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Título: Simulação física de zona termicamente afetada por soldagem em aço microligado com alto nióbio e baixo manganês
Autor(es): Silva, Filipe Henrique Andrade
Orientador(es): Cândido, Luiz Cláudio
Reis, Thompson Júnior Ávila
Palavras-chave: Aço HTP
Soldabilidade
Efeito de aporte térmico
Data do documento: 2018
Membros da banca: Cândido, Luiz Cláudio
Barbosa, Ronaldo Antônio Neves Marques
Faria, Geraldo Lúcio de
Reis, Thompson Júnior Ávila
Referência: SILVA, Filipe Henrique Andrade. Simulação física de zona termicamente afetada por soldagem em aço microligado com alto nióbio e baixo manganês. 2018. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Resumo: Aços HTP, aliados ao conceito baixo Manganês (0,5% em massa), são considerados de alto desempenho sob condições de ambiente ácido e baixa temperatura pois apresentam dentre várias vantagens um maior controle de segregação central, evitando inclusões alongadas de MnS (locais potenciais de nucleação de trincas por hidrogênio) estrutura homogênea e refinada, além do baixo carbono equivalente. Com o intuito de melhor entender e avaliar a soldabilidade deste material, estudou-se o efeito do aporte térmico na microestrutura, dureza e tenacidade de juntas soldadas de um aço microligado com alto teor de Nb e baixo Mn. Os diferentes aportes térmicos aplicados tiveram como intenção simular condições distintas de severidade empregadas na soldagem de chapas grossas com aplicação “sour service”. Para isso, foram reproduzidos diferentes ciclos térmicos em diferentes corpos de prova objetivando simular a região de crescimento de grãos da zona termicamente afetada (CGZTA) em um simulador termomecânico Gleeble®. Após as simulações foi executada análise em microscópios ótico confocal, ensaio de microdureza Vickers e ensaio de impacto Charpy em diferentes temperaturas abaixo de 0°C e para avaliar alterações microestruturais e influência destas na tenacidade ao impacto e na dureza do material. Os resultados mostraram que a estrutura bainítica obtida foi diferente nos três aportes, com surgimento de ferrita poligonal no maior aporte térmico. O maior valor de dureza medido se deu no menor aporte térmico, no entanto o valor está compreendido na faixa de dureza que indica que o material possui boa resistência por trincamento a frio. A tenacidade ao impacto e dureza tendem a diminuir à medida que se aumenta o aporte térmico em virtude do maior tempo de resfriamento, maior crescimento de grão austenítico consequentemente do surgimento de constituintes de durezas inferiores e menor tenacidade. O menor aporte térmico aplicado foi o que conferiu melhores propriedades de tenacidade ao impacto, mesmo submetido às temperaturas mais baixas estudadas.
Resumo em outra língua: Low Manganese HTP steels are considered high perfomance materials due to avoiding elongated inclusions (where can be nucleated hydrogen cracks), homogeneous and refined microstructure and low carbon equivalent. Aiming to undestanding and evaluate the weldability of this material, the effect of heat input on hardness and microstrucutre and toughness of welded joints of a high niobium and low manganese microalloyed steel was studied. Different thermal cycles were reproduced in different samples aiming to simulating grain-coarsening in the heat affected zone (ZTA) using a Gleeble® thermomechanical simulator. Optical confocal microscopy analysis, microhardness and Charpy impact test were performed to evaluate microstructural evolution and it influences on hardness and toughness at different temperatures. The results showed that bainitic structure obtained was different for all heat inputs, with the appearance of polygonal ferrite in the highest heat input. The greatest value of hardness measured was found or the lowest thermal input, however this value was still in the range which classifies the material with suitable strength by cold cracking. Toughness and hardness tended to decrease as the heat input was increased due to the longer cooling time and austenite grain coarsening. Consequently, in this case, there was the presence of constituents of lower hardness and lower toughness. The best toughness properties were obtained in the case of the lowest heat inputs.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/10670
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