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

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.