The effect of retrogression and reaging heat treatment on corrosion fatigue crack growth behavior on AA7050 T73651 aluminum alloy is investigated. CT (Compact Tension) specimens are prepared in LS direction for fatigue crack growth tests . Samples are solution heat treated at 477 &deg / C and aged at 120 &deg / C for 24 h (T6 condition). After that, samples are retrogressed at 200 &deg / C for times of 1, 5, 30, 55 and 80 minutes in a circulating oil bath. Then, samples are re-aged at 120 &deg / C for 24 h (T6 condition). Hardness measurements are taken at different retrogression times and at the end of the heat treatment. Fatigue crack growth tests are performed at as received condition and at different retrogression times with sinusoidal loading of R=0.1 and f=1 in both laboratory air and corrosive environment of 3.5% NaCl solution. The highest fatigue crack growth resistance is observed for 30 min. and 5 min. retrogression for laboratory air and corrosive environment respectively. It is concluded that RRA can successfully be used to improve fatigue performance of this alloy.

Failure of carbon steel boiler tubes from waterside has been reported in the utility boilers and industrial boilers for a long time. In industrial boilers, most waterside tube cracks are found near heavy attachment welds on the outer surface and are typically blunt, with multiple bulbous features indicating a discontinuous growth. These types of tube failures are typically referred to as stress assisted corrosion (SAC). For recovery boilers in the pulp and paper industry, these failures are particularly important as any water leak inside the furnace can potentially lead to smelt-water explosion. Previous research shows that metal properties, environmental variables, and stress conditions are the major factors influencing SAC crack initiation and propagation in carbon steel boiler tubes. A significant volume of work has also been published to show that the use of carbon steel in high temperature water applications strongly depends upon the formation and stability of a protective magnetite oxide film on the waterside of boiler tubes. This present study is aimed at evaluating above stated variables individually and interactively to identify SAC crack initiation and crack propagation behavior in carbon steel boiler tubes. Other goal of this research is to understand the mechanism of bulbous SAC crack formation under industrial boiler operating conditions, thus to figure out a practical way to predict and prevent SAC type failures in the industrial boilers.

As recentes descobertas na camada pré-sal da costa brasileira geraram uma série de oportunidades e desafios tecnológicos que deverão ser enfrentados para se garantir o sucesso da exploração e produção de petróleo offshore em águas profundas e ultra-profundas. A alta presença de gás carbônico (CO2) e de gás sulfídrico (H2S) encontrada nas jazidas produzem potenciais efeitos de corrosão e fragilização nos componentes de aço utilizados em sistemas submarinos de produção de petróleo, dentre eles os dutos flexíveis. Esses dutos são submetidos à elevadas cargas geradas devido à lâmina da água profunda, sendo os arames da armadura de tração extremamente solicitados por sustentar os carregamentos. Tradicionalmente, arames da armadura de tração de dutos que irão operar em ambientes contendo H2S (sour) apresentam limite de resistência à tração máximo de 850 MPa, enquanto para ambientes onde esse gás não está presente (sweet), os limites de resistência são consideravelmente maiores podendo chegar a 1400 MPa. Amostras de arames da armadura de tração com limite de resistência à tração de 1400 MPa foram revestidas com alumínio através do processo de aspersão térmica a arco elétrico e a eficiência do revestimento em ambiente corrosivo contendo CO2 e H2S foi avaliada. Essa avaliação envolveu ensaios mecânicos e de caracterização, como medições da rugosidade superficial, análise da porosidade do revestimento, ensaios de dobramento, avaliação da susceptibilidade ao trincamento induzido por hidrogênio e sulfeto, ensaios de fadiga ao ar e corrosão-fadiga. Foi observado que o grau de porosidade do revestimento variou entre 5 e 10% e que a rugosidade superficial do substrato aumentou devido ao jateamento prévio ao processo de revestimento. Esse fato mostrou ser uma das causas principais para a deterioração da vida em fadiga ao ar dos arames revestidos quando comparados com arames sem revestimento, sendo comprovado através de análise por Microscopia Eletrônica de Varredura. Entretanto, para ensaios de corrosão-fadiga em ambiente contendo CO2 e H2S, o desempenho de arames revestidos mostrou-se notadamente superior, onde o acabamento superficial do substrato teve importância secundária. Através de ensaios de dobramento, foi possível verificar a alta capacidade do revestimento em suportar extensa deformação plástica. Através dos ensaios estáticos para se avaliar a susceptibilidade ao trincamento por hidrogênio e sulfeto foi possível verificar uma considerável corrosão da superfície de arames não revestidos devido ao ambiente agressivo. Ademais, uma trinca induzida por hidrogênio foi identificada em uma das amostras de arame sem revestimento, enquanto as amostras revestidas não apresentaram sinal de degradação nem trincamento. / Recent discoveries in Brazil pre-salt layer generated a series of technological opportunities and challenges that must be met to ensure the success of offshore oil exploration and production in deep and ultra-deepwater. The presence of high levels of carbon dioxide (CO2) and eventually hydrogen sulfide (H2S) found in the deposits, produce potential corrosion effects and embrittlement of steel components of subsea systems used in petroleum production, including flexible pipes. These equipments are subjected to high loads generated by deep water condition where tensile armor wires are extremely required for sustaining the loads. Traditionally, armor wires that will operate in environments containing H2S (sour) have maximum tensile strength of 850 MPa, while for environments where this gas is not present (sweet), the tensile strength is considerably larger reaching up to 1400 MPa. Armor wire samples with tensile strength of 1400 MPa were coated with pure aluminum by thermal arc spray process and the effectiveness of the coating in corrosive environment containing CO2 and H2S was evaluated. This evaluation included mechanical and characterization tests, such as surface roughness measurements, coating porosity analysis, bending tests, evaluation of susceptibility to cracking induced by hydrogen and sulfide and fatigue test in air and in corrosive environments. It was found that the coating porosity ranged between 5 and 10% and the substrate roughness increased due to grit blasting prior to the coating process. This fact proved to be one of the main causes for the deterioration of the fatigue life in air of the coated wires when compared with uncoated wires, being proven through analysis by Scanning Electron Microscopy. However, for corrosion fatigue tests in an environment containing CO2 and H2S, the performance of coated wires was found to be markedly higher, where the integrity of the substrate surface had secondary importance. Through bending tests, it was found the high capacity of the coating to support extensive plastic deformation. Static tests to evaluate the susceptibility to cracking by hydrogen and sulfides showed that uncoated armor wire surface corroded considerably due to the aggressive environment. In addition, a crack induced by hydrogen was identified in one of uncoated wire samples, while the coated samples showed no sign of degradation or cracking.

As recentes descobertas na camada pré-sal da costa brasileira geraram uma série de oportunidades e desafios tecnológicos que deverão ser enfrentados para se garantir o sucesso da exploração e produção de petróleo offshore em águas profundas e ultra-profundas. A alta presença de gás carbônico (CO2) e de gás sulfídrico (H2S) encontrada nas jazidas produzem potenciais efeitos de corrosão e fragilização nos componentes de aço utilizados em sistemas submarinos de produção de petróleo, dentre eles os dutos flexíveis. Esses dutos são submetidos à elevadas cargas geradas devido à lâmina da água profunda, sendo os arames da armadura de tração extremamente solicitados por sustentar os carregamentos. Tradicionalmente, arames da armadura de tração de dutos que irão operar em ambientes contendo H2S (sour) apresentam limite de resistência à tração máximo de 850 MPa, enquanto para ambientes onde esse gás não está presente (sweet), os limites de resistência são consideravelmente maiores podendo chegar a 1400 MPa. Amostras de arames da armadura de tração com limite de resistência à tração de 1400 MPa foram revestidas com alumínio através do processo de aspersão térmica a arco elétrico e a eficiência do revestimento em ambiente corrosivo contendo CO2 e H2S foi avaliada. Essa avaliação envolveu ensaios mecânicos e de caracterização, como medições da rugosidade superficial, análise da porosidade do revestimento, ensaios de dobramento, avaliação da susceptibilidade ao trincamento induzido por hidrogênio e sulfeto, ensaios de fadiga ao ar e corrosão-fadiga. Foi observado que o grau de porosidade do revestimento variou entre 5 e 10% e que a rugosidade superficial do substrato aumentou devido ao jateamento prévio ao processo de revestimento. Esse fato mostrou ser uma das causas principais para a deterioração da vida em fadiga ao ar dos arames revestidos quando comparados com arames sem revestimento, sendo comprovado através de análise por Microscopia Eletrônica de Varredura. Entretanto, para ensaios de corrosão-fadiga em ambiente contendo CO2 e H2S, o desempenho de arames revestidos mostrou-se notadamente superior, onde o acabamento superficial do substrato teve importância secundária. Através de ensaios de dobramento, foi possível verificar a alta capacidade do revestimento em suportar extensa deformação plástica. Através dos ensaios estáticos para se avaliar a susceptibilidade ao trincamento por hidrogênio e sulfeto foi possível verificar uma considerável corrosão da superfície de arames não revestidos devido ao ambiente agressivo. Ademais, uma trinca induzida por hidrogênio foi identificada em uma das amostras de arame sem revestimento, enquanto as amostras revestidas não apresentaram sinal de degradação nem trincamento. / Recent discoveries in Brazil pre-salt layer generated a series of technological opportunities and challenges that must be met to ensure the success of offshore oil exploration and production in deep and ultra-deepwater. The presence of high levels of carbon dioxide (CO2) and eventually hydrogen sulfide (H2S) found in the deposits, produce potential corrosion effects and embrittlement of steel components of subsea systems used in petroleum production, including flexible pipes. These equipments are subjected to high loads generated by deep water condition where tensile armor wires are extremely required for sustaining the loads. Traditionally, armor wires that will operate in environments containing H2S (sour) have maximum tensile strength of 850 MPa, while for environments where this gas is not present (sweet), the tensile strength is considerably larger reaching up to 1400 MPa. Armor wire samples with tensile strength of 1400 MPa were coated with pure aluminum by thermal arc spray process and the effectiveness of the coating in corrosive environment containing CO2 and H2S was evaluated. This evaluation included mechanical and characterization tests, such as surface roughness measurements, coating porosity analysis, bending tests, evaluation of susceptibility to cracking induced by hydrogen and sulfide and fatigue test in air and in corrosive environments. It was found that the coating porosity ranged between 5 and 10% and the substrate roughness increased due to grit blasting prior to the coating process. This fact proved to be one of the main causes for the deterioration of the fatigue life in air of the coated wires when compared with uncoated wires, being proven through analysis by Scanning Electron Microscopy. However, for corrosion fatigue tests in an environment containing CO2 and H2S, the performance of coated wires was found to be markedly higher, where the integrity of the substrate surface had secondary importance. Through bending tests, it was found the high capacity of the coating to support extensive plastic deformation. Static tests to evaluate the susceptibility to cracking by hydrogen and sulfides showed that uncoated armor wire surface corroded considerably due to the aggressive environment. In addition, a crack induced by hydrogen was identified in one of uncoated wire samples, while the coated samples showed no sign of degradation or cracking.

A indústria aeronáutica tem buscado melhorias no conceito de integridade estrutural, a partir do desenvolvimento de projetos mais otimizados com a produção de aeronaves mais leves e seguras. Tais projetos garantem aeronaves operacionalmente mais viáveis e redução no consumo de combustível, beneficiando o fabricante, os operadores e a população em geral, pois aplica o conceito de aeronave verde. Estruturas aeronáuticas em operação recebem solicitações de cargas típicas de vôo, como pressurização, sustentação, que por sua vez, geram esforços dos mais variados tipos e suas combinações, como tração, compressão, fadiga, torção, flexão, flambagem, cargas aeroelásticas, vibrações e flutter, associados a ambientes críticos. O conhecimento sobre o comportamento do material estrutural perante ambientes corrosivo ou de baixa temperatura, é importante para avaliação da vida útil das aeronaves. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da liga AA2050-T84 sob ponto de vista de corrosão-fadiga e tenacidade a fratura em criogenia e, correlacionar com a microestrutura e fractografia através de ensaios mecânicos e de tenacidade a fratura em temperatura ambiente e criogênica. As condições de ensaios foram determinadas próximas a de serviço a que o material será inserido sendo, para criogenia -54 ºC e para os ensaios de propagação de trinca por fadiga em atmosfera ambiente e névoa salina com concentração de solução de 3,5% e 5% NaCl, frequência de 15Hz e razões de carga R = 0,1 e 0,5. Os resultados em criogenia mostraram que há melhora nas propriedades trativas e estabilidade na tenacidade, pois o material retém dutilidade com o decréscimo da temperatura. Os ensaios de propagação de trinca por fadiga foram executados com ΔK decrescente e os parâmetros para geração de névoa salina foram determinados experimentalmente. As curvas de crescimento de trinca e determinação do fator limite foram comparadas quanto a razão de carga e atmosfera de ensaio. Observou-se que para os ensaios de propagação de trinca por fadiga a presença da névoa salina acelera a taxa de propagação e resultam em um fator limite menor. / The aviation industry has sought improvements with the concept of structural integrity, from the development of more optimized designs with production aircraft with low weight and secure. These projects ensure an aircraft more operationally doable and reduced fuel consumption, benefiting the manufacturer, operators and the people, applying the concept of green aircraft. Aerospace structures in operation receive requests loads typical of flight, how pressurization support and lift that produce several types and combinations of requests, such as tensile, compression, fatigue, torsion, bending, buckling , aeroelastic loads, vibration and flutter associated with critical environments. Knowledge about the behavior of the structural material into corrosive environments or cryogenic temperature, it is important for evaluation to the lifetime of the aircraft. Accordingly , the aim of this study was to estimate the behavior of AA2050 - T84 alloy, about corrosion-fatigue and fracture toughness at cryogenic situations and correlate with microstructure and fractography, by mechanical tests and fracture toughness at room temperature and cryogenic. The test conditions has been determined near of the service that the material will be inserted, for cryogenic temperature -54 ºC and testing of fatigue crack propagation in air and salt spray with concentration of 3.5% and 5% NaCl, frequency 15Hz and load ratios R = 0.1 and 0.5. The cryogenic results showed that there improvement in tensile properties and stability in toughness due the restraint of ductility with decreasing temperature. Tests of fatigue crack propagation were carried out with ΔK decreasing and the parameters to obtain salt spray were determined experimentally. The crack growth curves and determination of the threshold were compared the according to load ratio and test atmosphere. In the fatigue crack propagation it was observed that presence of salt spray accelerates the rate of propagation and result in a lower threshold.

A análise da vida em fadiga em amplitude variável associada à corrosão é bastante complexa, devido a combinações entre as interações eletroquímicas ocorridas, tendo em vista a exposição da frente da trinca à névoa salina somada aos efeitos deletérios do carregamento de amplitude variável. Esta combinação de efeitos ainda não é modelada matematicamente, e os dados experimentais observados em outros trabalhos ainda geram hipóteses inconclusivas. Neste contexto, este estudo tem como objetivo avaliar a vida em fadiga da liga 7475 T7351, utilizando carregamento de voos simulados TWIST e FALSTAFF e submetida a névoa salina a 3,5 e 5%. Foram executados ensaios eletroquímicos, para verificar o potencial de corrosão dessa liga e análise microestrutural para verificar a formação de pites. O crescimento de trinca por fadiga com carregamento de voo foi simulado, sem considerar os efeitos do meio, nos programas NASGRO 4.0, AFGROW e CRACK 2000, com parâmetros calibrados no NASGRO 4.0, no intuito de verificar quais modelos matemáticos e programas descrevem a curva experimental em ar com menor erro. Os resultados mostraram que os programas NASGRO 4.0 e AFGROW se aproximaram com menor erro à curva experimental em ar. Os ensaios de crescimento de trinca por fadiga foram executados com carregamento de voos simulados e os parâmetros para o sistema de geração de névoa salina foram determinados experimentalmente. As curvas de crescimento de trinca e taxa de propagação em névoa salina foram comparadas às curvas em ar, as quais também foram obtidas sob as mesmas condições de carregamento. Observou-se que para os ensaios em névoa salina, a trinca rompeu com maior número de voos em relação às curvas em ar. / The corrosion fatigue life analysis under variable amplitude loading is very complex due electrochemistry effects in crack tip exposed to salt spray matched to harmful effects of amplitude variable loading. This effects combination is not modeling mathematically actually, and the experimentally data observed in other research generates inconclusive theories. In this context, the main aim of this research to evaluate the corrosion fatigue life of 7475 T7351 under spectrum loading TWIST and FALSTAFF and exposed to 3.5% and 5% NaCl. Electrochemistry test were performed to verify the corrosion potential followed of microstructural analysis by SEM, to verify the pitting on 7475 T7351 alloy. The fatigue crack growth was simulated, without environmental effects, using the codes NASGRO, AFGROW and CRACK 2000, the simulation parameters was fit on NASGRO 4.0, to analyze whether the crack growth models and codes are able to represent properly the air experimental crack growth data. The results showed that NASGRO 4.0 and AFGROW codes described the fatigue crack growth in air with less error. The fatigue crack growth tests were performed under spectrum loadings and the parameters to obtain salt spray were determined experimentally. The corrosion fatigue crack growth and rate data were compared to air data, under the same loading conditions. The corrosion fatigue tests showed that the specimens cracked under a larger number of flights than specimens in air.

No description available.

One of the serious problems encountered in the use of various materials in technology is the occurrence of fatigue phenomena as an undesirable material damage under cyclic mechanical load. For aluminium alloys this issue is of extremely high importance in case of their utilisation for aircraft purposes, e.g., where a very wide spectrum of frequencies occur. Moreover, the cyclic loading may be joined by the presence of specific electrolyte media. Therefore, the material candidates must be thoroughly examined in view of their sensitivity to fatigue as well as to corrosion fatigue. Usually, the Cu-containing alloy EN-AW 2024 T3 is applied besides 7075 T6 in Airbus aircrafts, but the weldable alloy 6013 T6 is considered to be a potential alternative. Referring to former investigations on the environmental sensitivity (ES) in the fatigue behaviour /1-6/ this paper brings up experimental findings as well as expanded considerations about damaging mechanisms and modelling. The situation with the alloy 6013 T6 is emphasized. The propagation of cracks under cyclic load in different environments, such as vacuum, air or aqueous media, is described by means of fracture mechanics. This enables discrimination in view of the influence of environmental factors and, hence, the participation of corrosion processes.

No description available.

[pt] Pontes rodoviárias são estruturas sujeitas à ação conjunta de fadiga e corrosão. Nesse sentido, este trabalho propõe um protótipo de sistema para auxiliar na tomada de decisão sobre a manutenção de pontes de viga de aço, no qual apenas pontes simplesmente apoiadas são consideradas. O sistema considera os efeitos da corrosão-fadiga e estima o tempo de vida útil dessas estruturas a partir de uma análise de confiabilidade estrutural. Tal análise é baseada nas curvas S-N para fadiga da norma americana AASHTO e na regra do acúmulo de dano de Miner. Para considerar a perda de material e a perda de resistência causadas pela corrosão, são realizados ajustes nos parâmetros de fadiga do modelo de confiabilidade utilizado. Além disso, algumas alternativas de manutenção que reduzem a taxa de degradação são consideradas no sistema com a correção dos parâmetros de corrosão do material. O sistema utiliza uma rede neural artificial para estimar as tensões nas vigas de aço com a passagem de um veículo de fadiga da AASHTO a partir de dados geométricos e de material da ponte. A base de dados utilizada para o desenvolvimento da rede neural foi criada a partir de resultados de simulações por elementos finitos. O ciclo de vida de uma ponte de aço projetada conforme a norma americana é simulado usando o sistema proposto. Através dessa simulação, conclui-se que o tempo de vida útil da mesma está relacionado com a combinação dos parâmetros de tráfego e da agressividade do ambiente. Conclui-se também que o aumento no volume de tráfego médio diário de caminhões (ADTT) pode causar uma redução de 48 por cento a 76 por cento na vida útil e dependendo do aumento na sua taxa de crescimento anual a redução pode ser de até 80 por cento. As alternativas de lavagem da superestrutura proporcionam ganho de vida útil para todos os ambientes, sobretudo no ambiente marinho (podendo chegar até 30 por cento). No entanto, em alguns dos cenários de tráfego testados nas simulações esse ganho não é suficiente para garantir o tempo de vida útil mínimo recomendado pela AASHTO. / [en] Highway bridges are structures subjected to the both action of fatigue and corrosion. In this sense, this research proposes the prototype of a system to assist in the maintenance decision making process of steel beam bridges, in which only simply supported steel girder bridges are considered. The system contemplates the effects of corrosion-fatigue and estimates the lifetime of these structures based on a structural reliability analysis. Such analysis is based on AASHTO S-N fatigue curves and Miner s damage accumulation rule. In order to account for material and resistance loss caused by corrosion, adjustments are made to the fatigue parameters of the reliability model used. In addition, some maintenance strategies that reduce the rate of corrosion are considered in the system by correcting the corrosion parameters of the material. The system uses an artificial neural network model to estimate the stresses in steel beams under the passage of an AASHTO fatigue vehicle using geometric and material data from the bridge. The database used for the development of the neural network was created from finite element simulations results. The life cycle of a steel bridge, designed according to the AASHTO American standard, is simulated using the proposed system. Through this simulation, it is concluded that the structure s lifetime is related to the combination of traffic parameters and the environment corrosivity. It is also observed that the increase in the average daily truck traffic (ADTT) can cause a reduction from 48 percent to 76 percent in the bridge s lifetime and depending on its annual growth increase rate the reduction can go up to 80 percent. Maintenance alternatives for the superstructure such as washing provide a lifetime gain for all environments, especially in the marine environment (up to 30 percent). However, in some of the tested traffic scenarios this gain is not sufficient to guarantee the minimum service life recommended by AASHTO.