Title

CARACTERIZAÇÃO MAGNÉTICA DOS EFEITOS DE DEFORMAÇÃO EM AÇOS ESTRUTURAIS ATRAVÉS DA TÉCNICA BITTER MODIFICADA

MAGNETIC CHARACTERIZATION FROM THE EFFECTS OF DEFORMATION ON STRUCTURAL STEELS USING THE MODIFIED TECHNIQUE BITTER

Authorship

Silva, Lucas Kling e; Pereira, Gabriela Ribeiro; Jardim, Paula Mendes; Sonntag, Nadja; Skrotzki, Birgit

Silva, Lucas Kling e

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Pereira, Gabriela Ribeiro

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Jardim, Paula Mendes

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Sonntag, Nadja

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Skrotzki, Birgit

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DOI

10.5151/1516-392X-30810

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Abstract

A deformação plástica de aços acompanha mudanças irreversíveis da microestrutura, que podem ser consideradas como o estágio inicial do processo de fratura. No entanto, detectar, monitorar e avaliar previamente, estados de dano e pequenos defeitos, de forma não destrutiva, ainda se mostra desafiador. Foi reportado na literatura o fenômeno do surgimento espontâneo de fracos campos magnéticos em aços estruturais e em oleodutos, que são originados devido a tensões mecânicas heterogêneas ou térmicas. Esta observação não é associada com transformações de fase induzidas por deformação e parece ser uma ferramenta promissora para a caracterização prévia de danos em aços ferromagnéticos. Para proporcionar uma melhor compreensão das bases físicas deste processo, foram observadas as microestruturas magnéticas de tais materiais e as mudanças ocorridas nos domínios magnéticos dos mesmos após sofrerem deformação plástica. Para isto foi utilizado um meio de solução coloidal com partículas superparamagnéticas na escala nanométrica (ferrofluido) que proporcionou, através da técnica Bitter, observar não apenas uma mudança de tamanho dos domínios magnéticos do material, mas também modificações em sua morfologia. Foram estudados neste trabalho aços ferríticos com as respectivas concentrações de carbono em sua composição: 0.08%; 0.22% e 0.45%.

The plastic deformation results in irreversible microstructure changes in the steel, which can be considered as the initial stage of the fracture process. However, detecting, monitoring and evaluating, damage states and small defects non-destructively in advance still proves challenging. It was reported in literature the phenomenon of the spontaneous emergence of weak magnetic fields in structural steels and pipelines, which originates due to heterogeneous mechanical and / or thermal stresses. This observation is not associated with induced phase transformations by deformation and appears to be a promising tool for the prior characterization of damage in ferromagnetic steels. To provide a better understanding of the physical bases of the process, the magnetic microstructure of such materials and the change of magnetic domains after undergoing plastic deformation were studied. For this purpose, a colloidal solution with paramagnetic particles in the nanometer scale (ferrofluid) was used, through the Bitter technique, in order to, not only observe a change in size of the magnetic domains of the material, but also changes in their morphology. Ferritic steels with different carbon contents (0.08%; 0.22% and 0.45%) were studied in this work.

Keywords

Domínios magnéticos, Aços, Ferrofluido, Deformação plástica.

Magnetic domains, Steels, Ferrofluid, Plastic deformation.