Avaliação da resistência à fadiga de aços inoxidáveis de estrutura martensítica obtida por tratamento térmico de um aço AISI 420 e por deformação plástica em um aço AISI 301LN

Resumo

A resistência à fadiga é um fator crucial quando se trata de determinar o desempenho e a confiabilidade dos materiais metálicos para aplicação de componentes e estruturas sujeitas a carregamentos intermitentes, e dada a sua importância, tem sido estudada extensivamente nas últimas décadas. Em particular, aços inoxidáveis com estrutura martensítica são amplamente utilizados em uma variedade de aplicações industriais devido a associação de elevada resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. Entretanto, a resistência à fadiga desses aços pode ser significativamente afetada pelos processos de fabricação envolvidos em sua obtenção. Neste contexto, o tratamento térmico e a deformação plástica são duas técnicas comuns utilizadas para modificar a microestrutura e as propriedades dos aços inoxidáveis. No presente trabalho foi investigada a resistência à fadiga dos aços inoxidáveis AISI 420 e AISI 301LN, ambos predominantemente martensíticos, obtidos por diferentes rotas de processamento. O aço AISI 420 foi submetido aos tratamentos térmicos de têmpera e revenimento, enquanto o aço AISI 301LN passou por um processo de laminação a frio com redução de 54% na espessura, promovendo transformação martensítica induzida por deformação. Apesar de apresentarem resistência mecânica e dureza semelhantes, diferenças significativas na resistência à fadiga foram observadas. Para compreender a relação entre processamento, microestrutura e comportamento em fadiga, foram empregadas técnicas de caracterização, incluindo difração de raios X (XRD), microscopia Óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de elétrons retroespalhados (EBSD). Os resultados mostraram que o aço AISI 301LN apresentou maior resistência à fadiga em comparação ao aço AISI 420, atribuída à sua microestrutura refinada e mista (martensita + austenita) e ao endurecimento por deformação. O aço AISI 420 exibiu uma iniciação de trinca mais precoce, relacionada à sua menor capacidade de absorção de deformação plástica antes da nucleação de trincas. Esses achados fornecem subsídios para otimizar o uso desses materiais em aplicações críticas, destacando o impacto das rotas de fabricação na resistência à fadiga.

Descrição

Palavras-chave

Aço-Fadiga, Aço inoxidável, Martensita, Aço-Tratamento térmico, Deformação plástica

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