IC: Felipe Carneiro da Silva MSc. Julio C. K. das Neves Eng. Claudio E. R. dos Santos.

1. Utilização da análise de Weibull na comparação da resistência à fadiga de contato de um aço ferramenta fabricado com e sem conformação mecânica após a fundição IC: Felipe Carneiro da Silva MSc. Julio C. K. das Neves Eng. Claudio E. R. dos Santos. Prof. Dr. Amilton Sinatora

2. Objetivo • O objetivo deste trabalho é, através da análise de Weibull, comparar a resistência à fadiga de contato de um aço ferramenta fabricado com e sem conformação mecânica após a fundição.

3. Introdução • Fadiga de contato : fenômeno que se caracteriza pelo lascamento de uma parte do material que sofreu durante certo tempo esforços contínuos. • Análise de Weibull : prediz de acordo com certa probabilidade qual será o número de ciclos de um material para ocorrer sua falha.

4. Materiais e métodos • Foi utilizada uma máquina de fadiga de contato que opera na configuração esfera-contra-plano

5. Materiais e métodos Desenho da máquina

6. Materiais e métodos • 2 lotes de aço: • 1 lote com 8 cp’s aço ferramenta trabalho a quente série H fundido e forjado • 1 lote com 3 cp’s aço ferramenta trabalho a quente série H apenas fundido • Temperados e revenidos • Dureza 57 HRc

7. Materiais e métodos Corpos-de-prova • tipo arruela, com 28 mm de diâmetro interno, 52 mm de diâmetro externo e aproximadamente 6mm de espessura; dureza 57 HRc • Contra-corpos (esferas) de 7,938 mm aço ABNT 52100.

8. Materiais e métodos • Óleo SAE 90 • Freqüência carregamento 46 Hz • Pressão média contato 3,2 GPa • Carga 2100 N 3 esferas = 700 N para cada Parâmetros de ensaio

9. Materiais e métodos • Raio de contato (a) é de 7,938 segundo teoria contato Hertz : W carga R raio esfera E* módulo elasticidade • coeficiente Poisson E1 módulo elasticidade material 1 E2 módulo elasticidade material 2

10. Materiais e métodos Distribuição de Weibull • Porcentagem de falha em função do número de ciclos que cada amostra apresentou até o término do ensaio (2 lotes), calculada organizando-se uma tabela de amostras de acordo com a ordem de falhas. • Método gráfico ( Papel probabilístico de Weibull=PPW) ou método numérico.

11. Materiais e métodos • Grau médio (= porcentagem falhas): PPW j número ordem de falha n quantidade de amostras

12. Materiais e métodos Método numérico Probabilidade de falha • 2 parâmetros : forma (β) e escala (η) • t: “vida” cada amostra

13. Materiais e métodos Parâmetro forma n número amostras ti é o número final de ciclos de todas as amostras no ensaio quanto maior β, menor a dispersão dos resultados

14. Materiais e métodos Parâmetro escala η é a vida característica, onde 63,2% das amostras falham com essa vida.

15. Resultados Vida cp´s

16. Resultados Mecanismo de falha Trilha de rolamento de um aço ferramenta fundido (503.497) Trilha rolamento de um aço ferramenta fundido e forjado (17 milhões)

17. Resultados • β aço fundido forjado 3,35 • β aço fundido 2,6 • η aço fundido forjado 19 milhões ciclos • η aço fundido 370.000 ciclos

18. Conclusões • Materiais apresentaram mesmo mecanismo de falha apesar de processos de fabricação diferentes • Aço ferramenta fundido e forjado obteve uma maior resistência à fadiga de contato o que é evidenciado pelo parâmetro η de cada lote, 19 milhões ciclos contra 370.000 ciclos.