Ronald Lopes -Teorico Formação de Fagulhadores

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Treinamento teórico “Formação de fagulhador” 
 
 
Treinamento Teórico 
“Formação de fagulhador” 
 
 
 
Esta apostila tem como objetivo oferecer noções básicas para quem 
está iniciando o treinamento de fagulha, contendo: - Definição do Aço 
Carbono, classificação dos aços, nomenclaturas dos aços, aplicações de 
alguns materiais, segregação e influência dos elementos químicos na 
fagulha. 
 
 
 
 
 
Para aproveitá-lo ao máximo o treinamento, procure: 
 
 
 
• Treinar ativamente 
• Dar sugestões 
• Fazer perguntas 
• Solicitar explicações, esclarecer dúvidas 
• Tentar novas maneiras de agir 
• Tirar as suas conclusões 
• Aproveitar a oportunidade de crescer e aprender 
• Dedicar-se ao máximo 
 
 
 
 
 
 
Bom Treinamento ! 
 
 
 
 
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1. TESTE DE FAGULHA 
 
O teste de fagulha tem como objetivo detectar heterogeneidade química 
do material e também misturas sendo solicitado como: 
� Método de Avaliação de segregação e 
� Teste Anti – Mistura. 
 
Antes de aprofundarmos no conceito de fagulha, vamos entender um 
pouco mais dos materiais que estaremos analisando através do teste de 
fagulha o que é essencial para o nosso treinamento. 
 
 
 
2. CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS 
 
Tanto na SAE, AISI e outras normas técnicas como a ABNT no Brasil, 
elaboraram sistemas de classificação, do mesmo modo já se estabeleceram 
sistema de classificação para alguns tipos de aços especiais; aços 
ferramentas, aços inoxidáveis, aços resistentes ao calor, etc. 
Para os fins do presente estudo, poderia - se classificar os aços de três 
modos diferentes: 
I. De acordo com a composição química 
II. De acordo com a estrutura 
III. De acordo com a aplicação 
 
I. Classificação de acordo com a composição química: 
� Aços carbono 
� Aços- liga de baixo teor em liga 
� Aços –liga de alto teor em liga 
� Aços –liga de médio teor em liga 
 
II. Classificação de acordo com a estrutura: 
� Perlíticos 
� Martensíticos 
� Austeníticos 
� Ferríticos 
 
 
III. Classificação de acordo com a aplicação: 
� Aços para fundição 
� Aços para trilhos 
� Aços para chapas 
� Aços para tubos 
� Aços para arames e fios 
� Aços para molas 
� Aços de usinagem fácil 
� Aços para cememtação 
 
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� Aços para nitretação 
� Aços para ferramentas e matrizes 
� Aços resistentes ao desgaste 
� Aços resistentes à corrosão 
� Aços resistentes ao calor 
� Aços para fins elétricos 
� Aços para fins magnéticos 
� Aços ultra - resistentes 
� Aços sinterizados 
� Aços grafíticos 
� Aços criogênicos 
 
2.1 SIMBOLO ATôMICO DE ELEMENTOS USADOS EM METALURGIA 
 
ELEMENTO SÍMBOLO ELEMENTO SIMBOLO 
Hidrogênio H Selênio Se 
Hélio He Estrôncio Sr 
Lítio Li Zircônio Zr 
Berílio Be Nióbio Nb 
Boro B Molibdênio Mo 
Carbono C Prata Ag 
Nitrogênio N Cádmio Cd 
Oxigênio O Estanho Sn 
Flúor F Telúrio Te 
Neônio Ne Iodo I 
Sódio Na Platina Pt 
Magnésio Mg Lantânio La 
Alumínio Al Cério Ce 
Silício Si Ouro Au 
Fósforo P Mercúrio Hg 
Enxofre S Chumbo Pb 
Cloro Cl Urânio U 
Argônio Ar 
Potássio K 
Cálcio Ca 
Titânio Ti 
Vanádio V 
Cromo Cr 
Manganês Mn 
Ferro Fe 
Cobalto Co 
Níquel Ni 
Cobre Cu 
Zinco Zn 
 
 
 
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2.2 SISTEMA DE CODIFICAÇÃO SAE 
 
 
CODIFICAÇÃO 
SAE 
TIPOS DE AÇO 
10XX Aço Carbono comum 
11XX Aços ressulfurados 
13XX Aços ao Mn 
15XX Aço-manganês com 1,00% de Mn max. 
23XX Aços ao Ni 
25XX Aços ao Ni 
31XX Aços ao Ni- Cr 
33XX Aços ao Ni- Cr 
40XX Aços ao Mo 
41XX Aços ao Cr- Mo 
43XX Aços ao Ni- Cr- Mo 
46XX Aços ao Ni- Mo 
47XX Aços ao Ni- Cr- Mo 
48XX Aços ao Ni- Mo 
50XX Aços ao Cr 
51XX Aços ao Cr 
50XXX Aços ao Cr 
51XXX Aços ao Cr 
52XXX Aços ao Cr 
61XX Aços ao Cr-V 
92XX Aços ao Si-Mn 
86XX Aços ao - Ni (0.55%),Cr (0.50%), Mo (0.20%) teor médio. 
87XX Aços ao - Ni (3.25%),Cr (1.20%), Mo (0.12%) teor médio. 
93XX Aços ao - Ni (0.45%),Cr (0.40%), Mo (0.20%) teor médio. 
97XX Aços ao - Ni (0.55%),Cr (0.17%), Mo (0.20%) teor médio. 
98XX Aços ao - Ni (1.0%),Cr (0.80%), Mo (0.25%) teor médio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.3 EFEITOS DOS ELEMENTOS DE LIGA NA PROPRIEDADE DO AÇO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.4 LETRAS ADICIONAIS 
 
B ( XXBXX ) – Aço contendo no mínimo 0.0005 boro. 
L ( XXLXX )– Indica presença de chumbo. 
H ( XXXXH ) – Garantia de temperabilidade 
. 
 
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3. AÇO CARBONO 
 
Aço carbono é a liga de ferro- carbono que contém até cerca de 2.0% de 
carbono, além de certos elementos residuais resultantes dos processos de 
fabricação. 
Liga com teor de carbono < que 0.008% é considerada ferro puro e liga 
com carbono > que 2.0% até cerca de 5.0% é considerada ferro fundido. 
 
3.1 CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS PELO TEOR DE CARBONO 
 
 %C Classificação do aço 
 0.10 – 0.30 Baixo carbono 
 0.35 – 0.50 Médio Carbono 
 0.55 – 1.20 Alto carbono 
 
O aumento crescente da dureza dos aços , à medida em que o teor 
de carbono se eleva, conduz à classificação corrente dos aços comuns. 
 
 
4. AÇOS LIGA 
 
São aços carbono que contêm elementos de liga adicionados 
intencionalmente com o objetivo de conferir propriedades específicas. 
 
4.1 CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS LIGA 
 
Os aços liga classificam-se de acordo com a % de carbono e ligas que os 
compõem. 
Exemplos: ( Valores médios dos teores dos elementos químicos ) 
 
8620 5115 
C% Cr % Ni % Mo % C% Cr % Ni % Mo % V % 
0.20 0.50 0.55 0.20 0.15 0.80 - - - 
 
4320 6150 
C% Cr % Ni % Mo % C% Cr % Ni % Mo % V % 
0.20 0.50 1.80 0.25 0.50 0.95 - - 0.15 
 
 
4140 5160 
C% Cr % Ni % Mo % V % C% Cr % Ni % Mo % 
0.40 0.90 - 0.20 - 0.60 0.80 - - 
 
 
 
 
 
 
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4.2 MONENCLATURAS DAS LIGAS 
 
XX L XXX LL H 
 Indica que a liga interna atende a 
especificações de 
 temperabilidade 
 
 Uma ou duas letras indicando a variável da 
liga 
 
 Dois ou três dígitos indicando o teor médio de 
carbono 
 multiplicado por 100 
 
 Letra L,B ou V indicando que a liga recebe adição 
especial. 
 de Chumbo, Boro ou Vanádio 
 
 Dois dígitos indicando a “família” do aço. 
 
4.3 Normas de identificação de Aços 
 
10 50 
 
 
 
 
 Porcentagem média de 
 Carbono multiplicada por 100. 
 
 
Família dos aços ao Carbono. 
 
 
 
43 20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Porcentagem média 
De carbono multiplicada por 100 
Família dos aços Cr- Ni- Mo 
 
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5. APLICAÇÕES DAS LIGAS 
 
Material Aplicações 
3219 Bico injetor Bosch 
71V29 Dente pá carregadeira 
6130 Ferramentas manuais 
52100 / 4720 / 8720 / 4320 Rolamentos 
1541 /1050 / 1038 Pontas de eixo (semi-eixos) 
1048 Haste de amortecedor 
9254 / 6150 / 5160 Barras estabilizadoras 
8620 / 5118 / 4320 /4125 Engrenagem 
10B20 /1010 /1020 / 1045 Porcas 
50B35/51B35/5038/10B22/8640/4140 Parafusos 
31C35Parafusos Estruturais 
9255 / 92V62 /9258 Molas para válvulas Dinâmicas 
5140 Cremalheira/Terminais de direção 
5115 / 1014 / 1010 Extrusão Profunda 
15V38 / 1538DH / 4140 / 4135 Virabrequim 
10V70 Bielas 
5140 Pino Bola/Cubo de roda 
1006 / 1008 Capa de vela 
12L14 Conexões e terminais 
1144 Usinagem (eixos) 
1070 / 1085 Molas estáticas ( embreagem) 
 
 
 
6. SEGREGAÇÃO LINGOTAMENTO CONVENCIONAL 
 
Depois que o aço líquido é vazado na panela, esta é levada até a 
plataforma junto a qual estão as lingoteiras. 
O aço é vazado no funil e vai enchendo a lingoteira de baixo para cima. 
É nessa fase que se dá a formação da segregação. 
A técnica de lingotamento visa colocar a região segregada na cabeça do 
lingote de modo a não prejudicar a qualidade de sua parte útil que é o corpo. 
 
 
• A = cabeça do lingote. 
 
• B = região segregada. 
 
• C = corpo do lingote . 
 
 
 
 
A 
C 
B 
 
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A segregação vem logo após o rechupe. A função da cabeça quente 
do lingote é evitar que esses dois defeitos ocorram dentro do corpo do 
lingote. A cabeça do lingote é a última parte a se solidificar, através da 
utilização de pó e placas exotérmicos. 
Os elementos mais segregáveis (S,C,P) à medida que vão sendo 
expulsos da parte sólida concentram-se em teores mais elevados na ultima 
parte líquida solidificada, isto é, na cabeça do lingote. 
 
 
7. FAGULHAMENTO 
 
Como visto o teste de fagulha tem como detectar heterogeneidade 
química do material ou mistura, através de comparações dos feixes dessas 
fagulhas que são emitidas por rebolo manual ou fixo. 
Durante o teste o fagulhador memoriza a cor, comprimento, aspecto e 
distribuições do feixes para cada aço, como também as variações 
introduzidas por cada elemento. 
 
7.1 MÉTODO DE AVALIAÇÃO DE SEGREGAÇÃO POR FAGULHA 
 
 Quando o método de avaliação de segregação em um material for por 
fagulha devemos proceder da seguinte maneira: 
• Identificar a peça da cabeça ( redondo cabeça para frente e 
quadrado cabeça para trás. ) 
• Fagulhar o centro da barra. ( Figura 01 ) 
• Fagulhar a periferia da barra. ( Figura 02 ) 
 
 
 
 Figura 01 Figura 02 
 
Comparamos as fagulhas encontradas nas duas regiões e constatamos 
que as fagulhas na região central da barra são bem mais curtas, mais 
acumuladas e mais escuras que a da periferia dando a impressão de haver 
dois tipos de aço. Neste caso a barra está segregada. 
O percentual de segregação é dado pela formula : 
 
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% C ( Centro ) - % C ( Periferia ) x 100 = % de segregação 
% C ( Periferia ) 
 
 
7.2 TREINAMENTO PRÁTICO DE FAGULHA 
 
O treinamento de fagulha é dividido por 05 baterias e cada bateria 
com 09 amostras conforme tabela abaixo: 
 
1º Bateria 2º Bateria 3º Bateria 4º Bateria 5º Bateria 
Liga Cód. Liga Cód. Liga Cód. Liga Cód. Liga Cód. 
1010 1 1070 5 1010 1 4340 20 52100 9 
1015 24 6150 11 1015 24 4140 22 5160 30 
1020 17 1095 14 1020 17 8640 32 1095 14 
1030 16 1060 27 1030 16 8630 29 1070 5 
1035 18 1050 3 1035 18 1040 25 5140 19 
1040 25 1045 2 1113 23 5140 19 6150 11 
1045 2 1040 25 4320 34 5135 33 1050 3 
1050 3 1035 18 8620 21 1035 18 1060 27 
1060 27 1030 16 5116 10 1030 16 1045 2 
 
LEMBRETE: Para cada tipo de aço, devemos avaliar sua composição 
química, que é diferenciada através dos elementos químicos. 
 
 
• 1º BATERIA 
 
Nesta 1º bateria estaremos analisando somente aço carbono cuja a 
definição já foi vista anteriormente. Segue composição química da 1º bateria 
conforme SAE J403 Nov. 2001 
 
 
 
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Então avaliaremos no aço o teor de Carbono ( C ) , O formato da fagulha 
lembra pequenas estrelas ( explosão ) , sendo que tanto mais alto o teor de 
Carbono, maior também será o número de estrelas ( explosão ). Exemplo : 
 
 
 1010 1060 
 
Dicas: Comece a separar pelos extremos 1º procure o que tem o maior teor 
de Carbono em seguida o que tem o menor teor de carbono. Você vai ver 
que ficará mais fácil identificar todos. 
 
• 2º BATERIA 
 
Nesta 2º bateria começam os aços liga. Além dos aços carbono, entra a 
liga 6150 que como sabemos é um aço Cr-V . 
Segue composição química da 2º bateria conforme SAE J403 Nov. 2001. 
 
 
 
Cromo ( Cr ) sai do meio da fagulha aparecendo mais no final, seu formato 
lembra setas avermelhadas. 
 
Dicas: Comece a separar 1º a liga 6150 que é o único aço liga desta 
bateria. Geralmente este aço apresentada mais avermelhada. Em seguida 
use a mesma dica da bateria anterior :separe pelos extremos, maior teor de 
Carbono, depois o menor e assim sucessivamente. 
 
 
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• 3º BATERIA 
 
Nesta 3 º bateria, começa a complicar um pouco. São 4 aços ligados, 
mas não se preocupe, somente duas ligas são um pouco mais difíceis de 
separar, mas vamos pelo nosso lembrete : 1113 aço ressulfurado de 
usinagem ( ou corte ) fácil, com alto S ; 4320 aços ao Ni- Cr- Mo ; 8620 aços 
ao Ni- Cr- Mo e 5116 Aço ao Cr e o restante é aço Carbono. 
Segue composição química da 3º bateria conforme SAE J403 Nov. 2001. 
 
 
 
Enxofre ( S ) – Sai em forma de losangos seccionados bem próximos ao 
rebolo. 
Manganês ( Mn ) – Sai do começo ao fim da fagulha, em formato de 
cordão branco fluorescente. 
Níquel ( Ni ) – Avermelha bastante a fagulha próximo ao rebolo . 
Molibdênio ( Mo ) – Sai em formato de raízes na saída do rebolo. 
 
 
Dicas: O mais difícil de separar nesta bateria é a liga 4320 da liga 8620 , 
mas observe bem que a liga 4320 é mais avermelhada na saída próximo ao 
rebolo e a liga 8620, na saída próximo ao rebolo, apresenta fagulha 
intermitente. 
 
 
• 4º BATERIA 
 
Nesta bateria entram 5 famílias diferentes de aço: O aço Carbono ( 10XX ), 
Aços ao Ni- Cr- Mo ( 43XX e 86XX ), Aços ao Cr- Mo ( 41XX ) e Aços ao Cr 
( 51XX ). 
 
Segue composição química da 4º bateria conforme SAE J403 Nov. 2001. 
 
 
 
 
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Dicas: Nesta bateria, identifique cada família de aço ( verificando sempre 
qual elemento de liga o destaca e sua influência na fagulha) e o separe pelo 
teor de carbono. 
 
 
 
• 5º BATERIA 
 
Última bateria, apenas mais uma liga é adicionada, que é o aço 
rolamento o 52100. 
Segue composição química da 5º bateria conforme SAE J403 Nov. 2001. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Silício ( Si ) – Avermelha e escurece a fagulha, altera o formato das estrelas 
do carbono , fazendo com que as mesmas se assemelhem a garras. 
 
Dicas: Nesta última bateria o único que não foi treinado ainda é o 52100 
que é uma das ligas mais fáceis de se separar. Comece pelo mesmo. Ele 
tem o seu feche curto e largo e com muita explosão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AISI: American Institute Steel Iron (Instituto Americano do ferro e Aço) 
 
SAE : Society for Automotive Engineers. 
 
 
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BIBLIOGRAFIA 
 
 
CHIAVERINE, Vicente. Aços e ferros Fundidos. 
 
VILLARES,. Aços especiais para construção mecânica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELABORADO POR : ___________________________________________ 
Ronald Lopes 
 
 
VERIFICADO POR : ____________________________________________ 
Fabiano de Jesus 
 
 
APROVADO POR :_____________________________________________ 
 Marcelo Pimentel