Título

CARACTERIZAÇÃO TRIBOLÓGICA DE AÇOS PARA CUTELARIA: UMA NOVA METODOLOGIA PARA DETERMINAR A RESISTÊNCIA À PERDA DE CORTE

TRIBOLOGICAL CHARACTERIZATION OF STEELS FOR CUTLERY: A NEW METHODOLOGY TO ACCESS CUTTING EDGE SHARPNESS

Autoria

Mello, José Daniel Biasoli de; Bálsamo, Paulo Sérgio de Sairre

Mello, José Daniel Biasoli de

Eu sou esse autor

Bálsamo, Paulo Sérgio de Sairre

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DOI

10.5151/2594-5327-0373

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Resumo

Analisa-se o comportamento tribológico de aços inoxidáveis utilizados em cutelaria. Foi determinado que a deformação plástica é o mecanismo que causa a perda de corte enquanto que a vida do gume é governada pelo desgaste abrasivo durante o amolamento e o desgaste por deslizamento durante a utilização. Propõe-se uma nova metodologia, baseada na energia necessária para deformar plasticamente o gume, para caracterizar a resistência à deformação do gume. Facas profissionais foram testadas, em condições rigorosamente controladas, em três diferentes estabelecimentos de processamento de carne e os mecanismos de perda de corte foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura. A energia de flexão foi determinada pela variação da energia potencial associada ao impacto de um pendulo especialmente desenvolvido contra um corpo de prova extraído de uma faca real. Adicionalmente, aços martensíticos e ferríticos com diferentes teores de carbono e cromo foram submetidos a ensaios de micro abrasão e desgaste por deslizamento alternado. A técnica proposta é muito simples e barata reproduzindo remarcavelmente bem os mecanismos que causam perda de corte das facas bem como permite o ranqueamento de diferentes aços normalmente utilizados na cutelaria industrial. Muito embora a composição química tenha afetado consideravelmente a microestrutura e dureza das ligas o comportamento em abrasão não foi afetado por estes fatores. Semelhante efeito foi observado sobre o coeficiente de atrito. A taxa de desgaste por deslizamento, no entanto, variou significativamente.

In this work, the tribological behaviour of stainless steel used in cutlery is analysed. Professional knives were tested in well-controlled field conditions and the mechanism of cutting edge loss of sharpness was determined by using Scanning Electron Microscopy. It was determined that the mechanism which causes loss of sharpness in the cutting edge is plastic deformation whereas the edge life itself is mainly affected by abrasive wear during the resharpening process and the sliding wear that occurs while the knife is being used. A new methodology based on the energy that causes plastic deformation is proposed in order to access the bending resistance of the cutting edge. The bending energy is determined by the variation of kinetic energy associated with the impact of a special pendulum against a specimen which was cut from a real knife. The proposed technique is very simple and cost effective. It reproduces to a great extent the field mechanisms that causes the loss of sharpness in the cutting edge and allows the ranking of different stainless steels usually used by the cutlery industry. Additionally, abrasive and sliding wear tests were carried out on martensitic and ferritic stainless steels which had different contents of Carbon and Chromium. Although the chemical composition and heat treatment considerably modified the microstructure and hardness of the steels, they had no significant effect on abrasion resistance and friction coefficient. On the other hand the sliding wear rate was greatly affected by the chemical composition of the steel.

Palavras-chave

Tribologia; Cutelaria; Desgaste.

Tribology; Cutlery; Wear.