Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-22T00:16:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho apresenta uma avaliação de desempenho realizada na liga 800H, utilizada normalmente em reatores e caldeiras, à temperatura ambiente sob carregamento combinado, este envolvendo componentes axial e de torção, de modos proporcional e não proporcional, com controle de deformação. O enfoque dos ensaios concentra-se na etapa de nucleação de trincas, uma vez que o componente em serviço é solicitado em fadiga biaxial de alto ciclo, oriunda de um carregamento combinado, e a maior parte da vida do componente é consumida nesta etapa. Para a determinação do número de ciclos para nucleação de trinca o ensaio mecânico foi interrompido em diferentes instantes de tempo e a superfície do corpo de prova foi analisada por réplicas metalográficas. Constatou-se que este valor diminui com o aumento da amplitude de deformação imposta no carregamento. As trincas nucleadas foram caracterizadas por suas localizações no interior dos grãos, bem como por suas posições em relação aos planos das trincas, estes últimos perpendiculares às tensões normais máximas. Foi constatado, através de técnica de difração de elétrons retro-espalhados (DERE) obtida no microscópio eletrônico de varredura (MEV), que o plano cristalográfico {001} do grão onde ocorreu a nucleação da trinca é o de menor resistência à fadiga. O tamanho da zona plástica na ponta da trinca foi averiguado através da técnica de contraste por canalização de elétrons (CCE), a qual mostrou-se suficientemente sensível, isto é, precisa, para tal aplicação. A partir da determinação deste valor foi possível caracterizar as trincas em relação ao critério de trinca microestuturalmente ou mecanicamente pequena. A estrutura de discordâncias resultante dos carregamentos foram observadas no MEV e no microscópio eletrônico de transmissão (MET), sendo possível, em muitos casos, dispensar o uso do MET, devido a consistência das imagens obtidas em ambos. Por fim, medidas de microdureza foram relacionadas com os tipos de estruturas de discordâncias resultantes dos carregamentos. Constatou-se que os carregamentos não proporcionais resultam num emaranhado de discordâncias, que dificultam as discordâncias móveis de deslizar, e, consequentemente, apresentam um maior encruamento cíclico e um valor mais elevado de microdureza. Já em carregamentos proporcionais as estruturas de discordância podem ser na forma de labirinto ou célula, apresentando, desta forma, valores menores de encruamento cíclico e microdureza do que em carregamento não proporcional.

Este projeto faz parte de uma Rede Interdisciplinar de Pesquisa em Superligas no Brasil (Projeto Pró-Engenharias - CAPES), que tem como objetivo o desenvolvimento técnico e científico do Brasil nesta classe de materiais. A rede é composta por especialistas de estabelecida competência em assuntos fundamentais para o desenvolvimento de materiais estruturais, tais como: fusão em vácuo, solidificação direcional, relações orientação-propriedade, tratamentos térmicos, fluência, fadiga em alta temperatura, oxidação e corrosão a quente. Assim, na parte que compete a este pesquisador, foram estudadas as propriedades de fadiga em altas temperaturas da liga MAR-M247 e de uma nova liga, a liga MAR-M247 modificada pela substituição do Ta pelo Nb, e sendo doravante denominada MAR-M247(Nb). Foram desenvolvidos estudos correlacionando parâmetros intrínsecos do material, como composição química e microestrutura adicionalmente a parâmetros extrínsecos, tais como: temperatura, estudo de oxidação, propriedades de fadiga, ensaios de tração em temperatura ambiente, 250, 500, 700, 800, 900 e 1000ºC, conforme as normas AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM) E 8M-00 e ASTM E 21-00. Em relação aos ensaios de fadiga foram realizados ensaios de nucleação de trincas , conforme a norma ASTM E466-07 e os resultados foram apresentados na forma de curvas S-N e analisados estatisticamente segunda a norma ASTM E739-10. Para auxiliar na definição dos micromecanismos de fadiga, as superfícies de fratura foram analisadas utilizando o microscópio eletrônico de varredura (MEV) e microscópio ótico estereoscópico (MO). Foi realizado ensaio de oxidação para verificar a susceptibilidade a oxidação das ligas, sendo este um dos fatores que afetam a vida em fadiga em alta temperatura. / This project is part of an interdisciplinary network of Research in Super League in Brazil (Project Pro-Engineering - CAPES), which aims to technical and scientific development of Brazil in this class of materials. The network is composed of experts of established competence in matters fundamental to the development of structural materials, such as: vacuum melting, directional solidification, relationships property-oriented, heat treatment, creep, fatigue in high temperature oxidation and hot corrosion. Thus, at the racing this researcher, were studied the fatigue properties at high temperatures MAR-M247 alloy and a new league, which in reality is the MAR-M247 alloy modified by replacing the Ta by Nb, and being hereinafter referred to as MAR-M247 (Nb). Were designed studies correlating parameters intrinsic material, such as chemical composition and microstructure, with extrinsic parameters such as: temperature and type of loading, with the properties fatigue. Thus, tensile tests at room temperature environment, 250, 500, 700 and 900ºC, and tests for compression at temperatures of 700 and 900ºC were performed to determine the elastic behavior and elastoplastic material, according to the ASTM E-8M 00, ASTM E 21-00 and ASTM E209-00. Were also conducted testing of fatigue crack nucleation, as ASTM E466-07. The results were presented at form of SN curves and statistically analyzed the second ASTM E739-10. To assist in the definition of micromechanics of fatigue, the fracture surfaces were examined in a scanning electron microscope (SEM) and stereoscopic optical microscope (OM). Was oxidation test performed to check susceptibility to oxidation of the alloy, which is the factor affecting the fatigue life.

Este projeto faz parte de uma Rede Interdisciplinar de Pesquisa em Superligas no Brasil (Projeto Pró-Engenharias - CAPES), que tem como objetivo o desenvolvimento técnico e científico do Brasil nesta classe de materiais. A rede é composta por especialistas de estabelecida competência em assuntos fundamentais para o desenvolvimento de materiais estruturais, tais como: fusão em vácuo, solidificação direcional, relações orientação-propriedade, tratamentos térmicos, fluência, fadiga em alta temperatura, oxidação e corrosão a quente. Assim, na parte que compete a este pesquisador, foram estudadas as propriedades de fadiga em altas temperaturas da liga MAR-M247 e de uma nova liga, a liga MAR-M247 modificada pela substituição do Ta pelo Nb, e sendo doravante denominada MAR-M247(Nb). Foram desenvolvidos estudos correlacionando parâmetros intrínsecos do material, como composição química e microestrutura adicionalmente a parâmetros extrínsecos, tais como: temperatura, estudo de oxidação, propriedades de fadiga, ensaios de tração em temperatura ambiente, 250, 500, 700, 800, 900 e 1000ºC, conforme as normas AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM) E 8M-00 e ASTM E 21-00. Em relação aos ensaios de fadiga foram realizados ensaios de nucleação de trincas , conforme a norma ASTM E466-07 e os resultados foram apresentados na forma de curvas S-N e analisados estatisticamente segunda a norma ASTM E739-10. Para auxiliar na definição dos micromecanismos de fadiga, as superfícies de fratura foram analisadas utilizando o microscópio eletrônico de varredura (MEV) e microscópio ótico estereoscópico (MO). Foi realizado ensaio de oxidação para verificar a susceptibilidade a oxidação das ligas, sendo este um dos fatores que afetam a vida em fadiga em alta temperatura. / This project is part of an interdisciplinary network of Research in Super League in Brazil (Project Pro-Engineering - CAPES), which aims to technical and scientific development of Brazil in this class of materials. The network is composed of experts of established competence in matters fundamental to the development of structural materials, such as: vacuum melting, directional solidification, relationships property-oriented, heat treatment, creep, fatigue in high temperature oxidation and hot corrosion. Thus, at the racing this researcher, were studied the fatigue properties at high temperatures MAR-M247 alloy and a new league, which in reality is the MAR-M247 alloy modified by replacing the Ta by Nb, and being hereinafter referred to as MAR-M247 (Nb). Were designed studies correlating parameters intrinsic material, such as chemical composition and microstructure, with extrinsic parameters such as: temperature and type of loading, with the properties fatigue. Thus, tensile tests at room temperature environment, 250, 500, 700 and 900ºC, and tests for compression at temperatures of 700 and 900ºC were performed to determine the elastic behavior and elastoplastic material, according to the ASTM E-8M 00, ASTM E 21-00 and ASTM E209-00. Were also conducted testing of fatigue crack nucleation, as ASTM E466-07. The results were presented at form of SN curves and statistically analyzed the second ASTM E739-10. To assist in the definition of micromechanics of fatigue, the fracture surfaces were examined in a scanning electron microscope (SEM) and stereoscopic optical microscope (OM). Was oxidation test performed to check susceptibility to oxidation of the alloy, which is the factor affecting the fatigue life.