Avaliação experimental dos efeitos da fadiga térmica nas propriedades mecânicas de um aço inoxidável austenítico

AUTOR(ES)

Alvaro Alvarenga Junior

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Neste trabalho, estudaram-se os efeitos da Fadiga Térmica sobre as propriedades mecânicas do aço inoxidável austenítico AISI 304. Corpos-de-prova foram confeccionados de forma a ser submetidos a testes mecânicos de tração e de fadiga mecânica após ciclagem térmica, sendo esta uma das inovações da pesquisa. Foi desenvolvida e construída uma máquina de ciclagem térmica voltada para o tipo de corpo-de-prova desenvolvido e para a reprodução específica de certas condições de trabalho existentes na tubulação do Sistema de Refrigeração do circuito primário de um Reator Nuclear tipo PWR. Conduziram-se ensaios de Fadiga Térmica por 2.000 ciclos nos corpos-de-prova. Cada ciclo envolveu a fase de aquecimento por efeito ôhmico até uma temperatura de 500°C na superfície do corpo-de-prova (8 segundos) e uma fase de resfriamento por convecção ao ar comprimido, até a temperatura de 250°C (16 segundos), completando um ciclo em 24 segundos. Antes dos ensaios, foram determinadas as propriedades mecânicas do material (dureza, micro-dureza, resistência à tração, tenacidade, curva de vida à fadiga e limite de resistência à fadiga) dos corpos-de-prova. Após os ensaios de fadiga, foram determinadas novamente as propriedades mecânicas e feitos ensaios destrutivos, entre eles microscopia ótica, metalografia e análises de fractografia. Para efeito comparativo, foram confeccionados corpos-de-prova soldados e submetidos aos mesmos testes dos corpos-de-prova não soldados. A Fadiga Térmica alterou significativamente as curvas S-N-P do material reduzindo o número de ciclos para falha sob um mesmo nível de tensão. Após a Fadiga Térmica e Fadiga Mecânica, o Limite de Resistência à Tração aumentou constatando-se um endurecimento cíclico, porém o Limite de Resistência à Fadiga e o Módulo de Tenacidade diminuíram com o dano térmico, sendo que os corpos-de-prova soldados apresentaram propriedades inferiores aos demais.

ASSUNTO(S)

engenharia mecânica teses.

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