], no procedimento de Oliver e Pharr, para utilização de um penetrador Vickers, conforme equação 2:
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3. Resultados
Caracterização das amostras tratadas
Tanto a amostra solubilizada quanto as amostras nitretadas apresentaram microestruturas austeníticaslivres de precipitados. A profundidade da camada nitretada, determinada através de curvas de microdureza, variou entre 1,2 e 1,6 mm.
A Tabela 2 mostra os resultados dos ensaios de indentação, análise química WDS e energia absorvida no ensaio de impacto.
O teor de nitrogênio na superfície das amostras cresce com o aumento da pressão parcial de nitrogênio. Pode-se observar um forte efeitoendurecedor do nitrogênio em solução associado a um efeito fraco de aumento do coeficiente de encruamento (n) e do índice de dutilidade expresso pela relação Wir/Wt. Aumentando o teor de nitrogênio até 0,5 %, aumenta a dureza de 2,05 para 3,2 GPa e diminui n de 0,155 para 0,130, Wt de 185.1 para 156.4 nJ e Wir/Wt de 0.899 para 0.854.
As amostras Charpy de ensaio de impacto sofreram deformação plástica...
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