Título

ANÁLISE DE FALHA EM VIRABREQUIM

FAILURE ANALYSIS IN CRANKSHAFT

Autoria

Morais, Odair José de; Griza, Sandro; Strohaecker, Telmo Roberto

DOI

10.5151/2594-5327-0268

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Resumo

Neste trabalho foi analisado um virabrequim utilizado em trator de baixo porte que falhou em serviço. O objetivo fundamental foi determinar as causas que levaram à ruptura. A metodologia utilizada consistiu de análise visual, análise da morfologia da fratura através de microscopia ótica e eletrônica de varredura, metalografia e análise química. A análise visual indicou que a fratura foi causada por fadiga, evidenciada pela presença de marcas de praia. A falha iniciou junto ao raio de concordância entre o moente e a palma com duas frentes de propagação. A microestrutura da amostra é formada por martensita revenida. Observou-se a presença de regiões com martensita não revenida coincidentes com o raio de concordância no lado da palma, próxima ao início da fratura. Esta alteração microestrutural é oriunda de um aquecimento localizado seguido de resfriamento rápido oriundo provavelmente do processo de retífica, por falta momentânea de refrigeração ou por severos parâmetros de retífica. Sugere-se que sejam controlados os parâmetros de retífica e que a camada temperada por indução seja deslocada para abranger todo o raio em direção à pista. Ao final da camada de indução existem tensões residuais positivas, portanto é aconselhável evitar seu posicionamento junto ao raio de concordância.

 

In this work a craneshaft from a low load capacity tractor that failed in service was analyzed. The main objective was to determine the causes that led to the rupture in order to avoid new occurrences in the future. Standard failure analysis procedures were performed. The following tests were conducted: visual analysis, analysis of the morphology of the failure using optical microscope and scanning electron microscope, metallographic and chemical analysis. The visual analysis indicates that the fracture was caused by fatigue, confirmed by the presence of beach marks. The failure initiated next to the concordance between the pivot and the palm with two fronts of propagation. The microstructure of the sample is formed by tempered martensite. It was observed a presence of untempered martensite at a region adjacent to the initiation points. This microstructural alteration is originated from a local heating followed by fast cooling most probably during milling operations. One suggestion is to better control the milling parameters and to move the induction quenched layer in a way to embrace the entire radius in the direction of the rolling surface. At the end of the induction layer there are positive residual stresses, therefore practice advises to prevent its positioning at the concordance.

Palavras-chave

Virabrequim; Fadiga; Análise de falha.

Craneshaft; Fatigue; Failure analysis.