Title

EFFECT OF SURFACE FINISHING IN THE CONTACT AREA EVALUATION OF AUSTEMPERED DUCTILE IRON

EFEITO DO ACABAMENTO SUPERFICIAL NA DETERMINAÇÃO DA ÁREA DE CONTATO DE FERRO NODULAR AUSTEMPERADO

Authorship

Pintaude, Giuseppe; Leite, Mario Vitor; Brunetti, Cristiano; Calao, Luis Fernando Montanez

Pintaude, Giuseppe

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Leite, Mario Vitor

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Brunetti, Cristiano

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Calao, Luis Fernando Montanez

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DOI

10.5151/5463-5463-17180

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Abstract

The effect of surface finishing process in the contact area evaluation of an austempered ductile iron is presented. The graphite nodules can be scratched or even removed during the roughness measurement made by a stylus. Moreover, they are exposed to the surface in different ways, depending on the finishing process. Using a mathematical routine proposed by McCool (1987), the effect of graphite nodules in a contact area is evaluated. Austempered ductile iron (ADI) with 10% volume fraction of graphite nodules was prepared under two finishing process. In the first the surface was sanded up to 1200-grit paper, while in the second set the specimens were metallographic polished. All processes were performed manually. In order to show the effect of the graphite nodules in the roughness parameters (Rq and RDq), a specific software routine (erase defects) was used. The results of ADI "without scratches” were compared to those determined for a quenched and tempered 52100 steel, prepared under similar conditions to those applied for ADI specimens. The surface finishing process almost did not affect the roughness parameters values when the scratches at nodules are not removed from the analysis for ADI. After their artificial removal, the roughness determined for 52100 steel was similar to that obtained for ADI. In this condition, the Rq/RDq ratio of ADI was affected by the finishing process. Finally, the most important implication is the reduction in the contact area values after the artificial removal of scratches caused by stylus probe. For polished specimens, approximately 94% of reduction was observed in the contact area after the scratch removal, while for the sanded ones this reduction was about 80%.

O efeito do processo de acabamento superficial na determinação da área de contato de um ferro nodular é apresentada. Os nódulos de grafita podem ser riscados ou mesmo removidos durante a medida de rugosidade feita por um apalpador. Mais do que isso, eles estão expostos na superfície em diferentes níveis, dependendo do processo de acabamento. Utilizando a rotina matemática proposta por McCool (1987), o efeito dos nódulos de grafita na área de contato é estimada. O ferro nodular austemperado (ADI) com uma fração volumétrica de 10% de nódulos de grafita foi preparado sob dois processos de acabamento. No primeiro a superfície foi lixada até o grão 1200 mesh, enquanto no segundo caso os corpos-de-prova foram polidos metalograficamente. Todos os processos foram conduzidos de forma manual. De modo a demonstrar o efeito dos nódulos de grafita nos parâmetros de rugosidade (Rq e RDq), uma rotina específica do software foi usada. Os resultados encontrados para o ADI "sem nódulos" foram comparados com aqueles determinados para um aço 52100 temperado e revenido, preparado sob as mesmas condições aplicadas aos corpos-de-prova de ADI. O processo de acabamento superficial quase não afetou os valores dos parâmetros de rugosidade quando os riscos nos nódulos não são removidos da análise para o ADI. Após a sua remoção artificial, a rugosidade determinada para o aço 52100 foi semelhante à obtida para o ADI. Nessa condição, a razão Rq/RDq do ADI foi afetada pelo processo de acabamento. Finalmente, a mais importante aplicação é a redução na área de contato após a remoção artificial dos riscos causados pelo apalpador. Para amostras polidas, aproximadamente 94% de redução foi observada na área de contato após a remoção dos riscos, enquanto que para as amostras lixadas essa redução foi em torno de 80%.

Keywords

Austempered ductile iron; Surface roughness; Contact area.

Ferro nodular austemperado; Rugosidade superficial; Área de contato.