Investigação dos mecanismos de nucleação de trincas de fadiga térmica em um aço ferramenta com carbonetos de nióbio.

Abstract

AgradecimentosAo meu orientador Prof. Dr. André Paulo Tschiptschin, pela confiança e oportunidade de trabalhar ao seu lado neste projeto.Ao Dr. Mario Boccalini Jr., por tamanho empenho no meu desenvolvimento pessoal e profissional, sempre me incentivando e ajudando a incrementar meu trabalho. Aos colegas do grupo de Processos Termomecânicos do Laboratório de Processos Metalúrgicos do IPT, pelo suporte durante todas as fases críticas do Projeto Danos, que nos levou a outro patamar técnico e científico. Sandra, Alexandre, Felipe, Bruna, Diogo e Jayson, vocês foram grandiosos parceiros. Aos parceiros do Laboratório de Fenômenos de Superfície do PME-Poli, principalmente ao Luiz Lima , pelo apoio no modelamento do ensaio de fadiga térmica e ajuda com a discussão dos resultados. À Gerdau, com Claudia Serantoni e Mario Vitor Leite, pela relação de confiança e parceria firmada há anos, que continue rendendo desenvolvimentos de excelência. Ao BNDES pelo apoio financeiro no programa Funtec. À minha família: meu marido Rafael, minha mãe Malu, meu pai Edson, minha irmã Marcela e todos que sempre torcem por mim e me ajudam a conciliar a vida profissional com a pessoal. Meus filhos, Sônia e Ivan, vocês me dão motivação pra caminhar! À minha família postiça, do Templo Escola Tríade, aos guardiões da esquerda e da direita, à minha mãe Iansã e meu pai Oxalá. Sem vocês, isso tudo nem faz sentido. Gratidão! Refletiu a luz divina Com todo seu esplendor. É do reino de Oxalá Onde há paz e amor Luz que refletiu na terra, Luz que refletiu no mar, Luz que veio de Aruanda para tudo iluminar. A Umbanda é paz e amor É um mundo cheio de luz É a força que nos dá vida E à grandeza nos conduz. Avante, filhos de fé! Com a nossa lei não há! Levando ao mundo inteiro a bandeira de Oxalá. Levando ao mundo inteiro a bandeira de Oxalá! (Hino da Umbanda) É preciso amar as pessoas como se não houvesse amanhã. Porque, se você parar pra pensar, na verdade, não há. -Dado Villa-Lobos e Renato Russo Palavras chave: Fadiga térmica. Aço ferramenta. Carboneto de nióbio. Oxidação. Nucleação de trinca. AbstractThermal fatigue tests were carried out in a tool steel with niobium carbides, applying only thermal stresses to the test specimens, by temperature and atmosphere control on each thermal cycle to which the specimen was exposed. The aim of this work was to investigate and understand the nucleation mechanisms of thermal fatigue and the formation of the crack network on the surface in specimens subjected to thermal cycles similar to those suffered by hot forming tools. For this, we looked in greater detail for the surface characteristics during the early stages of cracking and for the microstructure close to the surface. Static oxidation tests, measurement of the temperature fields, stress calculation by finite element modeling and thermal fatigue tests with four test conditions were performed: maximum temperature, heating rate, material hardness and atmosphere. The damage after the thermal fatigue tests was evaluated every 1000 cycles under optical microscope ...

Ocorrências De Trincas De Fadiga Térmica E Suas Relações Com Oxidação

“…Durante a operação, as ferramentas como matrizes de forjamento, cilindrosde laminação e moldes de injeção de alumínio são expostas a uma combinaçãode múltiplos modos de impacto [4]. Os aços ferramenta, especialmente osutilizados nas ferramentas para conformação a quente, inevitavelmente, falharãoem algum momento pelo modo de dano que se desenvolver mais rápido [5,6]. Um dos parâmetros essenciais de uma ferramenta ou um componente é a suavida em serviço, que descreve o número de componentes produzidos com aferramenta antes da sua falha.…”

“…Após a última campanha, um dos cilindros de cada material foi cortado por eletroerosão e disco abrasivo para observação da seção transversal no centro da área de trabalho. [11] Para avaliação do desempenho exclusivamente em fadiga térmica e oxidação, sem atuação de mecanismos de abrasão e adesão, foi elaborado por Braga [6] um equipamento de ensaio de fadiga térmica, composto de um forno de indução de 25 kW e 220 kHz, acionado por um controlador que ligava o forno para aquecimento até a temperatura máxima pré-estabelecida e desligava para resfriamento até a temperatura mínima. Os corpos de prova eram refrigerados internamente por um fluxo de água de 6,8 l/min e externamente ao ar, em temperatura controlada de 20 °C.…”