Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/doi/10.4322/2176-1523.20181407
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

SELEÇÃO DE AÇOS FERRAMENTA CONFORME A RESISTÊNCIA AO DESGASTE ATRAVÉS DE COMPARAÇÃO MÚLTIPLA DE MÉDIAS

SELECTION OF STEELS ACCORDING TO WEAR RESISTANCE THROUGH THE MULTIPLE COMPARISON OF THE AVERAGE

Vinicius de Freitas Paz, Daniel Antonio Kapper Fabricio, Lisiane Trevisan, Afonso Reguly

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Resumo

A escolha de materiais metálicos dentro distintas opções disponíveis no mercado internacional torna-se um desafio para o trabalho do engenheiro. Escolher materiais que possam agregar resistência mecânica, propriedades físico-químicas aliadas a baixo custo torna-se um grande esforço das indústrias metalúrgicas. Assim, este trabalho tem como objetivo realizar uma análise de variância (ANOVA) em aços ferramenta tratados termicamente quando comparado a resistência ao desgaste de cada um destes. Para tanto, foram selecionados cinco aços ferramenta: quatro materiais produzidos por metalurgia do pó e um convencional, os quais foram tratados termicamente, temperados e revenidos a vácuo. A resistência ao desgaste foi determinada pelo método “Pino e disco” segundo a norma ASTM G99-05. Os materiais foram ensaiados com dois tipos de acabamento: retificado e polido, condições utilizadas pela indústria metalúrgica. Com base nos resultados tribológicos, aplicou-se o método de análise de variância (ANOVA) e a técnica de comparação múltipla de médias (CMM), os quais permitiram avaliar a significância e interações dos resultados de desgaste entre os materiais ensaiados. Com base nisso, os resultados mostraram a melhor resposta da variável W (parâmetro de desgaste), a importância da variável “aço”, bem como a não influência do acabamento ensaiado entre os materiais. Com isso, foram criados grupos de materiais que possuem comportamento semelhantes estatisticamente, permitindo a escolha do aço com menor custo.

Palavras-chave

Aços ferramenta; Metalurgia do pó; Tratamento térmico; ANOVA; Comparação múltipla de médias

Abstract

The selection of metallic materials between different options available in the international market is a challenge for the engineer’s work. Choosing materials that combine mechanical resistance and physicochemical properties allied to low cost becomes a great effort to metallurgical industries. Thus, this work aims to perform an analysis of variance (ANOVA) on thermally treated tool steels for the wear resistance response variable. For this, five tool steels were selected: four materials produced by powder metallurgy and a conventional steel, which were heat treated and vacuum tempered. Wear resistance was determined by the “Pin and disc” method according to ASTM G99-05 standard. The materials were tested with two types of finish: rectified and polished, conditions commonly used by the metallurgical industry. Based on the tribological results, the ANOVA and multiple comparison test (MCT) methods were used, which allowed to evaluate the significance and interactions of the wear results among the tested materials. The results presented the best response of the variable W (wear parameter), the importance of the variable “steel”, as well as the non-influence of the finish between the tested materials. Finally, the materials could be grouped according to similarity in statistical behavior, allowing the selection of steel with the lowest cost.

Keywords

Tool steels; Powder metallurgy; Heat treatment; ANOVA; Multiple comparison test.

Referências

1 American Society for Metals. Surface engineering for corrosion and wear resistance. Ohio: ASM International; 2001.

2 Roberts G, Krauss G, Kennedy R. Tool steels. Ohio: ASM International; 1998.

3 Hatami S, Nafari A, Nyborg L, Jelvestam U. Galling related surface properties of powder metallurgical tool steels alloyed with and without nitrogen. Wear. 2010;269(3-4):229-240.

4 Vendramim JC. Introdução ao processo térmico – parte I – têmpera a vácuo. Revista Industrial Heating; 2013:68-72.

5 Huctchings IM. Tribology-friction and wear of engineering material. 1st ed. London: Edward Arnold Publications; 1992.

6 Bhushan B. Introduction to tribology. New York: John Wiley & Sons; 2002.

7 Bahrami A, Anijdan SHM, Golozar MA, Shamanian M, Varahram N. Effects of conventional heat treatment on wear resistance of AISI H13 tool steel. Wear. 2005;258(5-6):846-851.

8 Both GB. Caracterização e avaliação tribológica de superfícies resistentes ao degaste, para aplicação em ferramentas de conformação à frio [dissertação]. Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul; 2011.

9 Kleme S, Kivikytö-Reponen P, Liimatainen J, Hellman J, Hannula S-P. Abrasive wear properties of tool steel matrix composites in rubber wheel abrasion test and laboratory cone crusher experiments. Wear. 2007;263(1-6):180-187.

10 Kennedy D, Hashmi MSJ. Methods of wear testing for advanced surface coatings and bulk Materials. Journal of Materials Processing Technology. 1998;77(1-3):246-253.

11 Leskovsek V, Ule B. Improved vacuum heat-treatment for fine-blanking tools from high-speed steel M2. Journal of Materials Processing Technology. 1998;82:89-94.

12 Ribeiro JLD, Caten CST. Projeto de experimentos. Porto Alegre: PPGEP/UFRGS; 2011. (Série Monográfica Qualidade).

13 Japanese Standards Association. JIS B0601: surface roughness. Tokyo: Japanese Standards Association; 1994.

14 American Society for Testing and Materials. ASTM E18-94: standard test methods for rockwell hardness of metallic materials. West Conshohocken: ASTM; 1994.

15 Uddeholm [página da internet]. 2014 [acesso em 08 jun. 2014]. Disponível em: www.uddeholm.com

16 Schmolz + Bickenbach Group [página da internet]. Lucerne: Schmolz+Bickenbach AG; 2014 [acesso em 08 jun. 2014]. Disponível em: www.schmolz-bickenbach.com.br

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