A microdureza foi realizada em um corpo de prova de seção retangular e a amostragem segue o esquema da Figura 4.12.

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1 MICRODUREZA VICKERS A microdureza foi realizada em um corpo de prova de seção retangular e a amostragem segue o esquema da Figura Figura 4.12 Esquema de amostragem de microdureza. Fonte: Autor, Os resultados de microdureza mostram uma boa ductilidade da peça, o que descarta a possibilidade de falha nesta região. No entanto, devido sua confecção por fundição em molde de areia há grande probabilidade de tensões internas, pois, como visto na Tabela 4.2, os resultados de dureza confirmam que a peça não passou por tratamento térmico para alívio das tensões, ou que o tratamento sofrido foi descontínuo. Tabela 4.2 Resultados da microdureza. Microdureza HV Ponto Dureza 1 166, , , , , Fonte: Autor, 2013.

2 MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV) Na microscopia eletrônica de varredura dos CP S de impacto, foram encontradas porosidades no início das fraturas, além de inclusões por sulfeto de manganês, identificadas pela micrografia e EDS (Energy Dispersive Spectrum), (Figura 4.13). Figura 4.13 Resultados do EDS. Fonte: Autor, As inclusões por sulfeto de Manganês (Figura 4.14) são importantes para materiais a serem usinados, pois o sulfeto de manganês durante a usinagem forma um filme lubrificante sobre a ferramenta de corte reduzindo os desgastes, no entanto, a peça em estudo é confeccionada por fundição em molde de areia, e sua usinabilidade não é um fator importante neste estudo. Figura 4.14 Detalhe da porosidade com inclusões por MnS no corpo de prova de impacto (a) e com ponto do EDS (b). Fonte: Autor, 2013.

3 55 De modo geral o manganês é um elemento importante na fabricação de aços, pois se combina com o enxofre formando sulfeto de manganês, desfavorecendo a formação de sulfeto de ferro. A concentração e localização de tensões na interface entre a inclusão e a matriz podem ter facilitado à iniciação da fratura por fadiga. Isto decorre da concentração de tensões remotas aplicadas, possivelmente, devido à diferença entre as constantes elásticas das inclusões e da matriz. Como resultados destas tensões, iniciaram-se trincas na interface entre a inclusão e a matriz. O efeito das inclusões na iniciação das trincas de fadiga depende da composição química, do tamanho, da densidade, da localização em relação à superfície e da morfologia das inclusões35. Foram identificadas porosidades nos corpos de prova de impacto (Figura 4.15). Figura 4.15 Porosidade no inicio da propagação de trinca do corpo de prova de impacto (a) e (b). Fonte: Autor, 2013 Nos CP S de tração, também foram encontradas porosidades de onde se propagou a fratura (Figuras 4.16). 34 INFOMET, Efeito das Inclusões nas Propriedades < >. Acesso em: 21 jun. 2013, 11:30:30. dos Aços. Disponivel em:

4 56 Figura 4.16 Porosidade na origem da propagação da Trinca na fratura por tração. Fonte: Autor, 2013 Os resultados do MEV nos mostram que as fraturas nos corpos de prova de impacto e tração iniciaram nas porosidades, dando um indício de que a falha catastrófica ocorrida na grelha e no segmento da grelha possa ter sido facilitada pela presença destas porosidades.

5 57 5 CONCLUSÕES A grelha do moinho SAG é fabricada a partir do processo de fundição, pois este processo facilita a obtenção de peças com grandes e complexas geometrias como a da grelha. Durante o processo de fundição, possivelmente, devido a natureza do molde ou do próprio metal líquido, bolhas de ar ou gases podem ter ficado alojadas próximo a superfície do metal. Essas bolhas podem ter gerado defeitos como cavidades, porosidades ou microporosidades, que se tornam concentradores de tensões. De acordo com as análises feitas pelo MEV, foi observada a presença de porosidade e inclusões de MnS nos corpos de prova. Estas inclusões criam, em torno de si, concentrações de tensões que podem ter facilitado o surgimento e propagação de trincas. A análise micrográfica mostra a presença predominante de perlita e ferrita que indica que a peça não passou por tratamento térmico ou que o mesmo não foi totalmente eficiente. Sem o tratamento térmico, o alívio das tensões ocasionadas pela fundição não pôde ser feito. O fluxo de polpa no moinho gera certa carga sobre a grelha, pois esta retém a carga não passante de minério. Esses esforços geraram um acúmulo de tensões nos defeitos da peça, propiciando assim o surgimento das trincas, que se propagaram por fadiga, caracterizadas pela morfologia das superfícies de falha, nas quais podem ser observadas marcas características das falhas por fadiga, essas marcas são evidentes nas superfícies de falha SF2, SF3 e SF4. A falha teve seu provável início da superfície da falha SF3, tendo como origem um defeito identificado na extremidade da peça, que se propagou para as outras superfícies, ocasionando assim uma falha catastrófica.

6 58 6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS o Fazer ensaio de fadiga no material; o Estudar alternativas para eliminação ou diminição dos defeitos na fundição; o Utilizar a modelagem e simulação computacional por elementos finitos para identificar os esforços na grelha; o Fazer ensaios quantitativos para determinar as propriedades mecânicas da grelha.

7 59 REFERÊNCIAS SECRETARIA DE ESTADO DE TRANSPORTES DO ESTADO DO PARÁ. Plano estadual de logística e transportes do Estado do Pará: Análise espacial da mineração no Pará. São Paulo-SP, p. CALLISTER, William D. Jr. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5ª ed. Rio de Janeiro, RJ p. MIYAGI, P.E.; RIASCOS, L.A.M. Modeling and Analysis of Fault-Tolerant Systems for machining Operations Based on Petri Nets, Control Engeneering Practice, 4(4): , YOVANOVIC, A. SAG Acabou o Mito? Revista Minérios & Minerales: Edição 290 Setembro/Outubro p. FIGUEIRA, H. V. O, ALMEIDA, S. L. M., LUZ, A. B., Cominuição Capitulo 4. Rio de Janeiro: CETEM Centro de Tecnologia Mineral, p. BERGERMAN, M. Modelagem e Simulação do Circuito de Moagem do Sossego. São Paulo: Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, p. PEREIRA, P. E. C., Comparação entre diferentes testes de moagem SAG para determinação da energia unitária para cominuição de minérios sulfetados de cobre. Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais. Belo Horizonte, MG p. MORO, N., AURAS. A. P. Processos de fabricação - Fundição. Florianópolis, SC: Centro Federal de Educação Tecnologica de Santa Catarina p. LOCKE, C., ASHBROOK, R. L. Nature of mold cavity gases. Pre-print No. AFS Annual Meeting, p LOCKE, C. ASHBROOK, R. L. Nature of Mold Gases, a Review. AFS Transactions, 80 : 91, MAREK, C. T., Green sand permeability - its significance and control. AFS Transactions, 74: 70, EFFTING, C., Mecânica da fratura aplicada aos materiais duteis e frágeis. Joinville, SC: UDESC Universidade do Estado de Santa Catarina, p. MELLO, C. A. T. de,, Vida em Fadiga de um Ferro Fundido Nodular Ferrítico com Variações Microestruturais. Rio de Janeiro, RJ: PUC-Rio, p. UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA SANTO ANGELO. Ensaios dos materiais. Santo Angelo, RS, p.

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