Title

ANÁLISE DE FALHA EM MATRIZ DE FORJAMENTO

FAILURE ANALYSIS IN FORGING MATRIX

Authorship

Rodrigues, Daniel; Strohaecker, Telmo Roberto

Rodrigues, Daniel

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Strohaecker, Telmo Roberto

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DOI

10.5151/2594-5327-0274

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Abstract

Este trabalho tem por objetivo determinar as causas da falha de uma matriz de forjamento nitretada que falhou em serviço de forma prematura. O trabalho foi desenvolvido através da metodologia recomendada para análise de falhas. Com a finalidade de determinar a origem da trinca, uma inspeção em lupa de baixo aumento foi realizada sobre a superfície de fratura. A região de início da falha foi removida e os micromecanismos de fratura foram analisados em um Microscópio Eletrônico de Varredura. O estudo teve continuidade com caracterização microestrutural da região de início da falha, determinação da composição química do aço utilizado na fabricação do componente e obtenção das durezas da camada tratada e do núcleo da peça. A análise da superfície de fratura indicou que o início da falha se situava no canto de um dos rebaixos existente na ferramenta e que a ruptura da matriz ocorreu de maneira frágil, com a falha iniciando junto à camada nitretada e propagando até o colapso do componente. A camada de compostos observada, aliada à presença de redes de precipitadas nos contornos dos grãos e à elevada dureza da camada nitretada permite associar a falha prematura da matriz com problemas oriundos do tratamento térmico da peça.

The present work aims to determine the causes of failure of a nitrided forging matrix that has failed prematurely in service. The work was carried out through the recommended methodology for failure analysis. Aiming to determine the fracture origin a stereoscope inspection of the fracture surface was performed. The region fracture initiation was removed and the fracture micro-mechanisms were determined by SEM analysis. The study continued with the microstructural characterization of the failure initial site, the determination of the matrix chemical composition and the hardness testing in the nitrided case and in the core of the component. The fracture surface analysis indicated that the initiation site was situated at one of the matrix shoulders and that the matrix failure development was in a brittle manner, initiating at the nitrided layer and propagating until component collapse. The observed composite layer with carbide precipitations at grain boundaries the elevated hardness of the nitrided layer enable to associate the matrix premature failure to problems derived from the matrix heat treatment.

Keywords

Falha; Tratamento térmico, Nitretação.

Failure analysis; Heat treatment; Nitriding.