Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-08T15:57:59Z
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Previous issue date: 2017-11-28 / Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF);Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / O objetivo principal deste trabalho é a caracterização experimental do aço inoxidável 304L sob carregamentos cíclicos e monotônicos. Busca-se analisar comportamentos como: a influência da taxa de deformação e do tratamento térmico de normalização nas propriedades monotônicas; endurecimento/amolecimento cíclicos; Masing/não-Masing; evolução da tensão de escoamento cíclica; comportamento de fadiga; propagação de trincas de fadiga e transformação de fase martensítica induzida por carregamentos cíclicos. A metodologia utilizada foi a realização de ensaios monotônicos de tração sob diversas taxas de carregamento no material nas condições de como recebido e após o tratamento térmico da normalização. Além disto, ensaios cíclicos do tipo tração/compressão e torção alternada controlados por deformação foram realizados. Por fim, foram realizadas análises metalográficas para caracterização da microestrutura do aço 304L antes e depois de ensaios cíclicos e foram feitas medições de dureza para analisar a influência da normalização no aço 304L. Os resultados revelam forte dependência da taxa de deformação e da normalização no comportamento elasto-plástico monotônico do aço 304L. A normalização ainda induziu a diminuição na dureza do material. No contexto da plasticidade cíclica, o aço 304L não apresenta estabilização das amplitudes de tensão para diferentes amplitudes de deformação prescritas, principalmente devido ao efeito do endurecimento secundário, que predomina pela maior parte dos experimentos. As análises metalográficas indicam que o endurecimento secundário pode estar relacionado à transformação de fase martensítica no aço 304L. Foram observados outros fenômenos como: efeito não-Masing, extensão axial nos ensaios de torção pura e evolução da tensão de escoamento cíclica. Em fadiga, a medida de deformação equivalente de von Mises não é capaz de correlacionar as vidas observadas nos ensaios de tração/compressão e torção alternada. O comportamento das trincas macroscópicas de fadiga é dependente da amplitude de deformação para o aço 304L. Em altas amplitudes, ocorre a propagação de trincas em modo misto, enquanto baixas amplitudes ocasionam propagação no modo normal, isto é, na direção da tensão normal máxima. / The aim of this work is the experimental characterization of the 304L stainless steel under cyclic and monotonic loadings. The following behaviors are analyzed: strain rate and normalizing heat treatment influence on the monotonic properties; cyclic hardening/softening; Masing/nonMasing; cyclic yield stress evolution; fatigue life; fatigue crack propagation; and cyclic loading induced martensitic phase transformation. The methodology used is the conduction of monotonic tensile tests under different strain rates on the material in the as-received condition and after the normalizing heat treatment. Besides, tension/compression and alternate torsion strain control cyclic tests are conducted. The microstructure characterization of the 304L steel was investigated using metallographic analysis before and after the cyclic loadings. Finally, hardness tests were conducted on the normalized and on the as-received material conditions. The results show strong strain rate and normalizing dependency on the 304L steel elastoplastic monotonic behavior. The normalizing heat treatment also induced a decrease on the material hardness. In the cyclic plasticity context, the stress amplitudes do not stabilize, for different prescribed strain amplitudes, mainly because of the secondary hardening effect, which is evident during the greatest part of the experiments. The metallographic analysis suggest that the secondary hardening is directly related to martensitic phase transformation in the 304L steel. Other phenomena observed are: non-Masing effect, axial extension during pure torsion tests and cyclic yield stress evolution. In fatigue, the von Mises equivalent strain measure is not capable of correlating the observed lives in tension/compression and pure torsion tests. The macroscopic fatigue crack behavior is dependent on the strain amplitude. In high amplitudes, the mixed mode crack propagation is observed, while low amplitudes induced the normal propagation mode.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/25293 |
| Date | 04 August 2017 |
| Creators | Carneiro Junior, Luiz Alberto |
| Contributors | Castro, Fábio Comes de, Mamiya, Edgar Nobuo |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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