Title

ANÁLISE DA TENSÃO RESIDUAL NA USINAGEM DO AÇO AUSTENÍTICO AISI 316

RESIDUAL STRESS ANALYSIS IN THE MACHINING OF AISI 316 AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Authorship

RODRIGUES, THAIS DOS SANTOS; GOMES, LUÍSA DE AMORIM MAKHOUL; CÔRTES, RODRIGO FRANCO; MOUGO, ADRIANE LOPES; NOGUEIRA, LÍVIA MENDONÇA; FIGUEIREDO, FABIO DA COSTA

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GOMES, LUÍSA DE AMORIM MAKHOUL

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CÔRTES, RODRIGO FRANCO

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MOUGO, ADRIANE LOPES

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NOGUEIRA, LÍVIA MENDONÇA

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FIGUEIREDO, FABIO DA COSTA

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DOI

10.5151/2594-5327-42806

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Abstract

Os aços inoxidáveis austeníticos correspondem a cerca de dois terços da produção total de inoxidáveis, devido à sua alta resistência à corrosão e ao bom desempenho em altas temperaturas, sendo amplamente utilizados na indústria. A usinagem desses materiais altera sua estrutura superficial e gera tensões residuais, que podem afetar sua resistência mecânica. Como esses aços têm baixa condutividade térmica, tendem a desenvolver tensões trativas durante o corte. Este trabalho utiliza a simulação numérica, por meio do método dos elementos finitos (FEM) com o ANSYS Explicit Dynamics, para prever tensões residuais no aço AISI 316 durante o corte ortogonal, evitando os altos custos de testes experimentais. Foram analisadas variações de profundidade, avanço e velocidade de corte. Os resultados numéricos foram comparados com dados experimentais de força de corte para validação.

AUSTENITIC STAINLESS STEELS ACCOUNT FOR APPROXIMATELY TWO-THIRDS OF TOTAL STAINLESS STEEL PRODUCTION DUE TO THEIR HIGH CORROSION RESISTANCE AND EXCELLENT MECHANICAL PERFORMANCE AT ELEVATED TEMPERATURES, MAKING THEM WIDELY USED IN INDUSTRY. THE MACHINING OF THESE MATERIALS ALTERS THEIR SURFACE STRUCTURE AND GENERATES RESIDUAL STRESSES, WHICH CAN AFFECT THEIR MECHANICAL STRENGTH. BECAUSE THESE STEELS HAVE LOW THERMAL CONDUCTIVITY, THEY TEND TO DEVELOP TENSILE STRESSES DURING CUTTING. THIS WORK EMPLOYS NUMERICAL SIMULATION, USING THE FINITE ELEMENT METHOD (FEM) VIA THE ANSYS EXPLICIT DYNAMICS TOOLBOX, TO PREDICT RESIDUAL STRESSES IN AISI 316 STAINLESS STEEL DURING ORTHOGONAL CUTTING, THEREBY AVOIDING THE HIGH COSTS OF EXPERIMENTAL TESTING. VARIATIONS IN DEPTH OF CUT, FEED RATE, AND CUTTING SPEED WERE ANALYZED. THE NUMERICAL RESULTS WERE VALIDATED BY COMPARISON WITH EXPERIMENTALLY OBTAINED CUTTING FORCES.

Keywords

Tensão residual, Torneamento, Aço AISI 316, FEM

Residual Stress, Turning, AISI316 Steel, FEM