UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO Curso de Graduação em Engenharia de Materiais Eletro Aço Altona Relatório de Estágio Curricular VI Período: 10/09/2007 à 21/12/2007 Estagiária: Yerecê da Silva Pereira Matrícula: Orientador(a): Fernanda da Costa Concordamos com o conteúdo deste relatório Fernanda da Costa Florianópolis - SC, dezembro de 2007

2 ELETRO AÇO ALTONA Rua Engº Paul Werner, Itoupava Seca CEP: Blumenau SC Tel.: (47) Fax: (47)

3 AGRADECIMENTOS - Inicialmente, gostaria de agradecer à Coordenadoria de Estágios do Curso de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Santa Catarina, aos professores Berend Snoeijer, Germano Riffel e Pedro Novaes de Oliveira pela dedicação à coordenação de estágio; - À empresa Electro Aço Altona pela oportunidade dada aos alunos do curso e confiança; - Ao meu supervisor Sr. Eng.º Ivan Hubert, pelo suporte prestado e pela chance de estagiar no setor de Engenharia de Processos; - À orientadora Sr. Eng.º Fernanda da Costa pela orientação e oportunidade; - Aos senhores(a) Engenheiros(a) Alexandre Souza, Bernardo Kostetzer, Cristiano Lessa, Edna Nakamura, Felipe Pacheco, Jaques Amarante, John Schultz, Marlon Corradi, e aos tecnólogos José Schmitz, Cláudio Ferrari e Edgar Gesser pelos esclarecimentos e suporte dados nos projetos realizados; - Aos Srs. Almerindo Romanus, Vilson Martello, Marcelo Franco dos Santos e Mário Bérgamo pela ajuda prestada nos Laboratórios, conhecimentos compartilhados e amizade; - A todos os colaboradores da Altona, que sempre estiveram à disposição, foram prestativos e receptivos; - Aos estagiários que compartilharam seu conhecimento e conversas Diogo Martins Umbelino, Guilherme Apolinário Testoni, Lígia da Costa, Martin Mica, Mônica Giacomelli e Roberta.

4 SUMÁRIO 2. ANÁLISE DE FALHAS EM COMPONENTES 6 3. ANÁLISE DE FALHAS DE PÁ DE ROTOR INTRODUÇÃO OBJETIVO METODOLOGIA APRESENTAÇÃO DOS DADOS COMPOSIÇÃO ANÁLISE DOS REGISTROS METALOGRAFIA ANÁLISE DOS RESULTADOS CONCLUSÃO ANÁLISE DE FALHAS PEÇA DE TRATOR INTRODUÇÃO OBJETIVO METODOLOGIA APRESENTAÇÃO DOS DADOS COMPOSIÇÃO ANÁLISE DOS REGISTROS METALOGRAFIA DUREZA ANÁLISE DOS RESULTADOS CONCLUSÃO CONCLUSÃO 26 BIBLIOGRAFIA 27 ANEXO A HISTÓRICO DA ALTONA 28 ANEXO B CRONOGRAMA DE ATIVIDADES 29

5 1. INTRODUÇÃO No presente relatório, serão descritas as principais atividades desenvolvidas na empresa Electro Aço Altona durante o estágio curricular supervisionado VI no setor da Engenharia de Processos, correspondente à 15ª fase do curso de graduação em Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Santa Catarina, que compreende o período de 10 de setembro de 2007 até 21 de dezembro de Com o intuito de formar mais um profissional, que o curso promoveu mais uma oportunidade de interação entre aluno/ambiente industrial, permitindo a realização deste estágio. Durante este período de aprendizado, a aluna esteve em contato com todas as atividades desta fundição, desde a etapa inicial até a expedição. Foi possível conhecer alguns métodos de gerenciamento, uma oportunidade rara já que poucas empresas costumam colocá-las em prática. Também foi uma valorosa experiência interagir com várias pessoas diferentes, que puderam mostrar a importância do trabalho em equipe e a necessidade de se trabalhar a engenharia de pessoas. Entre os trabalhos que estarei apresentando, estão os que foram estudados mais profundamente, e na qual pôde-se chegar a algum resultado. O processo de análise de falhas é um estudo complexo que envolve o conhecimento de todo o processo na qual a peça passou e suas variáveis, além do material da qual se constitui, sua limitação e aplicação.

6 2. ANÁLISE DE FALHAS EM COMPONENTES Muitas das falhas apresentadas na indústria se devem a um desvio do processo anteriormente programado, ou então, a uma falha no projeto da peça. Um desvio do processo geralmente ocorre por falta de atenção do operador, falta de tempo para entrega da peça e/ou falta de equipamentos de controle. Ao fazer uma análise de falhas, sob o ponto de vista da engenharia, deve-se utilizar informações provenientes de todas as etapas de produção do componente estrutural, e pode proporcionar um feedback aos processos de projeto e fabricação do material 1. Assim, a Altona, através de estudos de análises de falhas obtém material para alimentar suas FMEAs (Failure Mode and Effect Analysis), uma ferramenta utilizada para prever as falhas antes que elas aconteçam. Na Altona são realizados diversos ensaios que possibilitam identificar uma falha, que são realizados entre os processos mais críticos. Estes ensaios podem ser os não destrutivos tais como ensaio radiográfico, de ultra-som, de partículas magnéticas, de líquidos penetrantes, visual, de dureza e hidrostático; enquanto os ensaios destrutivos consistem em ensaios de tração, impacto, dobramento, espectrometria óptica e metalografia. Quando uma falha é identificada e considerada crítica, a Engenharia é acionada e então são realizados estudos para verificar a situação da peça (se pode ser recuperada ou não) e identificar o processo que levou à formação deste defeito. Geralmente os defeitos são formados devido aos vários desvios de processos que, sucessivamente desencadeiam, cada um com seus potenciais, a formação destes defeitos no material. Todos os processos da empresa podem gerar falhas e por isso, devem ser cuidadosamente procedidos. O processo de fratura pode ser considerado como constituído em duas etapas, início da trinca e propagação da trinca. A microestrutura de um material tem uma grande influência no seu comportamento em fratura, mais fundamentalmente, quando submetido à deformação. A Altona, por ser uma fundição, não deforma o material, e portanto, a 1 GODEFROID, L. B.; CÂNDIDO, L. C.; MORAIS, W. A.. Apostila de Análise de Falhas. Cursos ABM. Belo Horizonte, abril, 2007.

7 microestrutura não é tão crítica para uma análise de falhas na empresa. Um material fundido, sempre irá apresentar defeitos (poros, micro-rechupes, inclusões não metálicas, etc) e em geral apresenta uma microestrutura mais grosseira do que um material forjado comum, para que seja comercialmente viável. A microestrutura, no entanto, pode ser afetada pela dimensão e posição do massalote, que tem a função de solidificar por último e então agregar toda as impurezas que durante a solidificação vão sendo expulsas para o líquido. Por isso quando falta material para preencher o massalote pode gerar inclusões e rechupes na região da peça perto do massalote. Os rechupes são gerados quando não há material líquido suficiente para preencher os vazios que ficam na peça enquanto ele se solidifica e contrai. As principais causas de falha na Altona estão relacionadas à temperatura em que se trabalha a peça, devido ao acúmulo de tensões. Quando uma peça é trabalhada de maneira que a especificação da peça não seja atendida, muitos defeitos podem ser gerados. A temperatura na qual a peça foi cortada, durante a retirada dos canais e massalotes, por exemplo, deve ser visto com cuidado, visto que muitas ligas apresentam comportamento frágil em uma dada faixa de temperatura, e por estar sob a tensão gerada pelo corte, pode iniciar uma trinca facilmente. Outro fator fundamental para a análise de falhas na Altona, é a temperatura de desmoldagem das peças. As diversas ligas utilizadas na Altona devem ter, cada qual, uma temperatura ideal de desmoldagem. Muitas ligas são desmoldadas ao rubro, ou seja, ainda a uma temperatura elevada, para evitar formação de fases indesejáveis na microestrutura ou somente visando ganhar tempo. As peças então são cortadas ainda quentes e, dependendo da liga e geometria da peça pode ser necessário um alívio de tensões na seqüência. Nota-se que cada processo depende um do outro, e se uma falha, pode afetar a integridade da peça e intensificá-lo nos processos seguintes. Estes comentários anteriores somente ilustram algumas das variáveis que podem levar a alguma falha, e portanto, uma análise maior geralmente é feita. Para isso, são verificados os registros da peça de moldagem, desmoldagem, aciaria, corte de canal e tratamento térmico; assim como são realizados ensaios metalográficos e análise química na região do defeito. Nos capítulos posteriores serão colocados somente dois exemplos de análises de falhas realizados na Altona durante o período de estágio.

8 3. ANÁLISE DE FALHAS DE PÁ DE ROTOR 3.1 Introdução A falha analisada neste relatório trata-se de uma trinca orientada no mesmo plano da pá, e localizada na região onde foi retirado o massalote (alimentador). O material da peça Figura 1: Rotor tipo Francis. Figura 2: Esquema de funcionamento de uma turbina tipo Francis. trata-se de um aço inoxidável martensítico macio (AIMM), com pequenas adições de níquel e molibdênio e menor teor de carbono. Estes aços foram desenvolvidos para resolver problemas de solidificação e dificuldades com a soldagem que ocorriam com os aços martensíticos comuns. O Aço utilizado para este fim é o ASTM A 743 CA 6 NM. A redução do teor de carbono nestes aços a valores muito baixos além de estreitar o campo austenítico, tornam a ferrita delta estável em temperaturas mais baixas, o que tende a diminuir a tenacidade. Este efeito é então compensado com a adição de Ni para expandir o campo austenítico novamente, mantendo o potencial para que ocorra a austenitização completa e posteriormente a têmpera com a formação da martensita. 2 Os aços inoxidáveis martensíticos, na sua maioria, podem sofrer o tratamento térmico de têmpera ao ar livre, devido à alta quantidade de cromo e níquel. O máximo de carbono que pode existir é 0,15 % para uma quantidade de cromo mínima que o torne inoxidável (12 %). Estando o carbono acima desta quantidade, o cromo se precipita nos contornos de grãos sob a forma de carbonetos e diminui a quantidade de cromo nos arredores do contorno de grão, tornando esta região susceptível à 2 GRACIOSO, J. F. F. Efeito das condições de têmpera na microestrutura e propriedades mecânicas de um aço inoxidável martensítico fundido CA6NM. Dissertação de mestrado, UFSC, 2003.

9 corrosão. Para evitar a formação destes carbonetos em aços inoxidáveis martensíticos com uma maior quantidade de carbono, usa-se cromo em quantidade superior. 3 As Pás fazem parte de um rotor de turbina de hidrelétricas e por isso necessita de resistência ao escoamento, tenacidade e resistência à corrosão devido o contato com água em elevada energia mecânica. Existem vários tipos de turbinas, entre as quais a Turgo, Pelton, de Fluxo Cruzado, Francis, Axial ou Kaplan, sifão, turbina S, Bulbo e bomba centrífiga. A Pá em questão faz parte de um rotor Francis, cuja foto e princípio de funcionamento podem ser visualizados nas figuras 1 e 2 respectivamente. 3.1 Objetivo Descobrir a causa da falha (trinca) identificada abaixo da região do alimentador. 3.2 Metodologia Tirar fotografias da falha e da peça; Análise química; Análise dos registros da peça; Metalografia; Análise dos resultados. 3.3 Apresentação dos dados Fotos da peça e da região de onde foi extraída a amostra 3 SMITH, W. F. Structure and Properties of Engineering alloys, 2nd edition, 1993, Mc Graw Hill International Editions.

10 Figura 3: Região da peça onde foi retirada a amostra Figura 4: Foto de parte do defeito Figura 5: Foto do defeito Composição O ensaio foi realizado no espectrômetro de emissão óptica. Este aparelho não é confiável para uma quantidade baixa de carbono. Os outros elementos foram devidamente calibrados e portanto apresentam confiabilidade nos resultados. Todos os elementos se apresentaram dentro da faixa especificada.

11 3.3.2 Análise dos Registros No registro da aciaria encontrou-se uma observação na qual indicava que não houve metal líquido suficiente para preencher totalmente o massalote. No registro de desmoldagem também foi encontrado outro desvio a peça foi desmoldada fora do intervalo de temperatura recomendada. Após ter sido desmoldada a peça ficou 8 dias parada, quando então feito o tratamento especificado pela Engenharia para iniciar o corte de canais e massalotes. A peça foi então cortada com pó de ferro, porém abaixo da temperatura especificada para este processo. Após a peça sair do corte de canal a trinca foi deflagrada Metalografia A análise metalográfica foi feita na amostra retirada da trinca. Figura 6: Aparência de tinta absorvida no aço. Aumento 200x. Figura 7: Poro e microrechupe. Aumento 400x. Figura 8: Poros. Inclusão tipo I entre níveis 3 e 4 ASTM. Aumento 100x. Figura 9: Poro. Aumento 100x

12 Figura 10: Micrografia da trinca. Aumento 100x. Figura 11: Inclusão de areia na superfície da peça. Aumento 100x. Figura 12: Ferrita delta nos contornos de grão da martensita. Aumento 100x. Ataque Cloreto de cobre. Figura 13: Estrutura martensítica. Aumento 200x. Ataque cloreto de cobre. Figura 14: Estrutura martensítica. Aumento 100x. Ataque cloreto de cobre. Figura 15: Estrutura martensítica. Aumento 400x. Ataque cloreto de cobre.

13 3.4 Análise dos resultados A análise química mostrou que não houve desvio em vista à composição química. O registro da aciaria mostrou que faltou aço para completar totalmente o massalote. Quando isso acontece vários defeitos são introduzidos no material, visto que é função do massalote agregar estes defeitos que iriam para a peça, tais como inclusões não metálicas, segregações e rechupes. Para esclarecer este ocorrido, foram verificados os registros de outras seqüências do mesmo modelo e comparou-se com a Pá em questão. Verificou-se porém, que esta Pá foi fundida com uma quantidade de material maior do que as outras que não apresentaram este defeito. Como se pode observar, a peça trincada foi a que obteve a maior quantidade de aço, sendo por isso, muito dificilmente este a razão da trinca. Poderia se questionar se as luvas (vazio do molde que dará origem ao massalote) utilizadas estão condizentes com as requeridas pelo projeto, porém o registro de moldagem desta peça não foi encontrado. Sabe-se que a temperatura de desmoldagem estava fora do especificado, e através dos registros das outras peças, notou-se que estas estavam com uma temperatura mais apropriada. A temperatura de transformação martensítica inicia-se em aproximadamente 275 ºC e termina em 100 ºC. 2 Se a peça for resfriada rapidamente durante esta transformação, uma alta tensão é gerada no material visto que a rede cristalina está se transformando de cúbica de faces centradas da austenita para tetragonal compacta com rede distorcida da martensita, e esta transformação exige uma nova acomodação espacial. Quando não há tempo suficiente para que esta transformação ocorra lentamente, a tensão gerada forma maclas no material, que podem vir a gerar defeitos. Uma suposição que pode ser feita é que o material ficou durante 8 dias com esta tensão concentrada, e pode ter possibilitado a formação de trincas, porém estas trincas não possuíam tamanho suficiente para propagar de maneira instável. O tratamento térmico de revenimento que ocorreu antes da desmoldagem se mostrou apropriado. Como pode ser visto no diagrama pseudobinário da figura 14, o 2 GRACIOSO, J. F. F. Efeito das condições de têmpera na microestrutura e propriedades mecânicas de um aço inoxidável martensítico fundido CA6NM. Dissertação de mestrado, UFSC, 2003.

14 material com esta composição encontra-se no início do campo binário, pouco acima da temperatura de transformação AC1. Nesta temperatura há pouca austenita formada, na qual irá dissolver alguns elementos de liga, já que possui maior solubilidade do que a ferrita. Estes elementos, que estarão concentrados devido à pequena quantidade de austenita formada, irão estabilizá-la, formando uma austenita estável. Além de evitar a formação de austenita instável, a austenita favorece a tenacidade desta estrutura, já que a austenita é um material mais tenaz do que a martensita. Se o revenimento tivesse ocorrido a uma temperatura superior, maior quantidade desta fase seria formada, na qual não haveria elementos concentrados o suficiente para estabilizar a austenita, gerando uma austenita instável. Figura 16: Diagrama de equilíbrio pseudobinário de uma liga Fe-Cr [2] As metalografias indicam uma grande quantidade de defeitos, tais como resquícios de tinta na superfície, poros e rechupes. Como a trinca foi abaixo da superfície, a tinta não iria influenciar. Os poros e rechupes não são significativos e também são comuns nesta região abaixo do alimentador. A ferrita delta presente na microestrutura é comum nesta etapa antes da realização do tratamento térmico, e por isso também não influencia. As regiões claras presentes nas amostras atacadas representam pontos onde o carbono está baixo, e não representa nenhuma anormalidade.

15 3.5 Conclusão Pelos registros da aciaria verifica-se que a falta de material indicada no registro não foi suficiente para gerar esta trinca. Como se pode observar, a Pá que apresentou trinca foi a única que teve o processo de desmoldagem alterado que pode então ter gerado alguma trinca de tamanho menor do que a crítica, mas teve sua tensão aliviada com o revenimento posterior. O Registro de corte de canal também indicou que a peça foi cortada a uma temperatura diferente à indicada na OTF. Por estar muito tencionado pela baixa temperatura, o tratamento térmico deveria ter sido feito logo em seguida, o que não ocorreu. Após 4 dias do corte de canal, a peça teve seu crescimento instável da trinca, gerando então a trinca que atravessou todo o massalote.

16 4. ANÁLISE DE FALHAS PEÇA DE TRATOR 4.1 Introdução A peça em questão trata-se de um componente de trator, produzido na Altona por fundição em areia. A peça apresentou microtrincas em regiões diferentes da peça. Das 16 peças que foram fundidas juntas seqüência 1), 15 apresentaram estes defeitos. Outra seqüência de peças (seqüência 2) que foi fundida no mesmo modelo no dia seguinte, somente duas apresentaram este defeito. A liga trata-se de um aço médio manganês. O manganês é adicionado a todos os aços comerciais na faixa de 0,25 a 1 % para desoxidar a carga e combinar com o enxofre ao invés do ferro, para formar MnS. O manganês é o elemento de liga mais efetivo quando o aumento na resistência é considerado em relação ao custo. Então, quando um aço de alta resistência é requerido, combinado com soldabilidade, aços com 1,6 a 1,9 % de manganês são usados. A temperabilidade dos aços também é maior se comparado com os aços comuns, devido à redução das taxas de difusão ocasionadas pelo Mn, tornando a transformação da austenita para ferrita-perlita mais lenta, aumentando a temperabilidade. O Mn também refina a perlita nos aços carbono e por meio disto aumenta a resistência. Quando o teor de manganês excede os 2 %, os aços se tornam fragilizados. Entretanto, se o teor de manganês for aumentado para 12 % e o teor de carbono para cerca de 1,1 %, o aço manganês se torna austenítico à temperatura ambiente se rapidamente resfriado do estado austenítico Objetivo Descobrir a causa da falha (trinca) identificada em várias regiões das peças. 3 SMITH, W. F. Structure and Properties of Engineering alloys, 2nd edition, 1993, Mc Graw Hill International Editions.

17 4.3 Metodologia Tirar fotografias da falha e da peça; Análise química; Análise dos registros da peça; Metalografia; Dureza; Análise dos resultados. 4.4 Apresentação dos dados As figuras 15, 16 e 17 apresentam as fotos da peça e das regiões de onde foram extraídas as amostras. Figura 17: Fotoda amostras 1. Figura 18: Foto da amostra 2. Figura 19: Foto amostra 3.

18 4.4.1 Composição O ensaio foi realizado no espectrômetro de emissão óptica e está apresentado no quadro 1. As células em vermelho representam composições fora da especificação. O alumínio e o zircônio estavam com 0,16 e 0,06% respectivamente acima do especificado. O manganês estava com 0,05 % a menos e o silício estava com 0.03 % acima do especificado. Quadro 1: Composição química das amostras Análise dos Registros Nos registros de moldagem, não foi encontrado nenhum desvio. Pelo registro de desmoldagem descobriu-se que o tempo em que as peças permaneceram no molde, antes de serem desmoldadas foi adequado e estavam de acordo com o especificado Metalografia As análises metalográfica foram realizadas em três regiões trincadas, distintas para verificar se as trincas são semelhantes e portanto, entende-se que possuam a mesma causa.

19 Amostra 1: Figura 20: Trinca ao lado de inclusões e poros. Inclusões níveis 3 e 4 ASTM. Aumento 100x. Figura 21: Inclusões entre níveis 3 e 4 ASTM. Aumento 100x. Figura 22: Trinca fortemente oxidada. Aumento 400x. Figura 23: Inclusões com aspecto de cluster de alumina na ponta da trinca. Aumento 200x. Figura 24: Martensita revenida com bainita. Aumento 100x. Ataque nital 3%. Figura 25: Martensita revenida com ferrita alfa causada pela descarbonetação. Aumento 100x. Ataque nital 3%.

20 Amostra 2: Figura 26: Montagem de parte da trinca. Aumento 50x (cada foto). Inclusões entre nível 3 e 4 ASTM. Figura 27: Inclusão entre nível 3 e 4. Figura 28: Poro com inclusões semelhantes a clusters de alumina. Figura 29: Martensita revenida com bainita. Aumento 200x. Ataque cloreto de cobre. Figura 30: Ferrita com alguma martensita. Forte descarbonetação na região da trinca. Aumento 200x. Ataque

21 Amostra 3: Figura 31: Montagen da trinca. Aumento 50x. Figura 32: Inclusões com aparência de cluster de alumina. Aumento 100x. Figura 33: Inclusões globulares de óxidos (nível 3 ASTM) e algum sulfeto. Aumento 100x. Figura 34: Montagem - Trinca na superfície descarbonetada. Martensita revenida com bainita e ferrita alfa resultante da descarbonetação. Aumento 100x. Ataque cloreto de cobre. Figura 35: Trinca interna - baixa descarbonetação. Martensita revenida com bainita. Aumento 100x. Ataque cloreto de cobre.

22 Figura 36: Descarbonetação na trinca. Martensita revenida. Aumento 400x. Ataque cloreto de cobre. Figura 37: Martensita revenida com bainita. Aumento 400x. Ataque cloreto de cobre Dureza O ensaio foi realizado no durômetro Rockwell 100Kg e foi medido da superfície para dentro da peça, até uma distância de aproximadamente 50 mm. Os valores não serão aqui apresentados por efeito de segredo industrial. 4.5 Análise dos resultados As peças, por terem sido produzidas em moldes diferentes (4 moldes por corrida), dificilmente foi responsável pela falha e por isso deve ser considerada uma hipótese quase nula. Esta peça foi fundida com mais 15 peças da mesma seqüência, das quais, 14 apresentaram o mesmo problema. Três regiões foram tiradas para avaliar se eram semelhantes. Uma outra seqüência do mesmo modelo (seqüência 2) foi vazada um dia depois da primeira, e das 16, somente duas apresentaram defeitos. Entretanto, não se sabe se tem o mesmo aspecto, visto que as amostras contidas neste relatório foram retiradas da mesma seqüência. A aciaria e o tratamento térmico, porém, podem ter acarretado este problema, visto que as peças passaram juntas pelos mesmos processos. As mesmas também passaram pela rebarbação de terceiros e mais uma recuperação da peça que foi realizada dentro da fábrica, antes da realização do tratamento térmico. A análise química mostrou um excesso de alumínio e zircônio nas amostras. Estes elementos podem formar inclusões de óxidos. As três amostras apresentam trincas intergranulares, com presença de inclusões concentradas na ponta de algumas trincas, na

23 qual tem aparência de clusters, conforme figuras 22, 27 e 32. Estas trincas, pelo aspecto diferenciado que possuem, parecem possuir a mesma origem. O nível de inclusões do aço até nível 3 é normal em uma fundição em molde de areia, porém as inclusões se tornam mesmo críticas quando há um alinhamento destas nos contornos de grão. Os alinhamentos encontrados não são do nível que causam problemas, pois os alinhamentos críticos geralmente são mais próximos um do outro e menores devido ao pequeno tamanho dos grãos. As inclusões nos aços podem gerar falta de deformabilidade e problemas com vida em fadiga. Estas inclusões geralmente consistem de aluminatos originados da desoxidação ou de inclusões não-metálicas complexas provindas da escória aprisionada no molde. 4 A figura 22 mostra uma oxidação ao redor da trinca. Isto significa que a peça, quando foi austenitizada, já apresentava a trinca, e por isso, sofreu oxidação da superfície em contato com o ar durante a permanência em altas temperaturas. A descarbonetação encontrada nas figuras 30, 34 e 36 são fruto da oxidação em altas temperaturas, já que o oxigênio presente na atmosfera rouba o carbono para formar monóxido de carbono. Trincas intergranulares têm origem em vários fatores, entre os quais 1 : Precipitação de uma fase frágil em contornos de grão; Fragilização pelo hidrogênio e por metais líquidos; Trincamento induzido pelo meio corrosivo; Corrosão intergranular; Cavitação em contornos de grão e trincamento em altas temperaturas. Visto que esta peça já foi produzida pela Altona diversas vezes, podemos considerar que está ocorrendo algum desvio no processo. Esta liga não é passível de corrosão intergranular, e portanto, esta causa deve ser excluída. Cavitação em contorno de grão também não, pois não está sujeita a elevadas tensões em altas temperaturas. Fragilização por metal líquido pode ocorrer devido ao desequilíbrio termodinâmico da interface metal sólido/metal líquido, de dois metais com solubilidades diferentes. Isto 4 ZHANG, L.; THOMAS, B, G.. State of Art in Evaluation and Control of Steel Cleanliness. ISIJ International, Vol. 43, N.º 3, pp , Ilinois, GODEFROID, L. B.; CÂNDIDO, L. C.; MORAIS, W. A. Apostila de Análise de Falhas. Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais. São Paulo, 2007.

24 poderia ocorrer durante a goivagem, quando o pó de outro metal estiver na superfície da peça que está sendo goivada. Porém, na região da trinca não é uma região que realiza este tipo de operação comumentemente, visto que não está numa região de alimentação. A fragilização pelo hidrogênio, quando sob tensão também pode gerar trincas intergranulares, porém suas características são diferentes, pois apresentam poucas ramificações, além de que as trincas transgranulares são mais comumente encontradas neste tipo de falha. 1 Trincamento induzido por meio corrosivo também não pode ser a causa, visto que a peça não entra em contato com meios muito corrosivos, somente o ar do forno, que já passou muitas vezes sem apresentar este tipo de problema. Além disso, uma característica deste tipo de trinca é a baixa taxa de corrosão, e por isso, um longo período seria necessário para a formação destas trincas. Por eliminação sobra hipótese de que houve a precipitação de uma fase frágil no contorno de grão. Se há precipitação de uma fase frágil no contorno de grão, este não é visualizado na metalografia, sendo necessária a realização de um ensaio no microscópio eletrônico de varredura para encontrar a composição na superfície da trinca. Na observação metalográfica verificou-se a presença de algo semelhante a clusters de alumina próximo às trincas. Estas inclusões, porém, têm outro efeito sobre o material, de forma a degradar as propriedades de impacto e fadiga. Sabe-se que o alumínio e o zircônio estavam com uma quantidade acima do especificado, e que o nitrogênio pode se ligar a ambos, porém se ele se ligar com o alumínio, poderá formar trincas intergranulares, e se ligar com o zircônio, pode evitar que as trincas se formem. 5 O nitrogênio encontra-se na porcentagem de 0,007 % pela análise do espectrômetro, na qual é considerado um valor adequado, pois recomenda-se que esteja abaixo de 0,01 %. O alumínio porém está com teor mais elevado do que o desejado. O Fósforo também tem tendência a segregar no contorno de grão de austenita, diminuindo a coesão intergranular e ocasionando falhas. Porém o material apresentou fósforo baixo em sua composição, além de que a segregação ocorre 1 GODEFROID, L. B.; CÂNDIDO, L. C.; MORAIS, W. A. Apostila de Análise de Falhas. Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais. São Paulo, JACKSON, W. J.; HUBBARD, M. W.. Steel Making for Steel Founders. Steel Castings Research and Trade Association, Great Britain, 1979.

25 geralmente na linha central de uma peça, ou seja, no último local de solidificação, visto que o fósforo é o último elemento a se solidificar devido ao seu baixo ponto de fusão. Pela análise da dureza, têm-se que a peça não apresenta pontos duros, visto que a superfície apresenta uma dureza homogênea. A variação encontrada ocorre devido à diferença na taxa de resfriamento entre a superfície e o interior da peça, produzindo martensita com diferentes durezas. 4.6 Conclusão Através das análises realizadas e da base teórica encontrada, verificou-se que a causa das trincas estão sendo a deposição de uma fase frágil no contorno de grão. Estas fases não podem ser visualizadas por metalografia, o que traz a necessidade de se realizar uma análise no MEV para descobrir quais elementos frágeis estão se depositando no contorno de grão, e portanto causando estas trincas intergranulares. Esta análise é muito importante para evitar que novas falhas venham a aparecer nos novos produtos fabricados pela Altona.

26 5. CONCLUSÃO Verificamos, através dos estágios realizados durante o curso, a importância de preservar este sistema de estágios que tanto agrega aos alunos durante suas convivências no setor empresarial. A Eletro Aço Altona, mais do que uma simples empresa, é uma verdadeira escola, tanto pela complexidade do processo de fundição e de seus produtos, também pelos vários processos da qual utiliza e por fim pelo excelente sistema gerencial da qual tive a satisfação de presenciar. A importância da convivência com as pessoas e de respeitar os espaços para que todos tenhamos o direito de crescer e se aperfeiçoar também foi um dos grandes aprendizados que levei durante este estágio, já que pude conviver com diferentes pessoas, diferentes idéias em diferentes situações. Estar em contato com uma área abrangente como a engenharia também foi de grande importância, visto que se tem contato com a empresa como um todo. Pude observar a complexidade de uma análise de falhas, e participar da busca de soluções para respostas tão difícies de se encontrar. Por fim, a convivência com os outros estagiários também foi de grande valia, visto que passamos pelos mesmos processos de aprendizado, porém em diferentes locais, na qual estamos perto para poder avaliar com nossos próprios conhecimentos, além da vontade de todos de querer também ensinar.

27 BIBLIOGRAFIA [1] GODEFROID, L. B.; CÂNDIDO, L. C.; MORAIS, W. A.. Apostila de Análise de Falhas. Cursos ABM. Belo Horizonte, abril, [2] GRACIOSO, J. F. F. Efeito das condições de têmpera na microestrutura e propriedades mecânicas de um aço inoxidável martensítico fundido CA6NM. Dissertação de mestrado, UFSC, [3] SMITH, W. F. Structure and Properties of Engineering alloys, 2nd edition, 1993, Mc Graw Hill International Editions. [4] ZHANG, L.; THOMAS, B, G.. STATE OF ART IN EVALUATION AND CONTROL OF STEEL CLEANLINESS. ISIJ INTERNATIONAL, VOL. 43, N.º 3, PP , ILINOIS, [5] JACKSON, W. J.; HUBBARD, M. W.. Steel Making for Steel Founders. Steel Castings Research and Trade Association, Great Britain, 1979.

28 ANEXO A HISTÓRICO DA ALTONA A Electro Aço Altona S.A. foi fundada em 8 de março de 1924, pelo Engenheiro alemão Paul Werner, sob o nome de Auerbach & Werner. Na época, realizavam consertos em motores e equipamentos elétricos, passando a fabricar produtos de ferro fundido para atender a demanda da comunidade, como panelas, frigideiras, balanças e maquinas de moer carne. Com o crescimento da empresa e demanda de novos produtos, Paul Werner adquiriu em 1934 o primeiro forno de fusão elétrica a arco, com capacidade para 500Kg de carga. Neste mesmo ano, a empresa passou a ter o nome atual, sendo a primeira fundição de aço de Santa Catarina e a segunda em todo o Brasil. Hoje a Altona opera com cerca de 1000 funcionários, tendo uma capacidade de produção mensal de aproximadamente 1200 toneladas, dentre peças brutas, usinadas e acabadas. Trabalhando com as mais variadas ligas de aço; comum ao carbono, resistentes a corrosão, abrasão, altas temperaturas, ferros ligados e ligas especiais. A empresa possui hoje, uma vasta área de atuação, fornecendo produtos para diversos setores; mineração, automobilístico, naval, petrolífero, termogeração, hidrogeração, dragagem e siderúrgico industrial. Atendendo o mercado interno e externo. Preocupada com a qualidade de seus produtos, a empresa possui uma política voltada na busca de novas certificações. Além de fazer uso de filosofias de trabalho, como 6 sigma e lean manufacturing. A consciência de responsabilidade social e preservação do meio ambiente também fazem parte do quadro de políticas da Altona.

29 ANEXO B CRONOGRAMA DE ATIVIDADES