Seleção de Materiais no Projeto Mecânico. Engenharia Mecânica - UFAM Universidade Federal do Amazonas Discente: Rodrigo Meireles de Freitas Segundo a filosofia Michael F. Ashby

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1.0. INTRODUÇÃO
Quando duas superfícies entram em contato sob uma carga normal Fn e uma
desliza sobre a outra, uma outra força Fs se opõe ao movimento. Essa força é
proporcional a Fn mas não depende da área da superfície. Esse é o resultado
isolado mais significativo dos estudos do atrito, visto que implica que as superfícies
não entram totalmente em contato, mas apenas se tocam em pequenos trechos, a
área que é independente da área de contato aparente, nominal, An. fazendo assim a
relação entre a taxa de desgaste e a dureza, será possível propor um disco abrasivo
feito de um material com melhores condições para cortar o Aço Inoxidável
temperado.

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2.0. - Disco Abrasivo para Máquina de Corte em Metalografia
2.1. Critérios de seleção:
- Considerações dimensionais;
- Considerações de forma;
- Considerações de peso;
- Considerações de resistência mecânica;
- Resistência ao desgaste;
- Conhecimento das variáveis de operação;
- Facilidade de fabricação;
- Requisitos de durabilidade;
- Número de unidades;
- Disponibilidade de material;
- Custo;
- Existência de especificações e códigos;
- Viabilidade de reciclagem;
- Valor de sucata;
- Grau de normalização;
- Tipo de carregamento.

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2.2. Descrição do Problema:
Desgaste no Disco abrasivo da fabricante Struers para o corte do aço inoxidável
temperado.
- Disco Abrasivo Struers 40A24 - Dureza 540 HV = 1775 MPA. (veja a figura 1.1)
- Aço Inoxidável Temperado - Dureza 550 HV = 1810 MPA.
FIGURA 2.1
2.3. Descrição do Produto
Função: fazer o corte de peças para ensaio metalográfico
Requisitos: resistente ao desgaste, dureza elevada
Objetivo: Minimizar o Custo, reduzir o desgaste
Restrições: Não pode sofrer ruptura, não pode sofrer alto grau de aquecimento.

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2.4. Critérios de Seleção
Quando superfícies deslizam, sofrem desgaste. Perde-se material de ambas
as superfícies, mesmo quando uma é muito mais dura do que a outra. A taxa de
desgaste, W (unidade: m²) é convencionalmente definida como:
W =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓í𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑡𝑜
𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑖𝑧𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
2.5. Verificação no Mapa de Propriedades de Materiais
FIGURA 2.2 (Relação entre a taxa de desgaste Ka e a Dureza H (MPA)).

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FIGURA 2.3 Mostra a relação peso-custo
FIGURA 2.4 o coeficiente de atrito sobre aço seco, sobre materiais que deslizam
sobre uma contraface de aço não lubrificada

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2.6. Análise do Mapa e Seleção de Materiais
Sobre os abrasivos possíveis:
 SiC
 Vidro de Sílica
 Aços Ferramenta
 CBN
 Al2O3
Material Tensão de Escoamento Densidade ρ
SiC 1000 - 5250 (MPa) 3 - 3,21 (Mg/m³)
Vidro de Sílica 1100 - 1600 (MPa) 2,17 - 2,22 (Mg/m³)
Aços Ferramenta 250 - 395 (MPa) 7,8 - 7,9 (Mg/m³)
CBN 60 (MPa) 2,25 g·cm-3 (α-BN,
hexagonal)
3,45 g·cm-3 (β-BN,
cúbico)
Al2O3 690 - 5500 (MPa) 3,5 - 3,98 (Mg/m³)

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3.0 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Seleção por mérito do material:
Material Tensão de Escoamento Densidade ρ
Al2O3 690 - 5500 (MPa) 3,5 - 3,98 (Mg/m³)
SiC 1000 - 5250 (MPa) 3 - 3,21 (Mg/m³)
CBN 60 MPa 2,25 g·cm-3 (α-BN,
hexagonal)
3,45 g·cm-3 (β-BN,
cúbico)
Vidro de Sílica 1100 - 1600 (MPa) 2,17 - 2,22 (Mg/m³)
Aços Ferramenta 250 - 395 (MPa) 7,8 - 7,9 (Mg/m³)
O material abrasivo, como foi analisado através dos mapas, continuou sendo a
alumina, porém foi necessária uma atualização do disco que possibilitasse uma
redução apreciável do desgaste, de forma a então através de normas específicas
como a ABNT NBR 15230:2008 foi possível encontrar um disco com uma para a
máquina especifica de corte chamada Mesotom(Anexo) um disco que como segue
no anexo foi da numeração 50A24 que é composto do abrasivo Al2O3 que é o
material mais indicado para essa aplicação.

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4.0. CONCLUSÃO
Através da metodologia desenvolvida por M. F. Ashby. foi possível fazer a
seleção do material com maior índice de mérito para a sua determinada aplicação,
sem comprometer contudo o custo do material, e densidade.

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5.0. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- Teste de Dureza Vickers.
Disponível em: <http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6559-teste-de-
dureza-vickers#.VAP9V_ldXZY> Acesso em 1 de setembro de 2014.
- Produto Seleção dos Discos de Corte.
Disponível em: <
http://www.struers.com/default.asp?top_id=3&main_id=8&sub_id=49&doc_id=185>
Acesso em 1 de setembro de 2014.
- ABNT NBR 15230:2008
Disponível em: < http://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=809> Acesso em 1
de setembro de 2014.
Michael F. Ashby. Título: Seleção de Materiais no Projeto Mecânico. Edição 4ª. Rio
de Janeiro : Elsevier, 2012.

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6.0. ANEXOS
- Disco de Corte IRWIN Multimaterial Recursos:
Corte em Variedade de Materiais
1. Atende as normas ABNT NBR 15230*. Máxima
garantia de segurança e performance.
2. Corta todos os materiais - Economia de tempo sem
necessidade de troca de discos.
3. Design ultra fino para menor perda de material,
menos pó e menos ruído.
4. Máxima precisão e cortes retos.
* Esta Norma estabelece critérios para uso, manuseio, segurança, classificação e
padronização de ferramentas abrasivas. Estabelece, ainda, critérios para projetos de capas
de proteção, flanges, placas de fixação e eixos, bem como para o correto armazenamento,
manuseio e montagem das ferramentas abrasivas.

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Máquina de Corte Mesotom
Disco com desgaste excessivo 40A24.

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