A Instalação de Água Frias

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MATERIAIS E MÉTODOS

Procedimento experimental

Neste trabalho foi utilizado o cavaco de aço SAE 1020 provenientes de torneamento de usinagem a seco, e pó do mesmo material obtido pelo processo de cominuição do cavaco no Moinho Planetário. Isso para que os materiais selecionados pudessem adquirir a forma desejada de pós. Na tabela 1 temos os parâmetros da moagem adotados.

Tabela 1 – Parâmetros da moagem.

Parâmetros de moagem

Aço SAE 1020

Equipamento usado

Moinho Planetário

Tipo de moagem

Úmido

Líquido usado na moagem

Ciclohexano

Velocidade da moagem

5 unidades

Corpo da moagem

Bolas de metal duro com 14 mm de diâmetro

Tempo da moagem

60h30min

A opção pela moagem a úmido é feita com o intuito de minimizar as forças de soldagem, e, portanto, impedir a aglomeração de partículas.

Após o processo de cominuição o pó de aço SAE 1020 foi selecionado com peneiras classificatórias, obtendo-se partículas numa faixa granulométrica de 14 µm (32 mesh).

Para que fossem feitos os estudos sobre a influencia cavaco de Aço SAE 1020 no composto formado, as amostras foram divididas em três composições diferentes, conforme tabela 2.

Tabela 2 – Composição das amostras.

Composição

Percentual do Aço SAE 1020 no composto

Percentual de cavaco de Aço SAE 1020 no composto

Composição 1

90

10

Composição 2

80

20

Composição 3

70

30

Para a compactação das amostras a verde, foi utilizada uma matriz metálica uniaxial de simples efeito usando uma pressão de 400 MPa. Para a compactação foi utilizada uma prensa hidráulica universal de ensaios mecânicos marca TIL MARCON MPH – 15.

Para a sinterização das amostras foi utilizado um forno resistivo tubular de marca JUNG J200, com atmosfera controlada de argônio. O controle da temperatura de sinterização foi feito com termopar do tipo K de 3 mm de diâmetro e 1000 mm de comprimento inserido numa bainha dentro do forno, e com auxílio de um multímetro foram realizadas medições em mV sendo em seguida convertidas para graus Celsius (ºC) através da tabela FEM x Temperatura.

Após a sinterização, as amostras foram preparadas para a analise metalográfica, sendo embutidas com resina ortoftálica pré-acelerada. As amostras foram então lixadas e polidas com pasta abrasiva de polimento a base de alumina (composição: alumina, betonita, água destilada e corante), seguida de ataque químico na superfície utilizando Nital 3%, a fim de evidencia os contornos de grãos e as microestruturas existentes.

A microestrutura das amostras foi caracterizada por microscopia óptica, utilizado microscópio PANTEC XJL-03, com aumentos de 400X e 500X. As fases presentes, assim como a formação e contorno de grãos, microestruturas formadas e difusão entre os pós foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura. Para a caracterização das propriedades mecânicas foi realizado o ensaio de Dureza Rockwell, escala padrão B com pré-carga de 10 kgf., carga de 100 kgf. e penetrado de 1/16’’.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

As micrografias mostradas nas figuras 1 e 2 mostram o aspecto microestrutural das amostras de 10,20,30% de cavaco de Aço SAE 1020 todas sinterizadas a 1000ºC com patamar de 1h, respectivamente.

[pic 1]

[pic 2]

(a)

(b)

[pic 3]

(c)

Figura 2 – Micrografias das composição 10% de cavaco de aço SAE 1020(a); composição 20% de cavaco de aço SAE 1020 (b); composição 30% de cavaco de aço SAE 1020(c), com aumento de 400x.

[pic 4]

[pic 5]

(a)

(b)

[pic 6]

(c)

Figura 2 – Micrografias das composição 10% de cavaco de aço SAE 1020(a); composição 20% de cavaco de aço SAE 1020 (b); composição 30% de cavaco de aço SAE 1020(c), com aumento de 400x.

É perceptível a continuidade e homogeneidade de pequenos poros arredondados da matriz, peculiar de uma boa solubilidade do pó de Aço SAE 1020 com o cavaco do mesmo material. As microestruturas obtidas após a sinterização com temperatura de 1000ºC foi a ferrita e perlita na fase martensita.

Os MEVs estão na figura 3 demonstram o aspecto microestrutural das amostras de 10, 20 e 30% de cavaco de Aço SAE 1020 todas sinterizadas a 1000ºC com patamar de 1h , respectivamente.

[pic 7]

[pic 8]

(a)

(b)

[pic 9]

(c) 1000

Figura – Micrografias – MEV da composição 10% de cavaco de aço SAE 1020(a); composição 20% de cavaco de aço SAE 1020 (b); composição 30% de cavaco de aço SAE 1020(c), com aumento de 400x.

Foi constatado na Microscopia Eletrônica de Varredura que houve uma homogeneidade do pó de aço SAE 1020 com o cavaco do mesmo material,