Mestrado em Engenharia de Materiais
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Navegando Mestrado em Engenharia de Materiais por Assunto "Aço - Propriedades mecânicas"
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Item Estudo do comportamento em fadiga de alto ciclo de solda a ponto em aços de DP 780, TRIP 780 E DC04(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-02-27) Silva, Fabiano Ferreira; Dumont, Marcello Rosa; Nascimento Junior, Hermano; http://lattes.cnpq.br/6245742360727199; http://lattes.cnpq.br/5092556253652672; http://lattes.cnpq.br/1211932437989751; Dumont, Marcello Rosa; Nascimento Junior, Hermano; Silva, Ernane Rodrigues da; Carneiro, José Rubens GonçalvesA soldagem a ponto é um dos principais métodos para unir chapas metálicas em componentes automotivos. Uma vez que estes componentes são submetidos a condições de carregamentos complexos, vários estudos foram realizados para analisar o comportamento em fadiga destas uniões. Entretanto, a metodologia do ensaio de fadiga para elaboração das curvas S-N e os corpos de prova que melhor representam a aplicação da solda a ponto na carroceria não são definidos ou normatizados dificultando a correlação entre os resultados. Neste trabalho foi avaliado o comportamento dos aços DP 780, TRIP 780 e DC04 unidos por solda a ponto e submetidos à fadiga de alto ciclo com o carregamento uniaxial de tração/tração e realizado o levantamento das curvas de Wohler (S-N), com a abordagem de Owen R90C90. Foram comparados os tipos de fraturas, a influência da resistência mecânica e a espessura dos materiais. Foram realizados ensaios de ultrassom para a parametrização e análise da qualidade dos pontos de solda, análise micrográfica para validação dos parâmetros e análises das fraturas. Foi verificada a importância da análise e validação dos dados encontrados antes da utilização nos cálculos. Definida a metodologia com 05 níveis de força e números de ciclos distribuídos até a faixa de 1.000.000 ciclos e elaborado o corpo de prova com 03 pontos de solda, para minimizar a dispersão dos resultados. Observou-se nos resultados das curvas S-N para os aços, TRIP 780, DP 780 e DC04 uma maior dispersão na faixa de 1.000 ciclos, com a tendência de aproximação das curvas com o aumento do número de ciclos. Observado também a influência da espessura do material onde a distância entre as curvas S-N manteve-se constante, mesmo com o aumento do número de ciclos.Item Estudo do efeito bake hardening para o aço BH220 após uma operação de estampagem(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2018-02-27) Ribeiro, Joyce Christine; Lopes, Wellington; http://lattes.cnpq.br/4445376135095677; http://lattes.cnpq.br/8070897960741907; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Dumont, Marcello RosaO endurecimento decorrente do efeito Bake Hardening, BH, foi estudado neste trabalho. Este método é comumente utilizado para aumentar a resistência mecânica de aços na indústria automobilística. Contudo, esse mecanismo de endurecimento depende de diversos parâmetros, como as condições usadas para a deformação plástica do material, da temperatura e tempo do tratamento térmico, da composição química do aço, dentre outros. Considerando essa abordagem esse trabalho apresentouum estudo do endurecimento por efeito Bake Hardening para o aço BH220 após a execução de uma operação de estampagem mediante a análise do aumento da resistência mecânica com uso das técnicas de tração e de cisalhamento. Os resultados indicaram forte influência da posição das amostras retiradas do produto estampado no endurecimento por efeito Bake Hardeningbem como da deformação plástica aplicada ao aço BH220. As respostas do material variaram também em virtude do modo de deformação aplicado. Em termos de tração houve endurecimento do material, enquanto que em cisalhamento houve amaciamento para determinadas situações.Item Influência da velocidade de rotação e tempo de mistura sobre a estrutura e comportamento mecânico de soldas em aço trip 800 parcialmente transformado produzidas por fricção a ponto (friction spot welding)(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-04-25) Madureira, Henderson Soares; Vaz, Cláudio Turani; Castro, Carlos Alberto Carvalho; http://lattes.cnpq.br/4372457623246551; http://lattes.cnpq.br/5386844601893935; http://lattes.cnpq.br/7561694215362951; Vaz, Cláudio Turani; Castro, Carlos Alberto Carvalho; Lopes, Wellington; Pereira, Wanderley XavierA incessante busca por eficiência energética não só fomentou avanços no campo dos processos industriais quanto também o desenvolvimento de novos materiais. No segmento automotivo, entre os aços desenvolvidos, destacam-se os AHSS (Advanced High Straight Steel) do qual fazem parte os aços que sofrem transformação de fase induzida por deformação plástica, denominados TRIP (Transformation Induced Plasticity) onde é possível obter elevada resistência mecânica aliada a ductilidade. O processamento desta classe de aço, em especial sua soldagem, apresenta inúmeros desafios que demandam maior estudo e compreensão. Neste contexto, uma das alternativas mais promissoras envolve o emprego do processo de soldagem a ponto por fricção onde há conversão de energia cinética em calor através do atrito entre uma ferramenta não consumível em movimento rotativo e os materiais a serem unidos. Neste processo a união se desenvolve no estado sólido, pois não é atingida a temperatura sólidus dos materiais. Assim, este trabalho teve por objetivo o estudo de soldas em chapas de aço TRIP 800 após transformação pelo processo FSSW (Friction Stir Spot Welding). Foi investigado como a velocidade de rotação e tempo de mistura influenciaram a microestrutura e comportamento mecânico das soldas. Os dados obtidos mostraram que as microestruturas presentes na solda foram modificadas pelos parâmetros usados e que a seleção de valores de rotação menor combinadas com tempos menores tende a ter melhor desempenho com a obtenção de maior limite de resistência e maior deformação quando esta foi submetida a esforços até sua ruptura.Item Influência do ciclo térmico no comportamento mecânico de um aço com microestrutura muliconstiuída e efetio trip(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2019-02-18) Pena, Bárbara Diniz; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Lopes, Wellington; http://lattes.cnpq.br/4445376135095677; http://lattes.cnpq.br/3203046752707862; http://lattes.cnpq.br/7275164208606554; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Lopes, Wellington; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Magalhães, Aline SilvaA indústria automobilística vem desenvolvendo novos materiais e aperfeiçoando outros com o objetivo de reduzir o peso dos veículos, levando a um menor consumo de combustível e, consequentemente, à redução da emissão de CO2 à atmosfera. Nesse contexto, surgiu o aço com efeito TRIP, que alia elevada resistência mecânica a altos valores de alongamento uniforme, o que possibilita a produção de chapas mais finas, sem causar prejuízos à segurança dos passageiros. A união de características consideradas antagônicas em um mesmo aço é possível devido à sua microestrutura multiconstituída e ao efeito TRIP (transformação de austenita retida em martensita mediante deformação plástica). Neste trabalho foram analisados os efeitos de diferentes rotas de processamento térmico, bem como da variação de suas temperaturas intercríticas e tempos de austêmpera nas propriedades mecânicas e microestrutura de um aço assistido pelo efeito TRIP. Foram realizadas análises de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, penetração instrumentada, difração de raios X, ensaios de dureza Vickers, ensaios de tração, difração de elétrons retroespalhados e análises do encruamento do material. Observou-se que o aumento do tempo de austêmpera provocou uma redução na quantidade de constituinte MA, favoreceu a formação de bainita e de austenita retida, bem como de seu teor de carbono. A diminuição da temperatura intercrítica resultou em maior proporção de ferrita, enquanto as de austenita retida e bainita foram reduzidas. Com relação às propriedades mecânicas, no geral, quanto mais longo o tempo de austêmpera, menores os valores de dureza, limite de resistência à tração e limite de escoamento, ao passo que os de alongamento uniforme se elevaram. Já a temperatura intercrítica mais alta resultou em maiores níveis de resistência mecânica e dureza, de maneira geral. Os ciclos térmicos aplicados, partiram de microestruturas iniciais também distintas, o que levou à formação de microestruturas finais com morfologia bastante diversa.Item Influência do estado inicial e dos parâmetros de processamento na microestrtura e no comportamento mecânico de um aço assistido pelo efeito TRIP após processamentos térmicos diversos(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2018-12-06) Ferreira, Rafaela Nepomuceno e Vidigal.; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Lopes, Wellington; http://lattes.cnpq.br/4445376135095677; http://lattes.cnpq.br/3203046752707862; http://lattes.cnpq.br/7085935616135023; Vaz, Cláudio Turani; Aguilar, Maria Teresa PaulinoA busca por avanços em termos de preservação ambiental e segurança tem levado as indústrias automobilísticas a pesquisarem soluções que associem maior eficiência de motores, melhor aerodinâmica e diminuição do peso do veículo. Nesse contexto, os aços TRIP destacam-se por oferecem elevada resistência mecânica e boa conformabilidade e assim proporcionarem a utilização de chapas de menor espessura com maior resistência mecânica. Os aços TRIP apresentam como característica principal o fenômeno de plasticidade induzida por transformação de fase, consequência da transformação de austenita retida em martensita durante a deformação. Porém, apenas os efeitos da transformação martensítica não garantem as propriedades mecânicas que os aços TRIP possuem. Trata-se de um conjunto de fatores, por exemplo a presença de várias fases influência diretamente nas propriedades mecânicas devido aos processos de endurecimento. Por isso, torna-se complexo estabelecer relações diretas das fases com as propriedades mecânicas. O objetivo deste trabalho foi analisar os efeitos da microestrutura inicial e dos parâmetros do tratamento térmico na microestrutura e nas propriedades mecânicas de um aço TRIP, por meio de uma caracterização microestrutural e mecânica. As análises foram feitas em termos de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, ensaios de dureza, ensaios de tração e análise do encruamento por diferentes métodos. Contudo, foi observado que a microestrutura e as propriedades mecânicas foram mais influenciadas pelos efeitos do tempo de austêmpera e da microestrutura inicial. Em adição, foi observado que as condições com estrutura inicial martensítica austemperadas a 400ºC, de um modo geral, apresentaram melhor desempenho, uma vez que correspondem as condições com austenita retida mais estável e com maior ganho de propriedades mecânicas.Item Influência dos parâmetros de tratamentos térmicos na microestrutura e no comportamento mecânico de aços ferramenta para trabalho a quente(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2019-05-29) Morais, Natasha Nogueira de; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Lopes, Wellington; http://lattes.cnpq.br/4445376135095677; http://lattes.cnpq.br/3203046752707862; http://lattes.cnpq.br/6060303317249334; Corrêa, Elaine Carballo Siqueira; Lopes, Wellington; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Magalhães, Aline SilvaAços ferramenta para trabalho a quente são aqueles utilizados em ferramentais que trabalham a elevadas temperaturas, chegando a ultrapassar 500°C em operação. Esses aços são aplicados principalmente na confecção de matrizes de forjamento, extrusão e fundição sob pressão e devem apresentar características tais como, alta tenacidade, resistência ao revenido, resistência mecânica a temperaturas elevadas, alta condutibilidade térmica, dentre outras. Dessa forma, o tratamento térmico é a etapa que define as propriedades mecânicas finais desses materiais, sendo considerado o passo mais crítico do processo de construção de ferramentais, apesar de compreender apenas 5% de seu custo total. Neste contexto, O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento mecânico e a microestrutura de três distintos aços ferramenta para trabalho a quente, AISI H13, AISI H11 e DIN 1.2367, submetidos a diferentes parâmetros de tratamento térmico. A avaliação foi realizada mediante o uso das técnicas de microscopia óptica e de varredura, difração de raios X, bem como por meio de ensaios mecânicos de dureza, impacto e tração. Os resultados mostraram que o aumento da temperatura de austenitização na têmpera promoveu um aumento de dureza dos materiais, em função do aumento da fração volumétrica da martensita formada. Observou-se, ainda, a evolução microestrutural com a formação de agulhas de martensita mais nítidas e a formação de um maior tamanho de grão austenítico, à medida que a temperatura de austenitização aumentou. Foi verificado o fenômeno de endurecimento secundário nos três aços ferramenta durante a etapa de revenimento, às temperaturas de 500°C para os aços AISI H13 e DIN 1.2367 e a 525°C para o aço AISI H11. Nos ensaios de impacto tipo Charpy, a presença de inclusões não metálicas e o maior teor de silício, levaram a um menor nível de energia absorvida do aço AISI H13 quando comparado aos aços AISI H11 e DIN 1.2367. Em termos de resistência à tração, para os três aços, foi observado o aumento do limite de resistência à tração e, de forma geral, do limite de escoamento, com o aumento da temperatura de austenitização, além de constatado o efeito deletério do maior teor de fósforo no aço DIN 1.2367.