ENSAIO DE TRAÇÃO COMPARATIVO ENTRE CORPOS DE PROVA SEM E COM TRATAMENTO TERMOQUÍMICO

Lucas Bavaresco Marion, Fábio André Schwinn, Vinicius Dreher Barbon, Lucas Garlet Pesamosca, Luis Felipe dos Santos Oliveira, Fernando Sansone de Carvalho

Resumo


No meio acadêmico existem diversos projetos estudantis que possibilitam e instigam os alunos a colocarem em prática os ensinamentos da sala de aula. Um destes é o projeto Baja realizado pela SAE (Society of Automative Engineers) que promove competições estudantis de baja entre universidades de todo o mundo, a Equipe Baja de Galpão representa a Universidade de Santa Cruz do Sul nestas competições. O projeto baja tem como objetivo preparar os acadêmicos para o mercado de trabalho através do desenvolvimento, construção e testes de um veículo off-road do tipo baja. A equipe tem a estrutura organizacional semelhante à de uma empresa, pois possui área de gestão, mecânica e projeto na qual os alunos exercem atividades que competem a cada área. A área em que o trabalho é aplicado é a de projeto, que está dividida em sistema elétrico, powertrain, design, freio, suspensão e direção. Estes sistemas são compostos por subsistemas, que somados compõem o veículo como um todo. A área de projeto é responsável pela pesquisa e desenvolvimento do protótipo, pois realiza diversos estudos para aprimoramento dos sistemas, buscando o melhor de cada um. O foco deste estudo é no sistema de powertrain, que tem a função de transformar a energia mecânica do motor deslocando o veículo longitudinalmente, por isso os seus componentes devem ser resistentes o suficiente a ponto de não falharem ou quebrarem. O objetivo deste trabalho é a de averiguar e comparar as alterações das propriedades mecânicas, que ocorrem por meio da aplicação de um tratamento termoquímico. Este procedimento é constituído por meio de um ensaio de tração com corpos de prova, com e sem o tratamento. Salienta-se, que estes foram confeccionados com o mesmo material das engrenagens da caixa de transmissão. O aço utilizado nas engrenagens é o aço SAE 8620 que possui resistência à tração de 635 Mpa e Limite de Escoamento de 360 Mpa. Este tem característica mecânica ideal para esta determinada aplicação, mas devido ao atrito entre as engrenagens, é necessária a realização de um tratamento termoquímico de cementação que altera as propriedades superficiais do material aumentando o teor de carbono, resistência ao desgaste e preservando a tenacidade do núcleo, mantido com baixo teor de carbono. A fim de descobrir qual a elevação da resistência à tração do material com o tratamento termoquímico, um ensaio de tração é realizado com corpos de prova seguindo a especificação da norma NBR ISSO 6892. Estes corpos de prova são submetidos a uma força de tração pela máquina EMIC- DL30000 que eleva o corpo de prova até o ponto de rompimento, obtendo assim um gráfico com dados da força máxima e deformação. Com os dados do ensaio e auxílio do software Excel são realizados cálculos de resistência para comparar os resultados obtidos através do ensaio. Os corpos de prova sem tratamento chegaram a um valor médio de força máxima de 8.114 Kgf e tensão de ruptura de 637,72 Mpa. Já os corpos de prova com tratamento termoquímico, alcançaram o valor de força máxima de 18.070 Kgf e tensão de ruptura de 1.411,93 Mpa. Isto é, o corpo de prova com tratamento termoquímico teve um aumento de força máxima em 122,69% e a tensão de ruptura em 121,40%. Comprovando assim, que o tratamento é eficiente, pois eleva as propriedades mecânicas do material. Deste modo é possível reduzir a espessura da engrenagem, aliviando massa do sistema.


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