MONTEZUMA, M. F. V. Modelagem computacional da propagação de trincas em vigas de pontes de aço sob carregamento cíclico de amplitude variável. 2002. 157 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2002. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-04-19T18:02:28Z No. of bitstreams: 1 2002_dis_mfvmontezuma.pdf: 4354563 bytes, checksum: 0f5031bc841753d1bfc1f5c2cdd57086 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-04-19T18:03:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2002_dis_mfvmontezuma.pdf: 4354563 bytes, checksum: 0f5031bc841753d1bfc1f5c2cdd57086 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-19T18:03:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2002_dis_mfvmontezuma.pdf: 4354563 bytes, checksum: 0f5031bc841753d1bfc1f5c2cdd57086 (MD5) Previous issue date: 2002 / Steel bridges are normally subjected to random loads with different traffic frequencies. This way, steel bridges are structures of dynamic behavior and are subjected to fatigue failure process. After localize and determine the amplitude of an existing flaw, its important predicts crack propagation and the convenient repair time. At this work, the fatigue crack propagation on steel beam bridges, has been studied under different spectrum of variable-amplitude loading. To study the fatigue crack growth was developed a computational code, using the root-mean-square and the cycle-by-cycle models. Different loads histories and initial crack length were considered input variables. This way was evaluate the dispersion of results of the expected structural life choosing different initial parameters. / Pontes de aço normalmente estão sujeitas a carregamentos cíclicos de amplitude variável com tipo e freqüência de tráfego ao acaso. Dessa forma, as pontes de aço, por serem estruturas de comportamento dinâmico, estão sujeitas a falhar por processo de fadiga. Após determinar a localização e a amplitude de uma falha existente, tem-se de imediato a preocupação com a previsão de propagação da mesma a fim de ter-se um tempo conveniente de reparo. Neste trabalho avaliou-se o problema de propagação de trincas de fadiga em vigas de pontes de aço sob diferentes espectros de carregamentos cíclicos de amplitude variável. Foi desenvolvido um programa computacional para a análise do crescimento das trincas utilizando-se os modelos do Valor Médio Quadrático e Ciclo-a-Ciclo. Considerou-se como variáveis de entrada do programa diferentes tamanhos iniciais de trincas e diferentes histórias de carregamentos. Dessa forma pôde-se avaliar a dispersão dos resultados de vida esperada da estrutura com a variação dos diferentes parâmetros de entrada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Odontologia, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-31T14:10:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345797.pdf: 1572899 bytes, checksum: 725105f21dad2b7bae080598af256d22 (MD5) Previous issue date: 2016 / O principal objetivo deste estudo foi avaliar a integridade mecânica após fadiga de coroas de silicato de lítio reforçadas com zircônia cimentadas e conectadas a sistemas de implantes do tipo cone Morse. Quarenta implantes de titânio foram inseridos em bases de poliacetal simulando osso de suporte. Os pilares protéticos correspondentes foram conectados aos implantes usando um torque de 20 N.cm controlado por um torquímetro digital portátil. Estruturas protéticas unitárias foram projetadas por computador para produzir coroas vitrocerâmicas de dissilicato de lítio (LD) ou silicato de lítio e zircônio (LZS) por termo- pressão. Após cimentação e conexão das coroas, os grupos implante-pilar-coroa foram submetidos a testes de fadiga (n = 10) sob uma carga de 200 N em 500.000 ciclos a 5 Hz imersos em solução eletrolítica a 37 °C. Depois dos ensaios de fadiga, as coroas de cada grupo foram removidas para avaliar valores de torque de remoção do pilar protético ao implante (n = 7). Os grupos de coroa-implante-pilar restantes foram seccionadas transversalmente em 90° em relação ao plano da conexão pilar-implante para a inspeção de fraturas e microgaps por microscopia eletrônica de varredura. Grupos controle foram imersos na solução eletrolítica mas não foram submetidos aos testes de fadiga. Após imersão em solução e sem efeito de fadiga, os valores de torque de remoção dos pilares para os grupos LD e LZS estavam em 18,014 ± 1,634 N.cm e 18,214 ± 0,813 N.cm, respectivamente. No entanto, os valores de torque de remoção diminuíram significativamente em ambos os grupos, registrando valores de 12,8 ± 1,6 N.cm e 14,9 ± 1,08 N.cm, para o grupo LD e o grupo LZS, respectivamente (p <0,05). Não houve diferença significativa nos valores de torque de remoção entre os dois grupos não submetidos à fadiga assim como entre os dois grupos teste (após fadiga). A análise microscópica revelou que o tamanho dos microgaps (0,9 ± 0,3 µm) encontrado em conexões implante-pilar aumentou significativamente (4,2 ± 0,9 µm) para os grupos submetidos a testes de fadiga (p<0,05). Além disso, foram detectadas micro-trincas nas interfaces entre coroa-adesivo e adesivo-pilar em ambos os sistemas após testes de fadiga. As coroas vitrocerâmicas à base de silicato de zircônio e lítio cimentadas e aparafusadas aos implantes dentários resistiram aos testes de fadiga simulando um período de seis meses de mastigação. No entanto, os resultados confirmaram uma diminuição do torque nos pilares com o aumento dos microgaps das conexões pilar-implante e a presença de micro-trincas nas interfaces coroa-adesivo como consequência do estímulo mecânico dinâmico.<br> / Abstract : The main aim of this study was to assess the mechanical integrity of zirconium- lithium silicate crowns cement- and screw- retained to a Morse taper titanium implant-abutment system after fatigue. Forty titanium implants were placed in poliacetal to mimic bone support. Abutments were torqued to the implants on 20 N.cm using a digital handheld torque meter. Each implant-abutment received a unit maxillary premolar crown that was computer-designed and hot-pressed. Crowns were divided into two groups: A) lithium disilicate (LD); or B) zirconium-lithium silicate glass-ceramic (LZS). Implant-abutment-crown groups were submitted to mechanical cycling tests (n = 10) on 200 N at 5 Hz for 500,000 cycles in a Ringer?s electrolytic solution (37 °C). After fatigue tests, crowns from each group were removed to evaluate removal torque values on abutment to implant. The remaining crown-implant-abutment assemblies were cross-sectioned at 90° to the implant-abutment joint for inspection of cracks and the microgap by scanning electron microscopy. After immersion in Ringer's solutions, removal torque values without effect of fatigue recorded for LD group were at 18.0 ± 1.6 N.cm while values at 18.2 ± 0.8 N.cm were recorded for LZS group. However, removal torque values after fatigue tests significantly decreased down to 12.8 ± 1.6 N.cm for LD while LZS group revealed values at 14.9 ± 1.1 N.cm for LZS (p < 0.05). There was no significant difference in torque values between the test groups after fatigue. Microscopic analyses revealed that the microgap size found at implant-abutment connections at about 0.9 ± 0.3 µm significantly increased up to 4.2 ± 0.9 µm for the groups subjected to fatigue tests. Also, cracks at the crown-adhesive or at adhesive-abutment interfaces were detected at both systems after fatigue tests. Zirconium-lithium silicate glass-ceramic crowns cement- and screw-retained to dental implants were mechanically successful under fatigue testing in an electrolyte solution. However, the findings confirmed a loosening of mechanical integrity of the crown-adhesive-abutment interfaces as well as decrease in removal torque values on abutment to implant joints after fatigue.

Componentes mecânicos conformados, possuem maior resistência quando comparados aos produzidos por outros processos de fabricação como fundição ou usinagem. Entre os motivos está a heterogeneidade de sua estrutura resultante da orientação da fibragem. Isto se deve pelo fenômeno de anisotropia que o processo de conformação induz ao material. Sabendo desta afirmação, muitas vezes, projetistas se perguntam o quanto esta orientação representa na resistência e na vida de um componente ou se esta não estiver adequada ao projeto do componente, o quanto poderá comprometer seu desempenho. Este trabalho compara quantitativamente através de ensaio de fadiga flexo rotacional em corpos de prova forjados a quente a influência da orientação da fibragem, simulando uma configuração adequada, isto é, com a fibragem disposta longitudinalmente e orientada no sentido de laminação e uma configuração não adequada, com a fibragem disposta transversalmente a 90° do sentido de laminação. Por fim para efeito de comparação foram testados corpos de prova usinados diretamente da barra laminada, com sua fibragem disposta longitudinalmente para verificar qual o impacto desta situação frente ao processo de forjamento a quente. Os resultados dos testes demonstram a importância deste estudo, pois fica comprovado que os corpos de prova forjados com a fibragem disposta longitudinalmente no sentido de laminação, apresentaram uma vida a fadiga superior as demais configurações testadas. Já as demais configurações apresentaram valores semelhantes nos testes de fadiga. / Mechanical formed components have greater resistance when compared with those produced by other manufacturing processes such as casting or machining. Among the reasons is the heterogeneity of its structure resulted from the grain flow orientation. This is due to the anisotropy phenomenon which forming process induces to the material. This statement knowledge often, make designers wonder how this orientation is related to the component resistance and life, or if it is not appropriate to the component design how it could implicate on their performance. This study compares quantitatively by rotational flexing fatigue test the grain flow orientation influence on forged specimens, simulating a suitable configuration, i.e. with the grain flow orientation longitudinally disposed and oriented to the rolling direction and another with a non-adequate configuration, with the grain flow orientation 90° transversely disposed to the rollin g direction. Lastly specimens machined from the rolled bar were tested for comparison, with its grain flow orientation longitudinally disposed in order to check this situation impact compared to the hot forging process. The test results evidenced the importance of this study as it is proven that the forged specimens with the grain flow orientation disposed longitudinally to the rolling direction presented a higher fatigue life compared to the other tested configurations. The other studied settings presented similar values in fatigue tests.

As condições para a exploração do petróleo em campos do pré-sal são mais severas que as convencionais no que se refere à pressão, temperatura, concentração de CO2 e H2S. Nesse contexto, os dutos responsáveis pela transferência do petróleo do fundo do mar até os tanques de armazenamento na superfície representam uma importância fundamental no processo de produção do petróleo. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento em corrosão-fadiga de juntas soldadas do aço API 5L X60 em solução aquosa salina contendo 115.000 ppm de cloretos e CO2 e avaliar a influência do H2S e do inibidor de corrosão. A ênfase na avaliação da região da solda se dá por ela ser um dos pontos mais suscetíveis a sofrer o processo de degradação por corrosão-fadiga. Nessa região, além do concentrador de tensões, são geradas tensões residuais trativas e mudanças microestruturais devido ao processo de soldagem que acarretam em queda no desempenho em fadiga na presença de meios agressivos. Neste estudo utilizou-se controle de carga sob flexão a quatro pontos, razão de carregamento de 0,1, frequência de carregamento de 0,5 Hz e run out de 1 milhão de ciclos. Com as curvas de Wöhler geradas, os resultados foram comparados e foi possível verificar o efeito benéfico causado pela utilização do inibidor de corrosão e o efeito deletério associado à presença de H2S. / The conditions for the oil fields exploitation in the pre-salt are more severe than those present in usual conditions, regarding to pressure, temperature, CO2 and H2S concentration. In this case, the pipelines responsible for the oil transfer from the seabed to the surface storage tanks represent a fundamental importance in the production of oil. Thus, the aim of this work is to study the corrosion-fatigue behavior of welded steel API 5L X60 in aqueous salt solution containing 115.000 ppm of chlorides and CO2, also, evaluate the influence of H2S and corrosion inhibitor. Bearing in mind that the weld region is one of the most likely to suffer degradation process of corrosion-fatigue, due to the tensile residual stresses generated by the welding process, which are aggravated in the presence of aggressive environment. The experiments were conducted using force control in a four point bending configuration, load ratio of 0.1, loading frequency of 0.5 Hz and run out of one million cycles. With the Wöhler curves plotted, the results were compared and it was possible to verify the beneficial effect caused by the use of corrosion inhibitor and the harmful effect caused by the presence of H2S.

Este trabalho buscou avaliar a técnica ultrassônica de Tempo de Voo da Onda Difratada (TOFD - Time-Of-Flight-Diffraction) para o monitoramento de trincas de fadiga nucleadas no interior de tubos de aço Superdúplex. Para isso, foram fabricados corpos de prova do tipo single edge bending SE(B) a partir de um tubo de aço Superdúplex sem costura. Estas amostras foram ensaiadas em fadiga, e o crescimento de trinca foi monitorado com as técnicas de TOFD, de Flexibilidade no Descarregamento (Compliance) – durante os ensaios, foram dadas sobrecargas mecânicas que causaram deformação plástica. As deformações serviram de pontos de referência para analisar o crescimento de trinca. Para aferir a validade os resultados obtidos com o TOFD nos ensaios de fadiga e fazer uma correlação com o monitoramento em campo de defeitos em tubos de aço Superdúplex, foi fabricado um padrão que simulou um tubo com defeito interno conhecido. Este padrão foi inspecionado com o TOFD, empregando os mesmos equipamentos e parâmetros utilizados nos ensaios de fadiga. Foi possível monitorar o crescimento de trinca em fadiga utilizando a técnica de TOFD e houve forte correlação entre os dados obtidos com o TOFD e o Compliance. A inspeção no tubo padrão manteve uma diferença entre a medida real e a obtida com o TOFD proporcional às encontradas durante o monitoramento dos ensaios de fadiga. / This study aimed to evaluate the ultrasonic technique Time-Of-Flight-Diffraction (TOFD) in monitoring fatigue nucleated cracks within super duplex steel pipes. In order to do it, single edge bending SE (B) specimens were manufactured using a super duplex steel seamless pipe. These samples were tested in fatigue and crack growth was monitored with two different techniques: TOFD and Flexibility in Unloading (Compliance). During the tests, it was used mechanical overloadings so deformation would be cause on the steel pipes. The deformations caused by that served as reference points to analyze the cracking growth. Thus, to assess the validity of the data obtained with the TOFD in fatigue tests, it was made a pattern that simulated a tube with known internal defect. This pattern was inspected with the TOFD, using the same equipment and parameters used in the fatigue tests. A correlation with the monitoring of defects field super duplex steel pipes was also made. The experiment has shown it is possible to monitor the cracking growth fatigue using the TOFD technique. Figures indicate, as well, there is a strong correlation between results obtained with the TOFD and Compliance. The inspection of the standard steel pipe maintained a difference between the actual measurement and obtained measurement. That difference was proportional from TOFD data and those found during the monitoring of the fatigue tests.

O objetivo deste trabalho foi estudar diferentes rotas de fabricação de um componente automotivo e avaliar quais destas rotas permitiriam o atendimento dos requisitos técnicos com possibilidade de redução dos custos de fabricação. Os fabricantes de autopeças estão inseridos em um mercado de alto risco e elevada competitividade, assim, estes fabricantes, arcam com diversos custos para atendimento de requisitos, em alguns casos exigentes em demasia e desnecessários, por parte do cliente. O foco de componentes automotivos deve se basear em requisitos de natureza mecânica, como resistência a tração, resistência ao impacto, resistência a fadiga, etc. O desempenho mecânico de um componente depende do seu processo de fabricação e da matéria-prima utilizada, sendo estes os dois fatores de maior importância e representatividade no custo de fabricação de um componente. O processo de fabricação de um componente mecânico específico foi simulado fisicamente com duas matérias primas alternativas disponíveis no fabricante e com dois tratamentos térmicos distintos, além da utilização de shot peening no final do processo, gerando 8 diferentes rotas de fabricação Foram avaliados os aços SAE 1045H e DIN 38MnVS6 como opções de matéria-prima alternativa, além dos tratamentos térmicos de têmpera e revenimento e resfriamento em esteira. Foram realizadas análises de composição química e microestrutural para cada aço e tratamento térmico, além de avaliação de dureza, resistência a tração, resistência ao impacto, análise de tensões residuais e desempenho em fadiga. Os requisitos de dureza e resistência mecânica foram satisfatórios para todas as condições, exceto para o SAE 1045H com resfriamento em esteira. O desempenho em fadiga dos materiais sem shot peening não foram satisfatórios, apenas para o DIN 38MnVS6 com resfriamento em esteira apresentou desempenho próximo ao esperado, sendo todas rotas de fabricação sem shot peening reprovadas. Para os materiais com shot peening, apenas o SAE 1045H apresentou resultado insatisfatório, os demais materiais atenderam a especificação de fadiga. Pôde ser observada a influência das tensões residuais superficiais compressivas no desempenho em fadiga do componente, além disto, foi verificado a possibilidade de produzir o componente em três diferentes rotas de produção, podendo gerar uma redução de custo de até 12%. / The aim of this work was to study different manufacturing routes of an automotive component and, meantime, evaluate which of these routes would allow the fulfillment of technical requirements with the possibility of reducing manufacturing costs. Auto parts manufacturers are placed in a high-risk and highly competitive market, in addition to shouldering costs to meet requirements in some demanding and, sometimes, unnecessary cases by the customer. The focus of automotive components should be based on requirements of a mechanical nature, such as tensile strength, impact resistance, fatigue resistance, etc . The mechanical performance of a component depends on the manufacturing process and raw material used, these being the two most important factors in the representation and manufacturing cost of a component. The manufacturing process of a particular mechanical component was physically simulated with two alternative materials, both available from the manufacturer with two different heat treatments, in addition to the use of shot peening by the end of the process, generating eight different manufacturing routes. Were evaluated the SAE 1045H steel and DIN 38MnVS6 as an alternative raw material, in addition to heat treatment of quenching and tempering, the current process, and forced air cooling Chemical and microstructural analysis of each steel composition and heat treatment were performed, in addition to evaluation of hardness, tensile strength, impact resistance, analysis of residual stresses and fatigue performance. The requirements of mechanical properties were satisfactory for all conditions except for the SAE 1045H air-cooled. The fatigue performance of materials without shot peening were not satisfactory, only for DIN 38MnVS6 air cooled the performance was close to the specification, so all manufacturing routes without shot peening were disapproved. For materials with shot peening, only the SAE 1045H presented non-satisfactory result, other materials attended fatigue specification. It was observed the influence of surface compressive residual stresses in the component fatigue performance, furthermore, it was verified the possibility of producing the component three different routes, allowing a cost reduction up to 12%.

Introdução: Fadiga é uma manifestação clínica importante na artrite reumatoide (AR). Atualmente, a avaliação de fadiga em AR é realizada através de questionários subjetivos, incluindo aspectos emocionais e sociais. No entanto, sabe-se que a fadiga pode estar acentuada no plano periférico e esta abordagem é pouco estudada nestes pacientes. Objetivo: Avaliar a relação entre a percepção de fadiga e fadiga muscular em pacientes com artrite reumatoide. Métodos: Trinta e oito pacientes do sexo feminino com AR foram incluídos. Os pacientes foram estratificados por DAS-28 e por três grupos etários (grupo I: 32-48 anos; grupo II: 49-54 anos de idade, e grupo III: 55-65 anos de idade). A fadiga muscular [avaliado por mudanças na magnitude (root mean square-RMS) e freqüência (média de freqüência-MDF) de ativação muscular durante os 60s do teste de força de quadríceps] e percepção de fadiga (FACIT-F) foram avaliadas. Além disso, dados demográficos [duração idade e doença, calculado pelo tempo decorrido a partir de diagnóstico], hemoglobina (g/ dL), DAS-28, HAQ, qualidade de vida (SF-36) e International Physical Activity Questionnaire (IPAQ, versão longa) foram medidos. A significância foi assumida quando p≤0.05. Resultados: Nenhuma associação foi observada quando os pacientes foram estratificados por DAS-28 e quando os pacientes foram estratificados por idade no grupo III. Moderada correlações estatisticamente significativas entre MDF e FACIT-F e FACIT-TOI (r = 0,6; p = 0,03 e r = 0,5; 0,04, respectivamente) foram encontrados no grupo I. No grupo II foram encontradas moderadas correlações estatisticamente significativas entre FACIT-TOTAL e RMS e MDF (r = 0,6; p = 0,01 e r = -0,5; p = 0,04, respectivamente). Conclusão: Moderada relação entre fadiga muscular e percepção de fadiga sugere que ambas as estratégias de avaliação podem ser complementares e têm um efeito benéfico sobre comorbidades AR. / Introduction: Fatigue is a major clinical manifestation in rheumatoid arthritis (RA). Actually, the assessment of fatigue in RA is realized through to subjective questionnaires, including emotional and socials aspects. However, known to that fatigue may be sharp in peripheral plane and this approach is little studied in these patients. Objective: To assess the relationship between perception of fatigue and muscle fatigue in patients with RA. Methods: Thirty eight female patients with RA were included. Patients were stratified by DAS-28 and by three age groups (group I: 32-48 years old; group II: 49-54 years old; group III: 55-65 years old). Muscle fatigue [assessed by changes in magnitude (i.e. root mean square-RMS) and frequency (i.e. median frequency-MDF) of muscle activation during a 60-s quadriceps strength test] and perception of fatigue (FACIT-F) were assessed. In addition, demographic data [age and disease duration, calculated by elapsed time from diagnostic], hemoglobin (Hb-g/dL), DAS-28, HAQ, quality of life (SF-36) and International Physical Activity Questionnaire (IPAQ, long version) were measured. Significance was assumed when p≤0.05. Results: No association was observed when patients were stratified by DAS-28 and when patients were stratified by age in group III. Moderate statistically significant correlations between MDF and FACIT-F e FACIT-TOI (r=0.6;p=0.03 and r=0.5;0.04, respectively) were found in group I. In group II moderate statistically significant correlations were found between FACIT-TOTAL and RMS and MDF (r=0.6;p=0.01 and r=-0.5;p=0.04, respectively). Conclusion: Moderate relationship between muscle fatigue and perception of fatigue suggests that both evaluation strategies can be complementary and have a beneficial effect on RA comorbidities.

Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-08T13:53:17Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_InfluênciaGrauDeformação.pdf: 18295639 bytes, checksum: 53f500515e5f55f15506a44ca75b05c0 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T17:51:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_InfluênciaGrauDeformação.pdf: 18295639 bytes, checksum: 53f500515e5f55f15506a44ca75b05c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T17:51:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_InfluênciaGrauDeformação.pdf: 18295639 bytes, checksum: 53f500515e5f55f15506a44ca75b05c0 (MD5) Previous issue date: 2005 / Nesse trabalho, o crescimento de trinca da/dN x ΔK foi estudado em dois aços bifásicos largamente usados na indústria automotiva, com cerca de 8% a 12% de fração volumétrica de martensita. A principal diferença entre esses aços é a composição química. Um dos aços tem adições de cromo enquanto o outro tem silício como elemento de liga. Além da composição química, o efeito de 10% de pré-deformação e tratamento térmico de “Baking Hardening” na resistência à fadiga foi verificado. Os aços bifásicos têm mostrado recentemente excelente resistência ao crescimento de trinca por fadiga, particularmente a baixas taxas de crescimento, perto do fator limiar de intensidade de tensão (ΔKTh), abaixo do qual as trincas permanecem paradas (latentes). Essa resistência depende da microestrutura do aço e é atribuida primeiramente à morfologia do caminho percorrido pela trinca e associação com efeitos de fechamento de trinca. Corpos-de-prova do tipo C(T) com 3,85mm de espessura e 50mm de largura na orientação T-L foram usados nos experimentos. A freqüência de ensaio foi de 30Hz e os experimentos foram realizados ao ar (aproximadamente 25ºC, R.H.=60%), e razão entre tensões R, de 0,1. Os resultados mostraram que os dois aços têm comportamento similar na resistência ao crescimento de trinca por fadiga. Não foi notado um efeito significante do tratamento mecânico e térmico nos dois aços, o que representa um resultado prático bastante interessante, pois esses tratamentos fazem parte do processo de fabricação das rodas. Modelos matemáticos de previsão de vida em fadiga por equações de Paris, Forman, Priddle, Collipriest, Elber e Hall, foram empregados, e os resultados experimentais mostraram uma boa concordância com os mesmos na região II. Desses modelos o que melhor se ajustou aos resultados experimentais foi o de Priddle. Os outros modelos apresentam uma característica menos conservativa na região do ΔKth que o de Priddle, o que torna esse modelo mais interessante se redução de peso e custos forem objetivos do projeto. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this work, fatigue crack growth da/dN x ΔK has been studied in two dual-phase steels broadly used in the automotive industry, with, approximately, 8% to 12% of martensite volumetric fraction. The main difference between the steels is the chemical composition: one of the steels has chromium additions while the other has silicon as an alloy element. Besides the chemical composition, the effect of 10% of predeformation and a bake hardening heat treatment in the resistance to fatigue were verified. Dual-phase steels have been shown recently to display excellent resistance to fatigue crack growth, particularly at low growth rates approaching the threshold stress intensity range (ΔKth) below which long cracks remain dormant. Such resistance depends on the microstructure of the steel and is attributed primarily to meandering crack path morphology and associated crack closure effects. C(T) specimens with 3.85mm thickness and 50mm width in T-L orientation were used for the experiments. Testing frequency was 30Hz. The experiments were performed in ambient air (approximately 25oC, R.H. = 60%), at R stress ratio of 0.1. Results showed that the two steels present a similar behavior in fatigue crack growth resistance. It was not noticed significant effect of the mechanical and heat treatments in both steels. This is a very interesting practical result, because these treatments are part of the industrial process. Mathematical Models of Paris, Forman, Priddle, Collipriest, Elber and Hall were used and the experimental results showed a good agreement with them in region II. The best fitness in the results is Priddle. The others models presents a less conservative characteristic at ΔKth region in relation to the Priddle model, This reason becomes this model interesting if weight and costs reduction are important on the project.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-10-13T20:46:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoComparativoComportamento.pdf: 4220568 bytes, checksum: b80a4e44e6f319dbcc3acd8e922c9cdc (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-10-26T13:03:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoComparativoComportamento.pdf: 4220568 bytes, checksum: b80a4e44e6f319dbcc3acd8e922c9cdc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T13:03:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoComparativoComportamento.pdf: 4220568 bytes, checksum: b80a4e44e6f319dbcc3acd8e922c9cdc (MD5) Previous issue date: 2015 / A indústria ferroviária tem como um dos principais modos de falhas a fratura por fadiga iniciada no boleto de trilhos e com sentido de propagação transversal em direção à alma e patim do trilho, gerando paralisação da via permanente e muitas vezes acidentes de proporções catastróficas. Três tipos de trilhos (aços) premium (alta resistência mecânica) foram estudados pela caracterização metalúrgica e mecânica, principalmente por intermédio de conceitos da Mecânica de Fratura, através dos ensaios de propagação de trinca por fadiga (da/dN x ΔK) e de tenacidade à fratura (KIC). Os aços estudados foram: 1. tratado térmicamente no boleto e microligado ao vanádio, 2. tratado térmicamente no boleto e hipereutetóide e 3. tratado térmicamente na profundidade do boleto. Nos resultados obtidos o aço tratado térmicamente no boleto e hipereutetóide mostrou-se com o melhor desempenho em relação a propagação de trinca por fadiga, além de mostrar-se com maior tenacidade à fratura. Desta forma, o aço tratado térmicamente no boleto e hipereutetóide pode utilizar ciclos mais longos (espaçados) de manutenção preventiva como inspeção por ultrassom, esmerilhamento e substituição, tornando-se o mais recomendado a ser adotado na via permanente entre os aços estudados. _________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The railway industry has as a major failure modes fatigue fracture started in the rail head and with direction of propagation to the web and base of rail, causing interruption of railway and often accidents of catastrophic proportions. Three types of rails (steel) premium (high strength) were studied by metallurgical and mechanical characterization, principally by concepts of Fracture Mechanics, through the crack fatigue propagation tests (da / dN x ΔK) and of Fracture Toughness (KIC). The steels studied were: 1. Heat treated in rail head and micro alloyed by vanadium, 2. Heat treated in rail head and hypereutectoid and 3. Heat treated in the depth of rail head. In the results obtained the steel heat treated in rail head and hypereutectoid showed with the best performance in relation to the crack propagation fatigue, and showed with better fracture toughness. The steel heat treated in rail head and hypereutectoid needs longer cycles (spaced) of preventive maintenance inspection as ultrasound, grinding and replacement, becoming the most recommended to be adopted in railway between the studied steels.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-11-03T20:23:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoCaracterísticasMicroestruturais.pdf: 4622852 bytes, checksum: 235793baeaf245cfb090fd33619308ff (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-11-04T17:02:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoCaracterísticasMicroestruturais.pdf: 4622852 bytes, checksum: 235793baeaf245cfb090fd33619308ff (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-04T17:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoCaracterísticasMicroestruturais.pdf: 4622852 bytes, checksum: 235793baeaf245cfb090fd33619308ff (MD5) Previous issue date: 2015 / Dois diferentes tipos de aços eutetóides são empregados na fabricação de trilhos ferroviários usados hoje na construção e manutenção das estradas de ferro do Brasil pela empresa Valor Logística Integrada – VLI. Porém não há produção nacional de trilhos, e a VLI importa esses componentes principalmente do Japão, China e Estados Unidos. Trilhos do tipo standard e premium são classificados de acordo com a presença de elementos de liga em sua composição e de acordo com o tratamento térmico realizado no boleto do trilho. Este trabalho caracteriza a microestrutura, o comportamento mecânico, determina a tenacidade à fratura e o comportamento em propagação de trinca por fadiga de dois trilhos (um standard e um premium), provenientes do Japão e da China. A microestrutura foi avaliada por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV). O tamanho médio das colônias de perlita e o espaçamento interlamelar foram medidos. Além disso, foram realizados ensaios de dureza e tração, ensaios de tenacidade à fratura (mecânica de fratura linear elástica - KIC), e ensaios de propagação de trincas por fadiga (da/dN x K). As superfícies de fratura dos corpos de prova de todos os ensaios foram analisadas via MEV para confirmar o mecanismo de fratura material. As análises metalográficas mostraram a presença de perlita fina em todos os aços como constituinte majoritário, com uma distribuição normal de inclusões, mas com diferenças entre as características microestruturais (tamanho de colônia e espaçamento interlamelar) entre os dois aços estudados. Os ensaios mecânicos mostraram que existe uma diferença de resistência mecânica entre os aços. Os aspectos microestruturais foram correlacionados com os resultados da mecânica de fratura e de propagação de trincas por fadiga, a fim de mostrar o efeito da microestrutura no comportamento mecânico dos aços, que são informações relevantes para uma seleção adequada dos aços, pela VLI, para aplicações ferroviárias. Confirmou-se que uma estrutura mais refinada apresenta maior valor de dureza e de resistência mecânica, menor valor de tenacidade à fratura KIC e pior comportamento em fadiga, com menor valor de resistência à propagação de trinca por fadiga na região de crescimento de trinca I (KTH). A fractografia confirmou o comportamento frágil desses materiais. ________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Two different types of eutectoid steels are used in the manufacture of rails used in the construction and maintenance of Brazilian railroads, by the Valor Logística Integrada – VLI company. However, there is no national production of these type of steels and VLI buys rails mainly from Japan, China and United States. Premium and Standard types of rails are classified depending on the presence of certain alloying elements and the heat treatment done on the rails head. The present work characterizes the microstructure, the mechanical behavior, and determines the fracture toughness and fatigue behavior of two of those steels (one Standard and one Premium), from Japan and China. The microstructure was evaluated by light optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Average grain size and pearlite interlamellar spacing were measured. In addition, hardness, tensile tests, fracture toughness tests (linear elastic fracture mechanics - KIC), and fatigue crack propagation tests (da/dN x K) were performed. The fracture surfaces of the specimens of all tests were analyzed via SEM to confirm the fracture mechanism of each material. Metallographic examination showed the presence of fine pearlite in all steels as major constituent, with a normal distribution of inclusions, but with differences between the microstructural characteristics (colony size and interlamelar spacing) of the two steels. Mechanical tests also showed a large difference in strength between the steels. The microstructural aspects were correlated with the results of fracture mechanics and fatigue crack propagation 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, by VLI. It was confirmed that a more refined microstructure has larger value of hardness and greater tensile strength, lower value of fracture toughness KIC and worse fatigue behavior, with smaller value of fatigue propagation resistance in crack growth region I (KTH). The fractography confirmed the brittle behavior of the materials studied.