Title

ESTUDO DE TENACIDADE À FRATURA DE CINCO AÇOS PARA APLICAÇÃO EM TRILHO FERROVIÁRIO

STUDY OF FRACTURE TOUGHNESS OF FIVE DIFFERENT STEELS FOR RAILROAD APPLICATIONS

Authorship

Moreira, Luiza Pessoa; Viana, Thiago Gomes; Godefroid, Leonardo Barbosa; Faria, Geraldo Lúcio; Cândido, Luiz Cláudio

DOI

10.5151/1516-392X-26197

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Abstract

Dois tipos diferentes de aços eutetóides são usados atualmente na construção das estradas de ferro no Brasil. Os trilhos são classificados como Premium ou Standard de acordo com a presença de certos elementos de liga e da realização de tratamento térmico no boleto do trilho. Este trabalho caracteriza a microestrutura, e determina a tenacidade à fratura de cinco desses aços (quatro Premium e um Standard), provenientes de diferentes países. A microestrutura foi avaliada por microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). Tamanho de grão e espaçamento interlamelar da perlita foram medidos. Além disso, foram realizados ensaios de tração e de tenacidade à fratura via mecânica de fratura elástica linear (KIC). A metalografia mostrou a presença de perlita fina em todos os aços, com uma distribuição normal de inclusões. Por outro lado, os ensaios mecânicos demonstraram que existe uma diferença significativa de comportamento entre os aços. Os aspectos da microestrutura avaliados foram correlacionados com os resultados de tenacidade à fratura, a fim de mostrar o efeito da microestrutura no comportamento mecânico do aço e tornar possível uma seleção adequada do aço para aplicação na via permanente.

 

Two different types of eutectoid steels are used nowadays in the Brazilian construction of railroads. Premium and Standard types of rails are classified depending on the presence of certain alloying elements and the heat treatment done on the rail heads. This work characterize the microstructure and determines the fracture toughness of five of those steels (four Premium and one Standard), coming from different countries. The microstructure was evaluated by light optical and scanning electron microscopy. Grain size and pearlite interlamelar spacing were measured. In addition, tensile and fracture toughness tests by linear elastic fracture mechanics (KIC) were performed. Metallographic examination showed the presence of fine pearlite in all steels, with a normal distribution of inclusions. On the other hand, mechanical tests showed that exists a significant difference among the steels. The microstructural aspects were correlated with the results of fracture mechanics in order to show the effect of the microstructure on the mechanical behavior of the steels and provide relevant information for an adequate selection of steel for railroad applications.

Keywords

Trilho ferroviário, Tenacidade à fratura, Microestrutura

Railroad steel, Fracture toughness, Microstructure