Avaliação mecanica de superfícies do aço SAE 4144

Abstract

Resumo: A degradação de componentes mecânicos em conseqüência das condições de serviço na maioria dos casos se concentra ou inicia na sua superfície, devido, por exemplo, a fenômenos de desgaste. O estudo dos mecanismos de diferentes fenômenos de degradação mecânica de duas superfícies é feito pela Tribologia. No entanto por esta degradação depender do sistema tribológico existem dificuldades na qualificação de componentes. No sentido de qualificar componentes em relação à possibilidade de apresentarem maior ou menor resistência a esta degradação faz-se necessário a compreensão de diferentes técnicas de caracterização de superfícies que possam cobrir um amplo espectro de solicitações. Neste trabalho propõe-se avaliar as características mecânicas de superfícies, através de medidas de dureza, risco, desgaste por deslizamento abrasivo e adesivo com o intuito de encontrar relações/tendências de comportamento entre estas diferentes técnicas de caracterização. A metodologia empregada selecionou um aço em diferentes condições superficiais, assim foram avaliadas as condições de aço SAE 4144 normalizado, SAE 4144 temperado e revenido e aço SAE 4144 temperado, revenido e nitretado. Depois de preparadas, as superfícies foram retificadas, antes de ser medida a sua dureza (microdureza Vickers e dureza Rockwell), resistência ao risco, desgaste por deslizamento abrasivo e adesivo (ensaio tipo pino sobre disco abrasivo e disco metálico). Os resultados mostraram que o aumento da dureza resulta em maior resistência ao desgaste por deslizamento abrasivo e adesivo. Já a correlação dos resultados do ensaio de risco com as características da superfície depende do tipo de teste realizado e da presença ou não de gradiente de dureza na superfície.

Abstract: Failure of mechanical components in most cases is concentrated or starts at their surface, as in wear. Tribology studies the different wear mechanisms and states that the tribological systems determine the degradation of the component. Therefore qualifying surfaces becomes a non-universal procedure, as it depends on the tribological features. Nevertheless it is required to understand different testing procedures and their results, to evaluate a surface regarding their mechanical behavior. Through this work, three different surfaces of an SAE 4144 steel (normalized; quench and temper; quench, temper and plasma nitrided) were evaluated using hardness tests (Rockwell and HV1), scratch tests under constant and increasing load, sliding and abrasive wear tests. Results showed that an increasing on surface hardness is followed by an increase or wear resistant, measured by wear loss. Scratch tests results are dependable on the testing procedures, and on surface features such as the presence of a hardness gradient, requiring therefore a more qualified operator.