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Title: Efeito dos elementos Ti e Nb no comportamento em fadiga de aços inoxidáveis ferríticos utilizados no sistema de exaustão de veículos automotores.
Authors: Faria, Ricardo Augusto
metadata.dc.contributor.advisor: Godefroid, Leonardo Barbosa
Keywords: Aço inoxidável
Titânio
Nióbio
Corrosão
Engenharia de materiais
Issue Date: 2006
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: FARIA, R. A. Efeito dos elementos Ti e Nb no comportamento em fadiga de aços inoxidáveis ferríticos utilizados no sistema de exaustão de veículos automotores. 2006. 245 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2006.
Abstract: A indústria automobilística é um setor industrial de alta competitividade que objetiva melhoria da qualidade na aplicação final aliada à redução de custo. O sistema de exaustão dos veículos sofreu uma grande evolução nos últimos 20 anos, tendo que se adequar às leis ambientais mais exigentes e a uma maior garantia de vida útil. Estes fatores têm contribuído para a maior utilização de aços inoxidáveis, principalmente, ferríticos, neste componente. É observado que, entre os danos mais comumente observados no sistema de exaustão de veículos automotores, 80% são atribuídos à corrosão e os 20% restantes à fadiga. Neste trabalho é feito um estudo do efeito dos elementos estabilizadores da ferrita, titânio e nióbio, sobre o comportamento mecânico de aços inoxidáveis ferríticos. Para tal, foram realizados diversos ensaios de fadiga avaliando o efeito da temperatura e do meio corrosivo em aços inoxidáveis ferríticos em diferentes condições de estabilização (mono e biestabilização). O estudo foi completado com ensaios de fluência, corrosão, oxidação cíclica além de análises microestruturais. Os elementos titânio e nióbio apresentaram efeito nas propriedades dos aços inoxidáveis ferríticos, principalmente, quando encontrados livres em solução sólida (∆Nb e ∆Ti). Para temperaturas até 300ºC, não se verificou o efeito direto da composição química nas propriedades mecânicas dos aços estudados, mas sim através do controle do tamanho de grão. Melhoria da resistência à corrosão foi obtida com a presença de cromo e titânio. Os aços inoxidáveis ferríticos estudados apresentaram comportamento mecânico muito próximos até a temperatura de 850ºC. Para temperaturas elevadas, ∆Ti teve o efeito de diminuir a resistência à oxidação cíclica e aumentar a vida útil em fadiga térmica. ∆Nb teve o efeito de aumentar a vida útil em fadiga térmica e fadiga isotérmica bem como a resistência à fluência. O maior teor de ∆Nb propiciou a precipitação de Fases de Laves em contornos de grão impedindo o crescimento de grão e aumentando a coesão entre os mesmos.
metadata.dc.description.abstracten: In this work, a study is done of the effect of ferrite stabilizing elements, titanium and niobium, on the mechanical behaviour of ferritic stainless steels. For such, diverse fatigue tests were carried out by evaluating the effect of temperature and corrosive environment on ferritic stainless steels in different stabilization conditions (mono and dual stabilization). The study was completed by creep, corrosion, and cyclical oxidation tests beyond microstructural analyses. The elements titanium and niobium have presented effects on ferritic stainless steels properties as found free in solid solution (∆Nb and ∆Ti). At temperatures up to 300ºC, the effect of chemical composition on the mechanical properties of the steels studied was not directly verified, although indirectly in the grain size. Improvement of corrosion resistance was achieved with the addition of chromium and titanium. The ferritic stainless steels studied have presented very similar mechanical behaviour up to 850ºC. At higher temperatures, ∆Ti has presented the effect of diminishing the cyclical oxidation resistance and increasing the thermal fatigue lifetime. ∆Nb has presented the effect of increasing the Thermal Fatigue and Low Cycle Fatigue lifetime as well as the creep resistance. The highest ∆Nb content has promoted the Laves Phase precipitation in grain boundaries, hindering the grain growth and increasing the cohesion between them
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3347
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