A operação segura e eficiente de unidades de produção de petróleo e gás depende essencialmente do desempenho de seus dispositivos, componentes e estruturas. Dutos rígidos são importantes componentes utilizados na indústria offshore, comumente empregados como flowlines e risers. Aços ao carbono, como o API 5L X65, são materiais tipicamente utilizados para essas aplicações, devido ao seu baixo custo relativo e disponibilidade. No entanto, para o pré-sal brasileiro, parece improvável o uso desses aços, uma vez que o óleo está contaminado por elevadas concentrações de CO2, o que provoca a corrosão generalizada. Assim, as operadoras no Brasil devem considerar uma solução alternativa, como tubos cladeados ou ligas resistentes à corrosão (CRA). Aços inoxidáveis duplex e superduplex (AISD) surgiram na última década como um material alternativo para ambientes quimicamente agressivos. No entanto, de acordo com estudos recentes, quando catodicamente protegidos contra a corrosão, esses aços são vulneráveis ao trincamento induzido pelo hidrogênio (HISC). O objetivo deste trabalho é avaliar, através de ensaios de tenacidade à fratura, a susceptibilidade ao HISC de amostras do AISD soldadas, utilizando dois níveis diferentes de proteção catódica. Para a avaliação da tenacidade à fratura, decidiu-se utilizar o método de ensaio de step loading, pois esta prática é considerada mais realista já que as amostras são expostas ao hidrogênio durante todo o teste, ao invés de um simples pré-carregamento de hidrogênio como recomendado por alguns procedimentos. Os valores de tenacidade são dados em termos de CTOD e integral J. A tenacidade foi avaliada em termos de iniciação e carga máxima, utilizando corpos de prova do tipo SENB da mecânica da fratura. Os resultados aqui apresentados indicam que os AISD são bastante suscetíveis a HISC, especialmente na zona termicamente afetada, mesmo para potenciais pouco catódicos como -650 mVECS. / The optimized and secure operation of oil and gas floating production units depends essentially on the performance of their devices, components and structures. Rigid pipelines are key equipment used in the offshore industry commonly employed as flowlines and risers. Carbon steel such as API 5L X65 is the material of choice for those applications due to its low relative cost and availability. However, for the Brazilian pre-salt it seems unlikely the use of carbon steels, since the oil is contaminated by high concentrations of CO2, which causes generalized corrosion. Therefore, operators in Brazil should consider an alternative solution, such as lined or cladded pipes as well as corrosion resistant alloys (CRA). Duplex and superduplex stainless steels (SDSS) have emerged in the last decade or so as an alternative material for harsh environments. Nevertheless, according to recent studies, SDSS when cathodically protected against corrosion are prone to hydrogen induced stress cracking (HISC). The aim of this investigation is to evaluate through fracture toughness measurements the susceptibility of welded SDSS samples to HISC for two different levels of cathodic protection. For fracture toughness evaluation, we decided to use the step loading test method, since we understand that this practice is more realistic because samples are exposed to hydrogen during the entire tests instead of simple hydrogen pre-charging as recommended by some procedures. Fracture toughness values are given in terms of both CTOD and J-integral for crack initiation and maximum stress for SENB specimens. The results given here indicated that SDSS are quite susceptible to HISC especially in the heat affect zone even for potentials as negative as -650 mVsce.

A operação segura e eficiente de unidades de produção de petróleo e gás depende essencialmente do desempenho de seus dispositivos, componentes e estruturas. Dutos rígidos são importantes componentes utilizados na indústria offshore, comumente empregados como flowlines e risers. Aços ao carbono, como o API 5L X65, são materiais tipicamente utilizados para essas aplicações, devido ao seu baixo custo relativo e disponibilidade. No entanto, para o pré-sal brasileiro, parece improvável o uso desses aços, uma vez que o óleo está contaminado por elevadas concentrações de CO2, o que provoca a corrosão generalizada. Assim, as operadoras no Brasil devem considerar uma solução alternativa, como tubos cladeados ou ligas resistentes à corrosão (CRA). Aços inoxidáveis duplex e superduplex (AISD) surgiram na última década como um material alternativo para ambientes quimicamente agressivos. No entanto, de acordo com estudos recentes, quando catodicamente protegidos contra a corrosão, esses aços são vulneráveis ao trincamento induzido pelo hidrogênio (HISC). O objetivo deste trabalho é avaliar, através de ensaios de tenacidade à fratura, a susceptibilidade ao HISC de amostras do AISD soldadas, utilizando dois níveis diferentes de proteção catódica. Para a avaliação da tenacidade à fratura, decidiu-se utilizar o método de ensaio de step loading, pois esta prática é considerada mais realista já que as amostras são expostas ao hidrogênio durante todo o teste, ao invés de um simples pré-carregamento de hidrogênio como recomendado por alguns procedimentos. Os valores de tenacidade são dados em termos de CTOD e integral J. A tenacidade foi avaliada em termos de iniciação e carga máxima, utilizando corpos de prova do tipo SENB da mecânica da fratura. Os resultados aqui apresentados indicam que os AISD são bastante suscetíveis a HISC, especialmente na zona termicamente afetada, mesmo para potenciais pouco catódicos como -650 mVECS. / The optimized and secure operation of oil and gas floating production units depends essentially on the performance of their devices, components and structures. Rigid pipelines are key equipment used in the offshore industry commonly employed as flowlines and risers. Carbon steel such as API 5L X65 is the material of choice for those applications due to its low relative cost and availability. However, for the Brazilian pre-salt it seems unlikely the use of carbon steels, since the oil is contaminated by high concentrations of CO2, which causes generalized corrosion. Therefore, operators in Brazil should consider an alternative solution, such as lined or cladded pipes as well as corrosion resistant alloys (CRA). Duplex and superduplex stainless steels (SDSS) have emerged in the last decade or so as an alternative material for harsh environments. Nevertheless, according to recent studies, SDSS when cathodically protected against corrosion are prone to hydrogen induced stress cracking (HISC). The aim of this investigation is to evaluate through fracture toughness measurements the susceptibility of welded SDSS samples to HISC for two different levels of cathodic protection. For fracture toughness evaluation, we decided to use the step loading test method, since we understand that this practice is more realistic because samples are exposed to hydrogen during the entire tests instead of simple hydrogen pre-charging as recommended by some procedures. Fracture toughness values are given in terms of both CTOD and J-integral for crack initiation and maximum stress for SENB specimens. The results given here indicated that SDSS are quite susceptible to HISC especially in the heat affect zone even for potentials as negative as -650 mVsce.

A operação segura e eficiente de unidades de produção de petróleo e gás depende essencialmente do desempenho de seus dispositivos, componentes e estruturas. Dutos rígidos são importantes componentes utilizados na indústria offshore, comumente empregados como flowlines e risers. Aços ao carbono, como o API 5L X65, são materiais tipicamente utilizados para essas aplicações, devido ao seu baixo custo relativo e disponibilidade. No entanto, para o pré-sal brasileiro, parece improvável o uso desses aços, uma vez que o óleo está contaminado por elevadas concentrações de CO2, o que provoca a corrosão generalizada. Assim, as operadoras no Brasil devem considerar uma solução alternativa, como tubos cladeados ou ligas resistentes à corrosão (CRA). Aços inoxidáveis duplex e superduplex (AISD) surgiram na última década como um material alternativo para ambientes quimicamente agressivos. No entanto, de acordo com estudos recentes, quando catodicamente protegidos contra a corrosão, esses aços são vulneráveis ao trincamento induzido pelo hidrogênio (HISC). O objetivo deste trabalho é avaliar, através de ensaios de tenacidade à fratura, a susceptibilidade ao HISC de amostras do AISD soldadas, utilizando dois níveis diferentes de proteção catódica. Para a avaliação da tenacidade à fratura, decidiu-se utilizar o método de ensaio de step loading, pois esta prática é considerada mais realista já que as amostras são expostas ao hidrogênio durante todo o teste, ao invés de um simples pré-carregamento de hidrogênio como recomendado por alguns procedimentos. Os valores de tenacidade são dados em termos de CTOD e integral J. A tenacidade foi avaliada em termos de iniciação e carga máxima, utilizando corpos de prova do tipo SENB da mecânica da fratura. Os resultados aqui apresentados indicam que os AISD são bastante suscetíveis a HISC, especialmente na zona termicamente afetada, mesmo para potenciais pouco catódicos como -650 mVECS. / The optimized and secure operation of oil and gas floating production units depends essentially on the performance of their devices, components and structures. Rigid pipelines are key equipment used in the offshore industry commonly employed as flowlines and risers. Carbon steel such as API 5L X65 is the material of choice for those applications due to its low relative cost and availability. However, for the Brazilian pre-salt it seems unlikely the use of carbon steels, since the oil is contaminated by high concentrations of CO2, which causes generalized corrosion. Therefore, operators in Brazil should consider an alternative solution, such as lined or cladded pipes as well as corrosion resistant alloys (CRA). Duplex and superduplex stainless steels (SDSS) have emerged in the last decade or so as an alternative material for harsh environments. Nevertheless, according to recent studies, SDSS when cathodically protected against corrosion are prone to hydrogen induced stress cracking (HISC). The aim of this investigation is to evaluate through fracture toughness measurements the susceptibility of welded SDSS samples to HISC for two different levels of cathodic protection. For fracture toughness evaluation, we decided to use the step loading test method, since we understand that this practice is more realistic because samples are exposed to hydrogen during the entire tests instead of simple hydrogen pre-charging as recommended by some procedures. Fracture toughness values are given in terms of both CTOD and J-integral for crack initiation and maximum stress for SENB specimens. The results given here indicated that SDSS are quite susceptible to HISC especially in the heat affect zone even for potentials as negative as -650 mVsce.

Neste trabalho foi avaliado o desempenho mecânico de um compósito formado por massa cerâmica de porcelanato sendo a matriz e fios de aço o reforço, visando a utilização como cerâmica de revestimento. Com a inserção do fio metálico, teve-se por objetivo aumentar a tenacidade elevando a resistência mecânica ao impacto, proporcionando maior segurança em caso de ruptura acidental. O estudo laboratorial avaliou o comportamento mecânico de corpos de prova sem fios e com a adição de fios. Os fios foram distribuídos longitudinalmente em três configurações. Os corpos possuíam 1600 mm2 de superfície e receberam os fios distribuídos em uma, duas e três camadas perfazendo comprimento respectivamente de 325 mm, 650 mm e 975 mm. Foram realizadas as caracterizações padrões para a cerâmica, expansão após prensagem, retração de secagem, densidade a seco, retração de queima, absorção de água e resistência mecânica à flexão. E adicionalmente foram avaliados: resistência mecânica ao impacto, índice de deformação piroplástica, resistência mecânica à tração e análise da microestrutura. O compósito proporcionou redução de aproximadamente 61% na deformação piroplástica e um acréscimo de aproximadamente de oito vezes na resistência ao impacto. Na análise do compósito, a tensão no fio ficou constante em torno de 800 MPa, mantendo aproximadamente 35% ao seu valor ao natural que era de 2000 MPa. O fio teve grandes perdas em suas características individuais, no entanto sua aplicação na cerâmica em forma de reforço do compósito enriqueceu as propriedades do porcelanato o que proporciona oportunidade de novas aplicações. / This study evaluated the mechanical performance of a composite ceramic body of porcelain with a matrix of steel fibers, for use as a ceramic coating. With the insertion of metallic fiber account was intended to increase the toughness for increasing the mechanical impact resistance, providing greater safety in case of accidental rupture. The study assessed the mechanical behavior of the specimen without fibers and with the addition of fiber. The fibers were distributed longitudinally in three configurations. The bodies had 1600 mm2 and received fibers distributed in one, two or three layers with total length of 325 mm, 650 mm and 975 mm respectively. Characterizations patterns for ceramic, expansion after pressing, drying shrinkage, dry apparent density, firing shrinkage, water absorption and mechanical flexural strength were performed. And we’ve checked also: mechanical impact, index pyroplastic deformation, mechanical tensile strength and microstructural analysis. We found that the composite material gave approximately 61% reduction in pyroplastic deformation and an increase of approximately eight times the impact resistance. In the analysis of the composite stress in the fiber was constant around 800 MPa, holding approximately 35 % of their value to the natural which was 2000 MPa. The fiber had big losses on their individual characteristics, however its application in ceramic composite as increased porcelain ceramic properties which provides opportunity for new applications.

Neste trabalho foi avaliado o desempenho mecânico de um compósito formado por massa cerâmica de porcelanato sendo a matriz e fios de aço o reforço, visando a utilização como cerâmica de revestimento. Com a inserção do fio metálico, teve-se por objetivo aumentar a tenacidade elevando a resistência mecânica ao impacto, proporcionando maior segurança em caso de ruptura acidental. O estudo laboratorial avaliou o comportamento mecânico de corpos de prova sem fios e com a adição de fios. Os fios foram distribuídos longitudinalmente em três configurações. Os corpos possuíam 1600 mm2 de superfície e receberam os fios distribuídos em uma, duas e três camadas perfazendo comprimento respectivamente de 325 mm, 650 mm e 975 mm. Foram realizadas as caracterizações padrões para a cerâmica, expansão após prensagem, retração de secagem, densidade a seco, retração de queima, absorção de água e resistência mecânica à flexão. E adicionalmente foram avaliados: resistência mecânica ao impacto, índice de deformação piroplástica, resistência mecânica à tração e análise da microestrutura. O compósito proporcionou redução de aproximadamente 61% na deformação piroplástica e um acréscimo de aproximadamente de oito vezes na resistência ao impacto. Na análise do compósito, a tensão no fio ficou constante em torno de 800 MPa, mantendo aproximadamente 35% ao seu valor ao natural que era de 2000 MPa. O fio teve grandes perdas em suas características individuais, no entanto sua aplicação na cerâmica em forma de reforço do compósito enriqueceu as propriedades do porcelanato o que proporciona oportunidade de novas aplicações. / This study evaluated the mechanical performance of a composite ceramic body of porcelain with a matrix of steel fibers, for use as a ceramic coating. With the insertion of metallic fiber account was intended to increase the toughness for increasing the mechanical impact resistance, providing greater safety in case of accidental rupture. The study assessed the mechanical behavior of the specimen without fibers and with the addition of fiber. The fibers were distributed longitudinally in three configurations. The bodies had 1600 mm2 and received fibers distributed in one, two or three layers with total length of 325 mm, 650 mm and 975 mm respectively. Characterizations patterns for ceramic, expansion after pressing, drying shrinkage, dry apparent density, firing shrinkage, water absorption and mechanical flexural strength were performed. And we’ve checked also: mechanical impact, index pyroplastic deformation, mechanical tensile strength and microstructural analysis. We found that the composite material gave approximately 61% reduction in pyroplastic deformation and an increase of approximately eight times the impact resistance. In the analysis of the composite stress in the fiber was constant around 800 MPa, holding approximately 35 % of their value to the natural which was 2000 MPa. The fiber had big losses on their individual characteristics, however its application in ceramic composite as increased porcelain ceramic properties which provides opportunity for new applications.

Neste trabalho foi avaliado o desempenho mecânico de um compósito formado por massa cerâmica de porcelanato sendo a matriz e fios de aço o reforço, visando a utilização como cerâmica de revestimento. Com a inserção do fio metálico, teve-se por objetivo aumentar a tenacidade elevando a resistência mecânica ao impacto, proporcionando maior segurança em caso de ruptura acidental. O estudo laboratorial avaliou o comportamento mecânico de corpos de prova sem fios e com a adição de fios. Os fios foram distribuídos longitudinalmente em três configurações. Os corpos possuíam 1600 mm2 de superfície e receberam os fios distribuídos em uma, duas e três camadas perfazendo comprimento respectivamente de 325 mm, 650 mm e 975 mm. Foram realizadas as caracterizações padrões para a cerâmica, expansão após prensagem, retração de secagem, densidade a seco, retração de queima, absorção de água e resistência mecânica à flexão. E adicionalmente foram avaliados: resistência mecânica ao impacto, índice de deformação piroplástica, resistência mecânica à tração e análise da microestrutura. O compósito proporcionou redução de aproximadamente 61% na deformação piroplástica e um acréscimo de aproximadamente de oito vezes na resistência ao impacto. Na análise do compósito, a tensão no fio ficou constante em torno de 800 MPa, mantendo aproximadamente 35% ao seu valor ao natural que era de 2000 MPa. O fio teve grandes perdas em suas características individuais, no entanto sua aplicação na cerâmica em forma de reforço do compósito enriqueceu as propriedades do porcelanato o que proporciona oportunidade de novas aplicações. / This study evaluated the mechanical performance of a composite ceramic body of porcelain with a matrix of steel fibers, for use as a ceramic coating. With the insertion of metallic fiber account was intended to increase the toughness for increasing the mechanical impact resistance, providing greater safety in case of accidental rupture. The study assessed the mechanical behavior of the specimen without fibers and with the addition of fiber. The fibers were distributed longitudinally in three configurations. The bodies had 1600 mm2 and received fibers distributed in one, two or three layers with total length of 325 mm, 650 mm and 975 mm respectively. Characterizations patterns for ceramic, expansion after pressing, drying shrinkage, dry apparent density, firing shrinkage, water absorption and mechanical flexural strength were performed. And we’ve checked also: mechanical impact, index pyroplastic deformation, mechanical tensile strength and microstructural analysis. We found that the composite material gave approximately 61% reduction in pyroplastic deformation and an increase of approximately eight times the impact resistance. In the analysis of the composite stress in the fiber was constant around 800 MPa, holding approximately 35 % of their value to the natural which was 2000 MPa. The fiber had big losses on their individual characteristics, however its application in ceramic composite as increased porcelain ceramic properties which provides opportunity for new applications.

O fresado asfáltico ou Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), como é conhecido em língua inglesa, é um material proveniente da fresagem de revestimentos asfálticos quando da restauração de pavimentos flexíveis. Esse material é produzido em grandes quantidades nas grandes cidades, o que justifica a busca de soluções para sua destinação final. Neste trabalho foram estudados os efeitos da incorporação de RAP em Concreto Compactado com Rolo (CCR). Foram produzidas seis diferentes misturas de CCR. O CCR de referência (CCR1) foi produzido com areia industrial e serviu de parâmetro para análise das demais misturas: CCR com areia natural (CCR2), CCR com substituição de 100% da areia por RAP (CCR1AF), CCR com substituição de 100% do pedrisco por RAP (CCR1PF), CCR com substituição de 100% da brita 1 por RAP (CCR1 BF) e CCR com substituição de 50% de agregado natural por 50% da fração total do RAP (CCR1FT). Os ensaios de compressão diametral e tração na flexão mostraram que a incorporação de RAP, em qualquer fração, diminui bruscamente a resistência mecânica dos corpos de prova, em relação ao CCR de referência, sendo a queda mais acentuada no caso da resistência à compressão. O módulo de elasticidade obtido por meio da instrumentação dos corpos de prova com LVDT (Linear Variable Differential Transformer) e strain gages, assim como o módulo de elasticidade dinâmico, obtido por pulso ultrassônico, apresentaram quedas significativas, quando comparados ao CCR de referência. Os CCR com incorporação de RAP apresentaram queda nos valores de tenacidade e aumento na resistência de propagação da trinca. As observações com microscópio óptico, lupa estereoscópica e com microscópio eletrônico de varredura mostraram que a interface entre o agregado fresado e a pasta de cimento foi prejudicada pela presença do filme asfáltico nos agregados de RAP. Embora a incorporação do RAP na mistura de CCR diminua a resistência das misturas e afete todos os parâmetros mecânicos, ainda assim é um material que pode ser utilizado como base e subbase de pavimentos, pois alcançou parâmetros mecânicos que viabilizam seu uso. / Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) is a material obtained from asphalt pavement drilled during the restoration of flexible pavements. This material is produced in large amounts in large cities, what justifies the search for alternatives for its final disposal. In this paper, we will see the effects of the addition of RAP on Roller Compacted Concrete (RCC). Six different mixes of RCC were produced. The reference RCC (RCC1) was produced with industrial sand and used to verify the effects of RAP incorporation on mixes: RCC with natural sand (RCC2), RCC with the replacement of 100% of sand with RAP (RCC1AF), RCC with the replacement of 100% of small rocks with RAP (RCC1 PF), RCC with the replacement of 100% of gravel with RAP (RCC1BF) and RCC with the replacement of 50% of natural aggregate with 50% of the total RAP (RCC1FT). The diametral compression and bending traction tests show that the addition of RAP, at any rate, abruptly decreases the strength of specimens compared with the reference RCC, and the decrease was greater for cylindrical specimens. The elastic modulus obtained through the instrumentation of specimens with LVDT (Linear Variable Differential Transformer) and strain gage, as well as those obtained by ultrasonic wave pulse showed significant decreases as compared with the reference RCC. The RCC specimens with added RAP showed a decrease in toughness values and an increase in the spreading resistance of the cracks. Observations through optical microscope, stereoscopic glass and scanning electron microscope show that the interface between the milled aggregate and the cement paste was damaged by the presence of asphalt film in RAP aggregates. Even though the addition of RAP in the RCC mixture decreases the strength of the mixtures and affects all the mechanical parameters, it can still be used as a base and subbase material for paving, since mechanical parameters have been met and make possible its use.

O carbono vítreo (CV) é um material carbonoso e é obtido por meio da carbonização de resinas termorrígidas, produzindo artefatos com formas complexas. Devido à sua inércia química e estabilidade a altas temperaturas (acima de 2000oC) em atmosfera inerte, o CV tem um excelente potencial para aplicação em diferentes áreas, como a aeroespacial, médica e química. Considerado como um material frágil, este apresenta como característica intrínseca a presença de poros, os quais variam em quantidade e tamanho em função das condições de processamento e das matérias-primas utilizadas. Os poros possuem uma significativa influência nas propriedades mecânicas, térmicas e elétricas do CV, causando uma larga dispersão das propriedades, principalmente mecânicas. Por meio do controle dos parâmetros de processamento e das matérias-primas é possível monitorar a porosidade. Este trabalho apresenta um estudo envolvendo a probabilidade de fratura usando análise de Weibull de corpos-de-prova de CV ensaiados em flexão em três pontos, correlacionando estes dados com observações obtidas por microscopia óptica assistida por análise de imagens. Os resultados mostram que os parâmetros de processamento como viscosidade da resina furfurílica utilizada, tempo de centrifugação, velocidade de centrifugação da resina e temperatura de cura da resina possuem uma grande influência sobre o tamanho e a distribuição dos poros e, conseqüentemente, sobre a resistência em flexão do CV. Foi determinado que a viscosidade da resina furfurílica igual a 3000 mPa.s é considerada como a mais adequada para o processamento do CV. Os resultados obtidos mostram que a correlação das análises de imagens com os ensaios de flexão em três pontos, tratados pelo uso da análise estatística de Weibull, é uma ferramenta útil para monitorar o processamento do CV.

Ensaios de mecânica da fratura utilizando corpos de prova padronizados apresentam alto nível de restrição à deformação plástica na ponta da trinca, devido a esforços de flexão e a trincas profundas. Em decorrência do emprego desses corpos de prova, há um alto conservadorismo nos resultados obtidos por esses ensaios, quando aplicados em materiais de boa tenacidade. Aplicações cujos defeitos estão submetidos a baixos níveis de constricção e a pequenas margens de segurança fazem com que sejam necessários corpos de prova mais próximos do estado de tensão submetido pela estrutura para realizar adequadamente a análise crítica de engenharia (Engineering Critical Analysis - ECA). Este trabalho visa analisar a influência da geometria de corpos de prova e do tamanho da trinca na tenacidade à fratura do aço API 5DP Tool Joint. Este estudo constitui-se da realização de ensaios de tenacidade à fratura com duas geometrias de corpos de prova (SE(B) e SE(T)) e quatro tamanhos de trinca normalizados (a0/W = 0,40; 0,50; 0,60; e 0,70) com a técnica da flexibilidade no descarregamento (unloading compliance). Foi utilizado o projeto de experimentos (DOE) para obter resultados referentes aos efeitos principais dos dois fatores e de suas interações. Foram calculadas, a partir de triplicatas para cada condição, curvas de resistência e valores únicos de tenacidade à fratura (Integral J e CTOD), sendo que o último foi utilizado para o cálculo da análise de variância (ANOVA). Com base nos resultados obtidos, conclui-se que a geometria de corpo de prova, tamanho da trinca e a interação entre os dois fatores possuem efeito significativo sobre as variáveis resposta (CTOD e Integral J) com nível de significância de 5%. Além disso, obtiveram-se os valores de JIC e δi através das curvas de resistência, mostrando que esses valores independem da geometria e do tamanho da trinca. / Fracture mechanics testing using standardized specimens have a high level of restriction to plastic deformation at the crack tip, due the bending stresses and deep crack lengths. Due to the use of these specimens geometry, there is a high conservatism on the obtained results of fracture toughness testing when applied on high toughness materials. The application of specimens closely modeling to the actual stress conditions in the component under consideration are necessary to evaluate structures containing defects with low levels of constraint and small safety margins to perform appropriately the engineering critical analysis (ECA). This work aims to analyze the influence of specimen geometry and crack length on the fracture toughness of API 5DP Tool Joint steel. This study consists in the execution of fracture toughness testing on two specimen geometries (SE(B) e SE(T)) and four normalized crack lengths (a0/W = 0,40; 0,50; 0,60; and 0,70) with the unloading compliance method. Design of experiments (DOE) was applied to obtain results regarding to the main factors effects and their interactions. From triplicates of each condition, resistance curves and unique values of fracture toughness (J integral and CTOD) were calculated, and the latter result was used to calculate the analysis of variance (ANOVA). The obtained outcomes show that the specimen geometry, crack length and the interaction between these factors have significant effect on the response variables (CTOD and J integral) on a significance level of 5%. In addition, there were obtained the values of JIC e δi through the resistance curves, showing that these values do not depend on the geometry and crack length.

Aços resistentes à abrasão possuem uma dureza elevada, sendo amplamente utilizados em aplicações em que o componente ou estrutura é submetido a situações em que é exigida alta resistência mecânica e resistência ao desgaste. Este tipo de aço pode ser aplicado para fabricação de implementos rodoviários, implementos agrícolas, montagem de altos fornos e na indústria de mineração. O presente trabalho visa analisar a influência da baixa temperatura na tenacidade de uma junta de aço resistente à abrasão da série 450HB soldado através do processo ao arco elétrico com arame tubular (Flux-Cored Arc Welding- FCAW). Para tanto foram realizados ensaios de tenacidade ao impacto (Charpy-V) no metal base, metal de solda e ZAC nas temperaturas de 25ºC, 0ºC, -20ºC, -60ºC, -80ºC e -100ºC com o objetivo de levantar a curva de transição dúctil-frágil para cada uma dessas regiões. Também foram realizados ensaios para medição da tenacidade à fratura pelo parâmetro CTOD (Crack Tip Opening Displacement) nas regiões do metal base, metal de solda e ZAC nas temperaturas 25ºC, 0ºC, -20ºC. Adicionalmente foram realizados perfis de microdureza Vickers, dureza Brinell, análise química do metal de base e do metal de solda, caracterização metalográfica (macrografia e micrografias) e análises fractográficas a fim de complementar o estudo da junta soldada. Os resultados mostram melhor desempenho do metal base em relação ao ensaio de impacto, entretanto, o metal de solda apresentou melhores resultados de tenacidade à fratura. A região da ZAC apresentou o pior desempenho entre as regiões em ambos os ensaios de tenacidade realizados. / Abrasion resistant steels have a high hardness, being widely used in applications where the component or structure is subjected to situations where high strength and wear resistance is required. This type of steel can be applied to the production of road equipment, agricultural implements, mounting blast furnaces and in the mining industry. The present work analyzes the influence of low temperature on the toughness of an abrasion resistant steel joint of 450HB series welded through the FCAW (Flux Cored Arc Welding-FCAW) process. It was performed tests of impact toughness (Charpy-V) in the base metal, weld metal and HAZ in the temperatures of 25ºC, 0ºC, -20ºC, -60ºC, -80ºC e -100ºC with the objective to raise the ductile-fragile transition curve for each one of these regions. Tests for measurement of fracture toughness by CTOD (Crack Tip Opening Displacement) parameter in the regions of the base metal, weld metal and HAZ in the temperatures of 25 º C, 0 º C, -20 º C were also performed. In addition, Vickers microhardness profile, Brinell hardness, chemical analysis of the base metal and weld metal, metallographic characterization (macrograph and micrographs) and fractography analysis were performed to complement the study of the welded joint. The results show better performance of the base metal in relation to the impact test, however, the weld metal showed a better fracture toughness. The region of the HAZ showed the worst performance among regions in both toughness tests performed.