Fiziksel Etkiler

Foram consideradas duas situações para iniciar o estudo das análises fatoriais de micro- dureza:

1a) foi utilizado o maior valor encontrado em toda a amostragem (que obviamente ficou dentro de 0,1mm da superfície usinada);

2a) foi utilizada a média aritmética dos 5 maiores valores encontrados na amostra, dentro do campo de até 0,1mm de profundidade da superfície usinada. Neste caso acredita-se que ocorrerá minimização das incertezas das medições, no caso de uma das medidas máximas não representar o valor real do corpo de prova. Porém também serão minimizadas possíveis fases com maiores (ou menores) valores de micro-dureza localizados.

Diferenças entre as opções 1 e 2 0 100 200 300 400 500 600 700 1 3 5 7 9 _{11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39} Amostra M ic ro -d u re za (H V 0, 05 ) MAIOR VALOR MÉDIA

Figura 72 – Diferenças entre as opções 1 e 2 para análises de micro-durezas

Considerando a média aritmética de todos os valores, a diferença entre as análises ficou em torno de 10% para a austenita e 23% para a ferrita. Nota-se que nos picos, onde os maiores valores se concentraram, as diferenças com relação aos menores valores foram maiores, evidenciando pontos concentrados de maior micro-dureza. Optou-se por trabalhar com o maior valor de dureza encontrado no trecho analisado, já que de acordo com o gráfico anterior, não houve discrepâncias quando só o maior valor foi considerado e feitas as análises fatoriais para as duas situações notou-se respostas praticamente semelhantes.

A Figura 73 ilustra o diagrama de pareto para os maiores valores da austenita e a Figura 74 para a ferrita. Nota-se que para a austenita, nenhum fator se mostrou significante, mas a interação de 3a ordem entre o avanço, a profundidade de corte e a pastilha mostrou ser o mais importante. Abaixo da interação a seqüência avanço, profundidade de corte e pastilha foram os mais importantes, nesta ordem.

Figura 73 – Diagrama de Pareto para a austenita (maior valor de dureza)

Para a ferrita, a interação também de 3a ordem entre a velocidade de corte, o avanço e a profundidade de corte se mostrou significativa, evidenciando a sensibilidade na alteração das micro-durezas impostas pelos fenômenos térmicos.

Figura 74 – Diagrama de Pareto para a ferrita (maior valor de dureza)

A Figura 75 mostra o gráfico dos efeitos principais na micro-dureza da austenita e a Figura 76 da ferrita. Comparando as duas figuras com os valores obtidos nas operações de desbaste nota-se uma semelhança, quanto à profundidade de corte e o avanço. Em ambos os casos o aumento destes parâmetros induziu maiores valores de micro-dureza nas peças. Para a ferrita, esta diferença foi menor, pois se nota claramente que apesar de indicar uma tendência da influência dos parâmetros de corte, esta é de menor grandeza do que os valores encontrados na austenita.

Figura 75 – Gráficos dos efeitos principais para a austenita (maior valor de dureza)

Analogamente às análises feitas para a tensão residual, um corpo de prova com velocidade de corte de 600m/min foi analisado. Comparando os parâmetros de corte desta peça com outra de mesmos parâmetros (exceto a velocidade de corte) nota-se que a utilização do maior valor da velocidade de corte aumentou a micro-dureza tanto para a fase ferrítica quanto para a austenítica. O aumento foi de aproximadamente 15% nos dois casos.

O corpo de prova usinado sem fluido, praticamente não teve alterações na fase austenítica, que apresentou uma variação de apenas 4%. Já a fase ferrítica apresentou um decréscimo em sua micro-dureza máxima de aproximadamente 16%.

Também foram analisadas as médias dos maiores valores máximos encontrados nas medições ((maior valor da ferrita + maior valor da austenita) / 2). Na verdade esta média caracteriza o material como um todo, analogamente às medições de tensão residual. A Figura 77 ilustra o gráfico dos efeitos principais.

A composição das micro-durezas das duas fases mostra que o avanço e a profundidade de corte são os maiores influenciadores das mudanças superficiais. Estes são os dois maiores responsáveis pelos fenômenos mecânicos e térmicos no processo de usinagem, que influenciam diretamente o encruamento obtido no processo de usinagem. Mais uma vez a classe de pastilha se mostrou significativa no estudo.

A Figura 78 mostra o Diagrama de Pareto para a nova análise. Observa-se que a interação entre a velocidade de corte, o avanço e a profundidade de corte é o fator de maior influência do processo, e praticamente se mostra significativo para a análise com 95% de confiabilidade, de forma análoga ao Diagrama de Pareto mostrado para a Ferrita (Figura 74). Comparando-se os três diagramas apresentados até o momento (Figura 73, Figura 74 e Figura 78), nota-se que o avanço e a profundidade de corte, aparecem como os componentes parciais das interações mais significativas no estudo. A alteração principal é que a velocidade de corte aparece na interação da ferrita, enquanto que a classe da pastilha aparece na austenita.

Figura 77 – Gráficos dos efeitos principais para a média dos maiores valores de micro-dureza (austenita e ferrita)

A Figura 79 mostra o gráfico de interações para a média dos maiores valores. Nota-se que todos os parâmetros sofrem influência da velocidade de corte.

Figura 79 – Gráfico de interações para os valores médios de micro-dureza (Austenita e ferrita)

Não foram encontradas pesquisas semelhantes que analisaram a micro-dureza de aços inoxidáveis super duplex, porém várias pesquisas foram desenvolvidas com outros aços ligados e aços ao carbono.

Bouzid Saï, Bem Salah e Lebrun (2001) mostraram que os maiores avanços resultaram em maiores valores de micro-dureza e que estes estavam mais abaixo da superfície em ensaios de fresamento. Eles justificaram este aumento pelo maior contato entre o cavaco e a ferramenta e a maior espessura do cavaco removido, além dos fenômenos térmicos que o aumento do avanço acarreta. O aumento da velocidade de corte também fez com que a micro-dureza fosse maior e o aumento da temperatura pode estar relacionado com este fenômeno.

Machado et al. (2003) estudaram a micro-dureza superficial em corpos de prova de AISI 304 durante o processo de torneamento em função do avanço utilizado. Os resultados mostraram um aumento dos valores de micro-dureza com a diminuição do avanço. Os autores atribuem o aumento das micro-durezas ao aumento do encruamento e da formação de martensita induzida por deformação que é bastante comum nos aços inoxidáveis austeníticos.

Para este trabalho, percebe-se através da Figura 77, que a velocidade de corte praticamente não influenciou os valores das micro-durezas. O maior avanço e a maior profundidade de corte, aumentaram os valores encontrados e a classe de pastilhas GC 1025, que até agora, demonstrou influir grandemente em todas as análises obteve menores valores de micro-dureza. As maiores taxas de deformação impostas nos corpos de prova, causaram maiores valores de micro-dureza nos corpos de prova. A classe GC 1025 atenuou tais deformações, (até o momento percebe-se que com esta classe a condição de atrito é mais favorável ao corte neste material) e obteve menores valores de micro-dureza.

4.2.6 – Respostas obtidas para as análises microestruturais

Com as análises microestruturais realizadas com os sucessivos ataques descritos anteriormente, percebeu-se que as análises a serem realizadas nos corpos de prova de acabamento não deverão demonstrar novos resultados uma vez que as condições de corte eram menores, o material foi menos solicitado e possivelmente não serão identificadas mudanças micro-estruturais com os ataques realizados até o momento. Mesmo assim alguns corpos de prova foram analisados e como previsto nenhum resultado novo foi observado.

Foi utilizado então, um novo método na tentativa de se identificar possíveis fases precipitadas através de um difratômetro de raios-x, conforme descrito no Capítulo 3. Alguns corpos de prova foram analisados e mais uma vez não se notou mudanças significativas no estudo. Os picos encontrados nos espectros de difração analisados só diziam respeito à ferrita e à austenita. Os resultados também foram comparados com um difratograma fornecido pelo fabricante do material, que analisou a mesma liga de um outro lote fabricado. A Figura 80 mostra um dos difratogramas referente a um dos corpos de prova analisados.

Figura 80 – Difratograma de um corpo de prova usinado com parâmetros de acabamento (vc=150m/min, f=0,2mm/v, ap=0,5mm, com fluido de corte e classe de pastilha GC1025)