REDEMAT - Mestrado (Dissertações)
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Navegando REDEMAT - Mestrado (Dissertações) por Assunto "Aço - fadiga"
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Item Efeitos de tratamentos térmicos pós-soldagem a LASER na microestrutura, na resistência à corrosão e no comportamento mecânico de um aço inoxidável duplex UNS S32304.(2020) Magalhães, Aparecida Silva; Faria, Geraldo Lúcio de; Lima, Milton Sérgio Fernandes de; Faria, Geraldo Lúcio de; Lima, Milton Sérgio Fernandes de; Queiroz, Rhelman Rossano Urzedo; Godefroid, Leonardo BarbosaOs aços inoxidáveis duplex (AID’s) vêm sendo amplamente empregados nas indústrias químicas, de óleo e gás, papel e celulose, entre outras. Suas aplicações de alta responsabilidade exigem soldas com bom acabamento superficial, boas propriedades mecânicas e boa resistência à corrosão. A soldagem dos AID’s é complexa, pois as transformações de fases que ocorrem durante o processo e no resfriamento irão promover o desbalanceamento de fases e a precipitação de fases deletérias na zona fundida e na zona termicamente afetada (ZTA). Essas descontinuidades microestruturais podem causar efeitos negativos nas propriedades mecânicas e na resistência à corrosão do material. O processo a laser é classicamente reconhecido por ser um processo que promove um cordão estreito e uma ZTA pequena. No entanto, a soldagem a laser nos AID’s promove mudanças microestruturais ainda mais expressivas do que nos processos convencionais. Por esse motivo, a importância de se estudar os tratamentos térmicos pós-soldagem a laser nos AID’s. Nesse contexto, amostras do aço inoxidável duplex UNS S32304 foram submetidas a diferentes condições de soldagem a laser e a tratamentos térmicos subsequentes para analisar seus efeitos na microestrutura, dureza, na resistência à corrosão e no comportamento em tração e em fadiga do material. Para tanto, chapas do referido aço foram soldadas a laser nas seguintes condições: i) velocidade de 600mm/min. e potência de 1000W e ii) velocidade de 2400mm/min. e potência de 2000W. Parte das amostras soldadas foi preservada como soldadas e a outra parte foi submetida a tratamentos isotérmicos em diferentes temperaturas (850ºC, 950ºC, 1050ºC e 1150ºC) por 10 minutos e resfriadas em água. As amostras no estado de entrega, as apenas soldadas e as soldadas com tratamento térmico foram caracterizadas por meio de análises ao microscópio óptico, tiveram suas frações de fases primárias quantificadas e foram submetidas a ensaios de microdureza. Após a análise dos resultados dos experimentos anteriores, as amostras soldadas na primeira condição (menor velocidade) e as amostras soldadas nesta mesma condição e tratadas termicamente a 1150ºC (condição que apresentou melhor qualidade da solda e readequação microestrutural) foram submetidas a ensaios de corrosão. Além disso, ensaios de tração e fadiga foram realizados para três condições: estado de entrega, soldada na primeira condição e soldada na primeira condição e tratadas termicamente a 1150ºC por 10 minutos para efeitos de comparação. Em função das alterações microestruturais promovidas pelo tratamento isotérmico de 10 minutos a 1150°C, esse se mostrou promissor quando o objetivo for diminuir a heterogeneidade estrutural, por meio da readequação das frações volumétricas das fases, e aumentar a resistência à corrosão em juntas soldadas de aços inoxidáveis duplex do tipo UNS S32304. No entanto, em relação ao comportamento mecânico, algumas ressalvas precisam ser feitas. O comportamento em tração foi fortemente influenciado pela presença de descontinuidades volumétricas, que deterioraram consideravelmente a resistência mecânica do material. Em relação à resistência à fadiga, os componentes soldados a laser e tratados termicamente obtiveram um desempenho pior quando comparados aos componentes apenas soldados, permitindo concluir que o simples balanceamento das frações volumétricas de ferrita e austenita não é suficiente para garantir o bom desempenho mecânico da junta soldada.Item Influência de tratamentos térmicos de têmpera a partir de austenitização intercrítica no comportamento mecânico de um aço inoxidável bifásico do tipo UNS S41003.(2020) Nunes, Isadora Pereira; Godefroid, Leonardo Barbosa; Godefroid, Leonardo Barbosa; Castro, Geovane Martins de; Lacerda, José Carlos de; Faria, Geraldo Lúcio deO aço ASTM A240 UNS S41003, denominado pela Aperam como 410D, é um aço inoxidável ferrítico não estabilizado com teor de cromo relativamente baixo, quando comparado a outros aços da mesma classe. Ele apresenta resistências mecânica por tração e à corrosão superiores as de aços baixo carbono comuns. Por isso, e por seu custo relativamente baixo entre os aços especiais em função da composição química simples, esse aço vem se apresentando como forte candidato à substituição de aços baixo carbono comuns em diversas aplicações. Para possibilitar novas aplicações desse aço é importante também garantir, além de resistência mecânica por tração elevada, um bom desempenho em relação à sua tenacidade à fratura e resistência à fadiga. Sendo assim, o desenvolvimento de mecanismos de endurecimento sem perda significativa da tenacidade é desejável. Sabendo que microestruturas bifásicas, como ferrita/ martensita, por exemplo, são favoráveis a estas propriedades dos aços e que o aço 410D é susceptível à transformação martensítica, devido à termodinâmica favorável fruto da sua composição química, este trabalho avaliou a influência de tratamentos térmicos de têmpera a partir de austenitização intercrítica sobre a microestrutura, dureza, resistência à tração, tenacidade à fratura (curvas de resistência J x Δa) e crescimento de trinca por fadiga (curvas da/dN x ΔK) do aço inoxidável ferrítico 410D. Foram realizados tratamentos térmicos de têmpera a partir de austenitização intercrítica, variando-se a temperatura e o tempo de austenitização, com o objetivo de obter microestruturas bifásicas (ferrita e martensita). Os resultados revelaram a possibilidade de obter um aço bifásico a partir do aço inoxidável ferrítico de baixo teor de carbono chamado de 410D. O aumento da temperatura e do tempo de austenitização favoreceram o aumento da fração de martensita na microestrutura e frações elevadas de martensita, implicaram, de maneira geral, em maior dureza e resistência mecânica por tração do aço em detrimento da sua tenacidade à fratura. Microestruturas bifásicas apresentaram aumento significativo da resistência ao crescimento de trincas por fadiga, em comparação à microestrutura ferrítica do estado de entrega do aço. O balanço mais promissor entre ganho de resistência mecânica por tração, sem perda elevada de ductilidade e tenacidade foi apresentado pelo aço contendo 57% de martensita. Essa fração de fases foi também a que revelou maior aumento da resistência ao crescimento de trincas por fadiga no material, mostrando-se uma boa alternativa para enobrecer as propriedades e ampliar a gama de aplicações desse aço.