Título

ANÁLISE DE FALHA DE UM EIXO DE PINHÃO UTILIZADO EM LINHA DE ZINCAGEM CONTÍNUA

FAILURE ANALYSIS OF A PINION SHAFT USED ON CONTINUOUS ZINC-COATING LINE

Autoria

Castro, Danilo Borges Villarino de; Moreto, Jeferson Aparecido; Rossino, Luciana Sgarbi; Maluf, Omar; Spinelli, Dirceu; Tarpani, José Ricardo

DOI

10.5151/2594-5327-16083

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Resumo

O objetivo deste trabalho foi o de investigar as possíveis causas da falha ocorrida em um eixo de pinhão, utilizado em linha de zincagem contínua. O componente rotativo fraturou completamente após cerca de 5000 horas em serviço intermitente. O material que constitui o eixo corresponde a um aço DIN 17CrNiMo6. O componente fora aprovado, após fabricação, através de inspeção por ultra-som e partículas magnéticas. Além da inspeção visual do componente fraturado, foram realizados alguns ensaios mecânicos de dureza, impacto e tração sobre o aço em questão. Foram realizadas análises fractográficas sobre as superfícies de fratura do material investigado, utilizando-se um microscópio eletrônico de varredura. Concluiu- se que o eixo de pinhão fraturou pelo mecanismo de fadiga. Uma trinca principal de fadiga, cuja extensão ocupou quase a totalidade da seção transversal do componente, nucleou em um defeito de fabricação do eixo, denominado “burst”, gerado durante as operações de forjamento da peça, como decorrência de elevadas concentrações altamente localizadas de porosidades, inclusões e segregações, previamente definidas na etapa do lingotamento.

 

This work aimed at investigating the possible causes of a pinion shaft failure in a continuous zinc-coating line. The rotating component fractured completely after about 5000 hours of intermittent service. The component was made of DIN 17CrNiMo6 steel, and was inspected by ultrasound and magnetic particles after the manufacture. Besides visual and scanning electronic microscopic inspections of the broken component, hardness, impact and tensile tests were carried out in order to discover the root causes of the failure. It has been concluded that the pinion shaft fractured by fatigue. One main fatigue crack, whose extension occupied the very most area transversal section of the component, nucleated from a manufacturing defect (named burst), which had been formed during the metalwork (forging) of the part. The burst defect resulted from high levels of porosities, inclusions and segregations, which got concentrated in a small volume of the material during the ingot casting process.

Palavras-chave

Eixo de pinhão; Aço DIN 17CrNiMo6; Fadiga.

Pinion shaft; DIN 17CrNiMo6 steel; Fatigue.