Desgaste abrasivo

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Aula 6 do curso Introdução ao estudo do atrito e do desgaste. Realizado por INES, UCS e Simecs, na UCS em junho de 2009.

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Desgaste abrasivo

  1. 1. <ul><li>Introdução </li></ul><ul><li>Mecanismos </li></ul><ul><li>Modelo (Rabinowicz)‏ </li></ul><ul><li>Tribossistema de abrasão </li></ul><ul><li>Abrasivo </li></ul><ul><ul><li>angulosidade </li></ul></ul><ul><ul><li>tamanho </li></ul></ul><ul><ul><li>dureza/tenacidade </li></ul></ul>06 – Abrasão - Desgaste abrasivo
  2. 4. Introdução Setores Agricultura Mineração Siderurgia Metal-Mecânico Aplicações Usinagem - Video! Escrita/Arte Alimentação Armas A noção de abrasão se confunde popularmente com a noção de desgaste
  3. 5. Exemplo: Escavadeira
  4. 6. Exemplo: Escavadeira
  5. 7. Mecanismos
  6. 8. Micro sulcamento Mecanismos Fn e e Fn Vt a
  7. 9. Microcorte Mecanismos Fn e e Fn Vt a c
  8. 10. Micro trincamento Mecanismos Fn Vt a t Fn t
  9. 11. Microssulcamento Microcorte (A + B)/C = 1 (A + B)/C < 1 Eficiência da Abrasão Mecanismos
  10. 12. Modelo deformação plástica Área lateral projetada ax Vol(dist. l) = lax= x 2 tan α se fração removida η Área vertical projetada A = π a 2 /2 W= AH = 1/2H πx 2 tan 2 α Q = (2 η W)/(H π tan α) = (2η/π tanα)(W/H) Cone largura 2a Profundidade x α Q = K /(W/H) K = (2η/π tanα) W F h W - Sistema H - Material K - Abrasivo
  11. 13. Em Abrasão é necessário considerar o elemento interfacial – o abrasivo Abrasão
  12. 14. Abrasivo angulosidade Esquema da distribuição de freqüências de ângulos de ataque para o cálculo do número de Partículas aptas para o microcorte. MULHEARN (1962). Numa lixa, relativamente poucas partículas estão aptas para o corte. Das aptas, quantas seguirão pela mesma trilha de sua antecessora? η
  13. 15. Abrasivo angulosidade A eficiência da abrasão depende do ângulo de corte α
  14. 16. Inicio ensaio Fim ensaio Abrasivo angulosidade Os abrasivos se desgastam ao longo dos ensaios
  15. 17. Abrasivo tamanho O tamanho de grão de 100 μ m é um dos paradigmas da abrasão Taxas de desgaste com o tamanho do abrasivo, para condiciones de Abrasão a dois e três corpos. MISRA A. - FINNIE I, (WEAR 65, 1981).
  16. 18. Macrodurezas Austenítico 570.3  9.3 HV Temperado 806.6  17.9. tamanho Abrasivo Microdurezas Austenita 570.3  9.3 HV Martensita 806.6  17.9. M 3 C 1045±65 HV (38% volume) ‏ Alumina Coronado 2009
  17. 19. tamanho Abrasivo 4,6N Austenitico 2 N O efeito do tamanho de grão depende da matriz e da carga A transição em 50 μ m – influência segunda fase dura? Coronado 2009
  18. 20. O efeito do tamanho de grão no desgaste é: tanto maior ( Δ )quanto maior o tamanho de grão mais acentuado ( Ω ) quanto maior a distância percorrida Ω Ω Austenítico 4,6 N Δ Δ Coronado 2009 Abrasivo tamanho
  19. 21. Os debris na região de menor tamanho de grão são contínuos enquanto que são descontínuos na região de maior tamanho de grão Austenítico 2N
  20. 22. Abrasivo tamanho Segundo a literatura, para grãos pequenos, uma parte muito pequena da energia se transforma em corte Ampliar a teoria incluindo evidência de corte na região de menor tamanho de grão
  21. 23. Abrasivo tamanho Apenas o tamanho de grão não explica o comportamento de sistemas de moagem de minerais. Na moagem de granito, tamanhos de grão menores permitem a separação do quartzo da mica e do feldspato. A maior dureza do quartzo leva a maiores taxas de desgaste mesmo com menor tamanho de grão
  22. 24. Abrasivo dureza Relação entre número de Mohs e microdureza Vickers [kgf/mm2] (TABOR, 1956). H dureza [N/mm2]; H0constante [N/mm2] M número Mohs . log (H/H0) = log k1 . M Um mineral risca o outro!
  23. 25. Abrasivo dureza Espécie Dureza (HV) ‏ Ferro Indefinido 610 – 650 Ferro Fundido Branco Alto Cromo 650 – 750 Aços Ferramenta Fundidos 674 - 697 Cementita 900-1100 Carboneto de Cromo (Cr 7 C 3 ) 1300-1800 Martensita 400 – 700 Perlita 180 - 260 Carboneto de Vanádio (VC) 2400-3100 Sílica (SiO 2 ) 1100-1260 Hematita 1038 Os abrasivos riscam os materiais ou seus constituintes (fases) ‏
  24. 26. Abrasivo dureza Os abrasivos riscam os materiais ou seus constituintes (fases) ‏ A Hematita risca o ferro indefinido ou as suas fases: martensita e cementita A Hematita ( 1038) risca o ferro indefinido ( 610 – 650 ) ou as suas fases: martensita ( 400 – 700 ) e cementita ( 900- 1100 ) ‏ A Hematita ( 1038) risca o ferro indefinido ( 1038/ 650) ou as suas fases: martensita ( 1038/ 700) e cementita ( 1038/ 900- 1038/ 1100) ‏ A Hematita ( 1038) risca o ferro indefinido ( 1,6 ) ou risca a fase martensita ( 1,5 ) ou risca a fase cementita ( 1,2 ) ou “NÃO” risca a fase cementita ( 0,9) ‏ H a /H material > 1.2 (número mágico!) ‏ H material /H a < 0,8 (número mágico!) ‏ (funciona na escala Vickers!) ‏
  25. 27. Referências NEVES, J.C.K. ÂNGELO, C.M., SOUZA, R.M. SINATORA A. Effect of mechanically imposed stresses on the contact fatigue resistnac of two cast irons with high hardness matrix. Wear 263 (2007) 700-706 CORONADO J.J. SINATORA A Particle size effect on wear of white cast iron with austenitic and martensitic matrix . Wear of Materials 2009, poster. 06 - Abrasão

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