[pt] ESTUDO DA INFLUÊNCIA DE DEFEITOS MICROESTRUTURAIS NO LIMIAR DE FADIGA DE AÇOS ESTRUTURAIS

• Other Authors: MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA
• Language: pt
• Published: MAXWELL 2021
• Subjects: [pt] INCLUSAO; [pt] CURVAS DA DN; [pt] MECANICA DA FRATURA LINEAR ELASTICA; [pt] INICIACAO DE TRINCAS; [en] INCLUSION; [en] DA DN CURVES; [en] LINEAR ELASTIC MECHANIC FRACTURE; [en] CRACK INITIATION
• Online Access: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=52736@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=52736@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.52736

[pt] A determinação do limiar de propagação de trincas de fadiga oferece uma gama de utilização dos materiais na engenharia, na aplicação a projetos que sejam tolerantes ao dano. [delta]Kth é uma ferramenta que permite o estabelecimento de um critério de carregamento sob o qual as trincas não crescerão significativamente durante as operações de serviço do componente. Para sua determinação ser amplamente aplicada, foi necessário estabelecer e estudar os fatores que pudessem influenciá-lo positiva ou negativamente. Dentre os quais, a microestrutura apresentou grande importância porque precisou ser controlada desde a fabricação do material até a colocação em serviço do componente acabado. A finalidade do componente e os esforços a que são submetidos quando em serviço determinam a seleção do material. Assim, enumerou-se características básicas e requisitos mínimos que atenderam a segurança e reduziram a relação custo-benefício. Foram selecionados materiais (SAE 4340 e SAE 4140) cuja composição química e propriedades mecânicas fossem semelhantes ao 42CrMo4 para que pudessem servir de alternativa no emprego de eixos-virabrequim a fim de propor uma solução no problema prático o qual estes vinham rompendo muito abaixo do limite de vida em fadiga a que se propunham. Os resultados obtidos se mostraram satisfatórios pois nos ensaios de propagação de trinca de um dos materiais escolhidos (SAE 4140) obteve-se [delta]Kth de 12,48 MPa[raiz quadrada]m e no material de referência, [delta]Kth (médio) de 6,1 MPa[raiz quadrada]m. A observação da microestrutura do material de referência pode, com ressalvas, ser visto como indicativo de corroboração do resultado apresentado no [delta]Kth, pois foram localizadas ocorrências de inclusões dispersas na matriz metálica. === [en] The determination of the fatigue crack propagation threshold offers a range of materials utilization in engineering, in application to projects that are tolerant to damage. [delta]Kth is a tool that allows the establishment of a loading criterion under which the cracks will not grow significantly during the service operations of the component. For its determination to be widely applied, it was necessary to establish and study the factors that could influence it positively or negatively. Among them, the microstructure was of great importance because it had to be controlled from the material manufacturing to the placing putting into service of a finished component. The aim of the component and the stresses to which it is subjected when in service determine the material selection. Thus, basic characteristics and minimum requirements were listed which have attend the safety and has reduced cost-benefit ratio. Materials (SAE 4340 and SAE 4140) were selected whose chemical composition and mechanical properties that were similar to DIN 42CrMo4 so that they could serve as an alternative in the use of crankshafts to propose a solution in the practical problem which they were breaking well below the limit fatigue life that they proposed. The results obtained were satisfactory because in the fracture toughness tests of one of the chosen materials (SAE 4140) [delta]Kth of 12.48 MPa[square root]m was obtained and in the reference material, [delta]Kth(average) of 6.1 MPa[square root]m. The observation of the microstructure of the reference material may indicate, with restrictions, as a corroboration of the result presented in the [delta]Kth, because occurrences of dispersed inclusions in the steel matrix.