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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AAJEDK| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Usinabilidade do aço inoxidável supermartensítico durante o serramento circular utilizando serras com insertos intercambiáveis de metal duro revestidos e sem revestimento |
| Authors: | Maria Cristina Moreira |
| First Advisor: | Alexandre Mendes Abrao |
| First Co-advisor: | Paulo Eustaquio de Faria |
| First Referee: | Juan Carlos Campos Rubio |
| Second Referee: | Marcelo Araujo Camara |
| Third Referee: | Ricardo Nolasco de Carvalho |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Reginaldo Teixeira Coelho |
| Abstract: | O aço inoxidável supermartensítico é um dos materiais empregados na fabricação de tubos rígidos para extração de petróleo e gás natural na camada do Pré-Sal por possuir maior resistência à corrosão por CO2 e H2S se comparado com o aço inoxidável martensítico convencional. Com o aumento da demanda por este produto e a consequente necessidade de otimização da sua produção surgiu a necessidade de se invertigar a usinabilidade deste material, em especial o estudo do serramento circular. O presente trabalho tem como objetivo identificar os principais fatores que influenciam a usinabilidade do aço inoxidável supermartensítico durante o serramento circular utilizando ferramentas com insertos intercambiáveis de metal duro sem revestimento e revestidos pelos métodos deposição física de vapor (PVD) e deposição química de vapor a média temperatura (MT-CVD). Mais especificamente, foi analisada a influência dos parâmetros velocidade de corte, avanço por dente e revestimento do inserto sobre a força de corte, temperatura, integridade superficial e cavacos gerados, além da análise do desgaste dos insertos e das alterações microestruturais induzidas na superfície serrada. Para cada serra circular, os dados referentes às grandezas de saída que foram avaliados estatisticamente por meio da análise de variância. Para todas as grandezas de saída analisadas, foi calculado seu valor médio e intervalo de confiança de 95% com o intuito de verificar se os valores obtidos para as três serras eram estatisticamente distintos. De maneira geral, os resultados mostraram que a força de corte reduziu com o aumento da velocidade de corte e aumentou com a elevação do avanço para as três serras testadas. A temperatura de serramento aumentou com o aumento da velocidade de corte para as três serras, ao passo que a elevação do avanço provocou o aumento da temperatura apenas para a serra com insertos revestidos por PVD. A maior temperatura de serramento foi registrada para serra com insertos sem revestimento. Quanto ao desgaste dos insertos, notou-se para a serra com insertos revestidos por MT-CVD apresentou o menor desgaste. Com relação à integridade superficial, a análise da largura da fenda produzida pelo serramento indicou que a alteração dos parâmetros de corte não influenciou o valor desta grandeza. A rugosidade da superfície serrada aumentou com a elevação da velocidade de corte quando empregada a serra com insertos revestidos por MT-CVD e o aumento do avanço elevou a rugosidade para a serra sem revestimento. O menor valor de rugosidade foi obtido usando a serra com insertos revestidos por MT-CVD. No que se refere à altura da rebarba, com a elevação da velocidade de corte houve a redução da altura da rebarba para a serra com insertos sem revestimento e aumento desta grandeza para as serras com insertos revestidos. Comportamento inverso foi observado quando ocorreu a elevação do avanço. Analisando a microestrutura e microdureza das superfícies serradas notou-se que não houve alteração destas grandezas com o aumento da velocidade de corte. De forma geral, foram produzidos cavacos curtos e com o aumento da velocidade de corte foi observado que ocorreu a conexão entre os cavacos. O tipo do cavaco gerado pelo serramento circular do aço inoxidável supermartensitico é segmentada. |
| Abstract: | Supermartensitic stainless steel is the most suitable material for the manufacture of rigid tubes for oil and natural gas extraction from the Pre-Salt layer because it possesses superior mechanical properties in aggressive environments. Therefore, the demand increase for this product has required the improvement of the production process. Consequently, it is necessary the better understanding of the phenomena occurring during machining of this material, especially the study of circular sawing. The work aims to identify the main factors affecting the machinability of supermartensitic stainless steel when circular sawing using uncoated and coated (by means of PVD and MT-CVD techniques) indexable tungsten carbide inserts. More specifically, the influence of the input parameters (cutting speed, feed rate and insert coating) on the output parameters (cutting force, temperature, surface quality and chip) is investigated using analysis of variance with a confidence interval of 95%. In addition to that, tool wear and subsurface alterations induced by circular sawing on the work material were assessed. The results indicated that cutting force was reduced as cutting speed was elevated and increased with feed rate for the three saw blades. Cutting temperature increased with cutting speed and feed rate and the highest value was observed when cutting with uncoated inserts. The lowest inserts wear was observed with MT-CVD inserts coted. As far as the integrity of the machined surface is concerned, the slot width analysis indicated that the cutting parameters did not affect its value. Slot roughness increased with cutting parameters when the MT-CVD coated inserts were used. Burr higher increased with cutting speed only when uncoated inserts were tested and the opposite behavior was noted when feed rate was elevated. The microstructure and microhardness of the work material did not change with the increase of cutting speed for the three saw blades. Short and segmented chip were produced, however, when cutting speed was elevated connected chips were generated. |
| Subject: | Aço inoxidavel Metais Engenharia de produção |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AAJEDK |
| Issue Date: | 17-Feb-2016 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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