60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

Os testes de dureza Vickers são comumente utilizados para avaliação da dureza superficial em diversos materiais. Recentemente, devido à sua versatilidade, estes ensaios têm sido desenvolvidos para avaliar diversas características mecânicas, como módulo de elasticidade (E) e tenacidade à fratura (K_IC), principalmente em materiais sinterizados. Estes materiais, como, por exemplo, os carbonetos de tungstênio com Cobalto (WC-Co), possuem características peculiares, como altas dureza e resistência mecânica, acarretando dificuldades na confecção de corpos de prova para análise em ensaios mecânicos convencionais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a tenacidade à fratura em pastilhas de corte de carboneto de tungstênio contendo cobalto através do ensaio Vickers, assim como, realizar uma análise numérica do ciclo do ensaio, através do método dos elementos finitos.

METODOLOGIA:

As amostras foram preparadas através de um processo denominado polimento seletivo e posteriormente submetidas ao ensaio Vickers para determinação da dureza superficial e da tenacidade à fratura. Também foram feitas análises da distribuição dos carbonetos de tungstênio na matriz de cobalto através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e da composição das amostras através da espetroscopia de energia dispersiva (EDS). Por fim, comparou-se os resultados experimentais com os do modelo numérico utilizado para simular o ensaio Vickers em um WC-6Co.

RESULTADOS:

As análises de EDS mostraram que as ferramentas de corte usadas apresentavam um percentual em torno de 6% carbono. As imagens do MEV mostraram uma uniformidade na distribuição dos carbonetos na matriz de cobalto, indicando que o processo de polimento não acarretou grandes tensões residuais na superfície da amostras. Por fim, os valores experimentais de dureza superficial e tenacidade à fratura das amostras das ferramentas estudadas se mostraram de acordo com os valores encontrados na literatura para o WC-6Co. O modelo de elementos finitos foi capaz de bem representar o comportamento global do ensaio de Vickers, inclusive, propiciando a identificação de regiões críticas à formação de trincas radiais Palmqvist, conforme a Teoria de Rankine.

CONCLUSÕES:

Neste estudo, verificou-se a viabilidade da técnica do ensaio Vickers para avaliação da tenacidade à fratura em amostras de WC-Co. Destacando-se a rapidez nos procedimentos, a caracterização como um ensaio não-destrutivo e de baixo custo. O procedimento numérico também apresentou bons resultados para o campo de tensões durante o ciclo de indentação.

Instituição de fomento: CNPq

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Ensaio Vickers, Tenacidade à Fratura, Elementos Finitos

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