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Título: Análise e caracterização de modos de falha em matrizes de forjamento de alumínio
Título(s) alternativo(s): Analysis and characterization of failure modes in forging dies of aluminum
Autor(es): D'Agostin, Lucas
Kempinski, Vinicius Felix Wolff
Orientador(es): Pintaúde, Giuseppe
Palavras-chave: Forjamento
Metais - Fadiga
Alumínio
Aço - Metalurgia
Forging
Metals - Fatigue
Aluminum
Steel - Metallurgy
Data do documento: 2-Dez-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: D’AGOSTIN, Lucas; KEMPINSKI, Vinicius Felix Wolff. Análise e caracterização de modos de falha em matrizes de forjamento de alumínio. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.
Resumo: Na indústria metalúrgica, um dos processos de produção mais comum é o forjamento. Tal processo utiliza ferramentas, chamadas de matrizes, para conformar o metal. Como o custo de manufatura de uma matriz de forjamento é considerável, é desejável estender a sua vida útil para reduzir custos do processo de produção. Portanto, é necessário entender os mecanismos que levam a falha de matrizes de forjamento. Assim sendo, o presente trabalho buscou esclarecer as causas de falhas das matrizes de aço H13 da linha de produção de produtos de alumínio forjado de uma metalúrgica localizada na região metropolitana de Curitiba. Para que seja possível propor soluções para aumentar a vida útil dessas ferramentas. Com esse objetivo, foram feitas análises em uma matriz após o seu ciclo de vida por meio de microscopia eletrônica de varredura, espectrometria e uma comparação entre a mesma e uma matriz nova através de interferometria óptica utilizando réplicas de resina epóxi. A partir das análises foi possível concluir que a falha ocorria por trinca por fadiga de contato e seu mecanismo de propagação intensificado pela oxidação do alumínio, remanescente do processo de forjamento, interposto no interior das trincas.
Abstract: In the metallurgical industry, one of the most common production processes is forging. Such a process uses tools, called dies, to shape the metal. As the manufacturing cost of a forging die is considerable, it is desirable to extend its useful life to reduce production process costs. Therefore, it is necessary to understand the mechanisms that lead to the failure of forging dies. Therefore, the present work sought to clarify the causes of failures of the H13 steel dies of a metallurgical company located in the metropolitan area of Curitiba. So that it is possible to propose solutions to increase the useful life of these tools. For this purpose, analyzes were performed on a die after its life cycle using scanning electron microscopy, spectrometry and a comparison between it and a new die through optical interferometry using epoxy resin replicas. From the analysis it was possible to conclude that the failure occurred due to contact fatigue cracking with the propagation mechanism intensified by the oxidation of aluminum, remaining from the forging process, interposed inside the cracks.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35292
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