Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Humberto Lopes Rodrigues / Banca: César Alves da Silva Leandro / Resumo: Nos componentes mecânicos em aço, a operação de usinagem pode representar mais de 50% do custo de produção. Por isso, tem-se procurado, com o desenvolvimento tecnológico, obter materiais que respondam adequadamente à solicitação de boa usinabilidade. No caso dos aços para construção mecânica, dentre os fatores que influenciam a usinabilidade, tem-se como principal fator a microestrutura do material, que por sua vez é definida pela composição química, tratamento térmico e o tipo, forma e distribuição das inclusões. No presente trabalho, o principal objetivo é avaliar a influência da composição química e da microestrutura, basicamente o tipo, a morfologia e a distribuição das inclusões, na usinabilidade do aço de corte fácil baixo-carbono com adição de chumbo. Para caracterização do material, foram realizadas análises químicas e executaram-se ensaios metalográficos. As análises químicas foram realizadas em amostras retiradas do lingotamento e em amostras retiradas do material laminado. Os ensaios metalográficos foram realizados para avaliar os principais tipos de microconstituintes e de inclusões presentes no aço estudado, por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura. Nos ensaios de usinabilidade, foi utilizada ferramente de corte de metal duro, sendo a usinabilidade avaliada pelo desgaste de flanco da ferramenta. Os resultados mostram que a maior usinabilidade foi obtida nas regiões dos corpos de prova com os maiores teores de carbono, enxofre e chumbo. Nestas regiões, também se verificou a maior quantidade de inclusões de sulfeto de manganês globulares e homogeneamente e distribuídas. / Abstract: For mechanical steel components, the machinability could represent more than 50% of the production cost. Consequently, it's very important to develop steels with good performance in this kind of process. Microstructure is the main point, when it is analyzed all the factors that affect machinability. The microstructure can be defined by composition, heat treatment and inclusions type, shape and distribution. The present report has the target of evaluate how the chemical composition and microstructure influence the machinability of the leaded resulfurized low-carbon steel (leaded free-cutting steel). The material evaluation was based on chemical analysis and metallography of ladle and rolled samples. Metallography was used to iedentify the steel constituents and evaluate inclusions (type, shape and distribution). In machinability tests, the machinability was evaluated by flank wear of cutting tool. The results indicated that the machinability was easier in the test specimen regions with high contents of carbon, sulfur and lead. In these regions, it was verified high amount of globular manganese sulfide inclusions with homogeneous distribution. / Mestre

Orientador: Alessandro Roger Rodrigues / Banca: Hidekasu Matsumoto / Banca: Otávio Villar da Silva Neto / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência das condições de fresamento na formação de cavaco, microestrutura, dureza e rugosidade da peça. Foi ensaiado um aço baixo carbono 0,15%C com dois tamanhos de grão distintos. Para ambos os materiais da peça, empregou-se 8 condições de usinagem variando a velocidade de corte, o avanço da ferramenta e a profundidade de usinagem visando à aplicação da Análise de Variância (ANOVA), dando-se destaque à usinagem considerada como alta velocidade de corte e convencional. Os ensaios de fresamento de topo concordante a seco foram conduzidos em um centro de usinagem CNC de 11 kW de potência e rotação do eixo-árvore de 7.500 rpm. Utilizou-se ferramenta de diâmetro 25 mm com dois insertos de metal duro revestidos com Al2O3. Os resultados apontam para uma influência dos parâmetros de corte sobre todas as variáveis de resposta, exceto a macrodureza. Velocidades de corte e profundidades de usinagem maiores causaram deformação da microestrutura do material "como recebido" próxima à superfície fresada. Os mesmos parâmetros governaram o aumento da microdureza superficial e da profundidade da camada endurecida. O material com grãos ultrafinos não apresentou deformação da microestrutura próxima à superfície fresada nem aumento de microdureza superficial. A velocidade de corte influiu apenas na profundidade da camada endurecida. A rugosidade foi inversa e diretamente influenciada pela velocidade de corte e avanço da ferramenta, respectivamente, sendo dependente também do tamanho de grão do material da peça. Os mesmos parâmetros de corte influíram de forma significativa no ângulo de deformação da microestrutura dos cavacos, cuja classificação foi dependente do material e das condições de usinagem. / Abstract: This work deals with the influence of milling conditions on chip formation, microstructure, hardness and roughness of workpiece. A 0.15%C low carbon steel with two different grain sizes was milled. For both workpiece materials eight milling conditions were employed where cutting speed, tool feed and depth of cut varied and combined aiming at Analysis of Variance application. The machining conditions considered as High-Speed Cutting (HSC) and Conventional were focused. The milling tests considering down-milling and dry conditions were carried out in a CNC machining center with 11 kW power and 7,500 rpm spindle rotation. A 25 mm diameter endmill with two inserts coated of Al2O3 was used. The results indicated the cutting parameters influenced on all output variables except the macrohardness. Greater cutting speed and depth of cut caused deformation of workpiece microstructure with 10.8 um grain size near milled surface. The same parameters governed the increase of surface microhardness and hardened layer depth. Refined grain material did neither present deformation of microstructure near milled surface nor increase of microhardness. The cutting speed influenced only on depth of hardened layer. Roughness was inverse and directly influenced by cutting speed and tool feed, respectively, and dependent on grain size of workpiece material. These parameters also influenced on deformation angle of chip microstructure which were classified as continuous for 10.8 um grain size and segmented for the ultrafine grain, in this case just for some milling conditions. / Mestre