Título

ANÁLISE DE PROPRIEDADES E MECÂNICA DA FRATURA DE RODAS FERROVIÁRIAS MICROLIGADAS FUNDIDAS E FORJADAS

ANALYSIS OF PROPERTIES AND FRACTURE MECHANICS OF RAILWAY WHEELS MICROALLOYED OF FORGING AND CASTING PROCESSES

Autoria

Freitas, Isaias Moreira de; Vieira, Estéfano Aparecido; Minicucci, Domingos José

DOI

10.5151/1516-392X-27072

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Resumo

Componentes de alto custo como rodas ferroviárias estão em pleno desenvolvimento a fim de aumentar o desempenho em operação. Para isso, diversos materiais microligados têm sido testados para obter melhores propriedades mecânicas e metalúrgicas. Esses materiais estão fortemente sujeitos a fraturas devido às solicitações térmicas e mecânicas durante o trabalho. Muitas dessas fraturas frágeis são ocasionadas por propagação de trinca, impacto, fadiga ou alguma falha metalúrgica. Essas fraturas e riscos operacionais vêm aumentando gradativamente com as maiores cargas transportadas. Portanto, novos materiais e processos produtivos devem ser exaustivamente testados a fim de garantir alto desempenho e confiabilidade. O objetivo deste trabalho é avaliar as propriedades dos materiais atuais e de diferentes composições de aços microligados de rodas ferroviárias de vagões, fabricadas pelos processos de fundição e forjamento. As amostras foram submetidas a ensaios metalográficos, mecânicos e de tenacidade à fratura. Foram avaliadas rodas convencionais, microligadas ao vanádio e microligadas ao nióbio. Nas rodas forjada e fundida, foram observadas propriedades de tração e dureza similares, e superioridade para o microligado em relação ao aço convencional. As rodas forjadas apresentaram melhor resistência ao impacto e a tenacidade a fratura, destacando-se a microligada ao nióbio.

 

High cost components such as railway wheels are being developed to increase the performance in operation. For this, various materials have been tested micro-alloyed for improved mechanical and metallurgical properties. These materials are strongly subject to fractures due to thermal and mechanical stress at work. Many of these fragile fractures are caused by fatigue or some metallurgical failure. These fractures and operational risks are increasing gradually with the largest cargo transported. Therefore, new materials and production processes must be thoroughly tested to ensure high performance and reliability of the components. The objective of this study is to evaluate the results of the properties of different compositions of microalloyed steel railway wheels of cars manufactured by different processes. The micro-alloy steels were developed and tested by manufacturers of casting and forging processes. The samples were subjected to mechanical testing and fracture mechanics. Were compared to conventional wheels microligadas the vanadium and niobium microligadas. In forged and cast wheels, tensile properties were observed and similar hardness, and superiority to the microalloyed compared to conventional steel. Forged wheels showed better impact resistance and fracture toughness, highlighting the microligada the niobium.

Palavras-chave

Rodas ferroviárias, Processos de fabricação, Aço microligado, Alto desempenho

Railway wheels, Manufacturing processes, Microalloyed steel, High performance