Análise de falha em mola anti-rolagem em aço

Páginas: 8 (1838 palavras) Publicado: 22 de maio de 2012
Departamento de Engenharia de Materiais.

MR 9310 – Análise de Falhas

Análise de falha em Mola anti-rolagem em aço



São Bernardo do Campo. Outubro de 2011.

I.

INTRODUÇÃO

Este relatório tem como objetivo analisar a falha de uma mola anti-rolagem de aço, e então, descobrir as possíveis causas da falha do componente em estudo. A peça sofreu ruptura prematura em teste, realizadoem uma autopeça fabricadora de amortecedores. Para a realização de trabalho, foram realizados na peça: análise macrográfica, análise metalográfica, ensaio de microdureza Vickers, microscopia eletrônica de varredura (MEV). Desta forma, obteve-se evidências para a coclusão do presente trabalho.

II.

HISTÓRICO DA MOLA

A mola de aço de seção retangular analisada possui largura de 7,14 mm,espessura de 3,96 mm e diâmetro equivalente aproximado de 5,74 mm. Deve matriz martensítica finamente agulhada com distribuição uniforme de pequenos carbonetos não dissolvidos. Sua superfície deve ser lisa, livre de oxidação, riscos e outras imperfeições, sendo protegida através de óleo. O material deve ser isento de trincas e de vazios. Seu limite de resistência à tração deve ser entre 1750 e 1900MPa. Na Tabela 1 será apresentada a composição química do aço utilizado para a fabricação da mola. Tabela 1 – Composição química do aço utilizado para a fabricação da mola anti-rolagem. Elemento C Mn Cr Si P S Cu Teor (%) 0,50 – 0,60 0,50 – 0,80 0,50 – 0,80 1,20 – 1,60 0,025 máx. 0,025 máx. 0,015 máx.

Esta mola é utilizada no interior de tubos de pressão, de alguns modelos de amortecedores, comopode ser visto na Figura 1, apenas com caráter ilustrativo.

Figura 1: Representação esquemática localizando a mola anti-rolagem no interior do tubo de pressão de um amortecedor.

Este modelo de mola é utilizado em amortecedores onde há a máxima absorção de impacto, denominados de Power Shock. Sua função é de auxiliar o trabalho da haste e do pistão, contidos, também, internamente no tubo depressão. Pela razão de sofrer altos impactos, há a necessidade de uma elevada resistência à tração. Como dito anteriormente, está pensa falhou em teste de ciclagem de fadiga, que aconteceu nas condições demonstradas na Tabela 2. Tabela 2 – Condições de teste de ciclagem aplicado na mola anti-rolagem. Curso Curso útil Carga aplicada Frequência aplicada Número de ciclos + 30 mm / - 30 mm 45 mm 3100N 3 Hz 100000 ciclos

Temperatura

100°C

A mola falhou com menos de trinta e três por cento (33%) da quantidade de ciclos que deveria suportar.

III.

MATERIAIS E PROCEDIMENTOS

Inicialmente, colocou-se a peça, já fraturada, em um saco plástico, tomando o cuidado para que a superfície fraturada não encostasse em nada. O primeiro passo seria tomado era a realização de análise química,no entanto, não foi possível realizar esta caracterização devido à questões burocráticas. Então, foi realizada caracterização do material através de macrografia, metalografia, aferição de microdureza Vickers, e miscroscópio eletrônico de varredura (MEV). A macrografia foi realizada a olho nu, e algumas fotos foram retiradas através de câmara fotográfica. Depois de retiradas as fotos, cortou-se amola na CUT - OFF, e uma das superfícies fraturadas foi cortada na seção longitudinal e transversal, para a realização das metalografias. Embutiu-se a peça em baquelite, posteriormente, lixou-se o corpo-de-prova nas lixas de #220, #320, #400 e #600, respectivamente, sempre tomando-se o cuidado de girar o corpo-de-prova à 90° em relação à direção dos riscos deixados, no corpo-de-prova, na lixaanterior. Após o lixamento, realizou-se o polimento em politriz de 6 m e 1 m, respectivamente. Após polimento, o corpo-de-prova foi fotografado sem ataque para que fosse possível a verificação de presença de inclusões não metálicas. Depois de retirada a foto do corpo-de-prova sem ataque, o mesmo foi atacado com solução Nital 2%, para então ser realizada as micrografias. Após a realização das...
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