Trabalho materiais

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TRABALHO DE MATERIAIS DE
CONSTRUÇÃO MECÂNICA

ALLAN SPINELLI INHAUSER - 09.01202-8
FERNANDO YOSHIDA - 08.02004-3
FELIPE RÉGIS SOUSA - 09.01106-4

MARCELO

SÃO CAETANO DO SUL
2011
Sumário
Introdução 3
Análise do material: Aço SAE 1020 3
Analise de resultados 5
Materiais alternativos 6
Ferro Fundido Nodular 6
Aço de Médio Carbono 6
Forjamento 7
Usinagem 8
Conclusão 11Antonio Carlos Daura Macedo – 08.00805-0
Allan Spinelli Inhauser - 09.01202-8
Fernando Yoshida – 08.02004-3
Felipe Régis Santana – 09.01106-4
Instituto Mauá de tecnologia
Engenharia Mecânica – 3°ano
MARCELO

Introdução

Neste trabalho procurou-se estudar as características e propriedades do material utilizado nas engrenagens do projeto integrador, onde verificamos se o materialpossui propriedade discutível, sendo então possível a substituição por materiais com melhores aplicações, propriedades e características.

Análise do material: Aço SAE 1020
O aço SAE 1020 (é um aço carbono de uso geral) é uma liga de Fe-C contendo 0,2% de carbono:

O teor de carbono exerce significativa influência nas propriedades mecânicas dos aços. Assim como a dureza, a resistênciamecânica do material aumenta enquanto que a sua ductilidade e tenacidade diminuem, pois o carbono tende-se a aglomerar em planos de tensão da microestrutura do material, reduzindo o movimento de discordâncias de acordo com a quantidade de carbono; quanto menor a quantidade de carbono, menor o impedimento do movimento das discordâncias, sendo assim, o material apresenta características de maior tenacidade(resistência ao impacto), ductilidade e baixa resistência mecânica, que é o caso do aço 1020 que é um aço de baixo carbono.
O aço SAE 1020 é obtido através da liga composta por Ferro (Fe) com baixas dosagens de outros elementos como: carbono, manganês, enxofre, fósforo, silício, alumínio e cobre. Porém, a liga mais utilizada é a de ferro carbono.
Nesta liga de ferro carbono, existem inúmerasvariações da quantidade de carbono adicionado na liga, o aço SAE 1020, por exemplo, consiste em um liga com 0,2% de carbono em sua composição. Quanto maior for a adição de carbono à liga, a mesma provocará um aumento na dureza e nos limites de resistência e de elasticidade do aço porém sofrerá uma queda na sua ductilidade e tenacidade.
Os aços de baixo carbono, como o SAE 1020 não podem serutilizados para obtenção de martensita por processos térmicos, assim, para se garantir um aumento de sua resistência mecânica, deve se realizar um trabalho a frio como o forjamento por exemplo.
As ligas de baixo carbono consistem de uma microestrutura constituída pelos microconstituintes perlita e ferrita, portanto, estas ligas apresentam ótima ductilidade e tenacidade, sendo assim, materiais ideaispara serem usinados e manuseados e ainda com baixo custo de produção.

Características:
Ótima tenacidade e ductilidade, o que torna o material de fácil usinar.
Possui uma dureza baixa equivalente a 38,16 HR comparados a outros tipos de aços carbono. Reage de forma positiva após a têmpera, com aumento da dureza. Revenido, a dureza do material em questão diminui devido ao alívio de tensõesinternas.

General properties
Density 7.8e3 - 7.9e3 kg/m^3
Price * 1.16 - 1.27 BRL/kg

Mechanical properties
Young's modulus 200 - 215 GPa
Shear modulus 79 - 84 GPa
Bulk modulus 158 - 175 GPa
Poisson's ratio 0.285 - 0.295
Yield strength (elastic limit) 250 - 395 MPa
Tensile strength 345 - 580 MPa
Compressive strength 250 - 395 MPaElongation 26 - 47 % strain
Hardness - Vickers 108 - 173 HV
Fatigue strength at 10^7 cycles * 203 - 293 MPa
Fracture toughness * 41 - 82 MPa.m^0.5
Mechanical loss coefficient (tan delta) * 8.9e-4 - 0.00142

Analise de resultados
Como podemos analisar, existem inúmeras combinações de materiais a serem utilizados na construção de uma engrenagem. Fomos analisando...
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