Estudo De Tenacidade À Fratura De Cinco Aços Para Aplicação Em Trilho Ferroviário

Abstract

ResumoDois tipos diferentes de aços eutetóides são usados atualmente na construção das estradas de ferro no Brasil. Os trilhos são classificados como Premium ou Standard de acordo com a presença de certos elementos de liga e da realização de tratamento térmico no boleto do trilho. Este trabalho caracteriza a microestrutura, e determina a tenacidade à fratura de cinco desses aços (quatro Premium e um Standard), provenientes de diferentes países. A microestrutura foi avaliada por microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). Tamanho de grão e espaçamento interlamelar da perlita foram medidos. Além disso, foram realizados ensaios de tração e de tenacidade à fratura via mecânica de fratura elástica linear (KIC). A metalografia mostrou a presença de perlita fina em todos os aços, com uma distribuição normal de inclusões. Por outro lado, os ensaios mecânicos demonstraram que existe uma diferença significativa de comportamento entre os aços. Os aspectos da microestrutura avaliados foram correlacionados com os resultados de tenacidade à fratura, a fim de mostrar o efeito da microestrutura no comportamento mecânico do aço e tornar possível uma seleção adequada do aço para aplicação na via permanente. Palavras-chave: Trilho ferroviário; Tenacidade à fratura; Microestrutura. STUDY OF FRACTURE TOUGHNESS OF FIVE DIFFERENT STEELS FOR RAILROAD APPLICATIONS AbstractTwo different types of eutectoid steels are used nowadays in the Brazilian construction of railroads. Premium and Standard types of rails are classified depending on the presence of certain alloying elements and the heat treatment done on the rail heads. This work characterize the microstructure and determines the fracture toughness of five of those steels (four Premium and one Standard), coming from different countries. The microstructure was evaluated by light optical and scanning electron microscopy. Grain size and pearlite interlamelar spacing were measured. In addition, tensile and fracture toughness tests by linear elastic fracture mechanics (KIC) were performed. Metallographic examination showed the presence of fine pearlite in all steels, with a normal distribution of inclusions. On the other hand, mechanical tests showed that exists a significant difference among the steels. The microstructural aspects were correlated with the results of fracture mechanics in order to show the effect of the microstructure on the mechanical behavior of the steels and provide relevant information for an adequate selection of steel for railroad applications.

Caracterização Microestrutural E Estudo Cinético De Transformação De Fases Em Dois Aços Standard E Premium De Aplicação Ferroviária

“…Para aumentar a vida útil das ferrovias, atualmente são utilizados na fabricação de trilhos ferroviários, aços modernos com microestruturas complexas e baixa concentração de impurezas. Além disso, tratamentos térmicos têm sido empregados após a laminação a quente para conferir a eles elevada resistência mecânica e ao desgaste [3][4][5]. Segundo a AREMA (2003), os aços para trilhos podem ser classificados em duas classes, os Standard e os Premium.…”

“…Segundo a AREMA (2003), os aços para trilhos podem ser classificados em duas classes, os Standard e os Premium. Os parâmetros adotados como critério de classificação são a composição química e as propriedades mecânicas finais do trilho, basicamente de dureza, limites de escoamento e de resistência [3][4][5]. Segundo Olivares et al (2011) e outros autores, os aços Premium têm sido fabricado, nos últimos anos, com concentração em peso de C entre 0,7% e 0,9%.…”