Título

ESTUDO E CARACTERIZAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS EM BARRAS DE AÇO AISI 1045 NO PROCESSO DE TÊMPERA POR INDUÇÃO

STUDY AND CHARACTERIZATION OF RESIDUAL STRESSES IN AISI 1045 STELL BARS IN INDUCTION HARDENING PROCESS

Autoria

Nunes, Rafael Menezes; Lemos, Guilherme Braga; Rocha, Alexandre da Silva; Hirsch, Thomas

DOI

10.5151/2594-5327-18353

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Resumo

O controle e o conhecimento do desenvolvimento e geração de tensões residuais nos processos de têmpera por indução são muito importantes para uma melhoria do processo industrial. Distorção, empenamentos e a vida em fadiga de componentes mecânicos estão diretamente relacionados ao nível e distribuição de tensões residuais. Neste trabalho, foram avaliadas as tensões residuais em barras cilíndricas de aço AISI 1045 com 20,25 mm de diâmetro após o processo de têmpera por indução. As tensões residuais foram caracterizadas utilizando as técnicas de difração de raios-X e difração de nêutrons. Utilizando-se a técnica de difração de raios-X obteve-se uma caracterização das tensões residuais na camada superficial. Na técnica de difração de nêutrons a caracterização de tensões residuais ocorre em camadas mais profundas, atingindo o núcleo do material. A partir dos resultados obtidos, verificou-se que há na superfície do material um forte nível de tensões residuais compressivas que mudam para trativas com o aumento da profundidade (núcleo do material). Também observou-se que há heterogeneidades ao longo da barra, principalmente na interface da camada temperada com o núcleo não temperado.

 

The control and knowledge of the development and generation of residual stresses in the process of induction hardening is very important for the improvement of a manufacturing process. Distortion, warping and fatigue life are directly related to the level and distribution of residual stresses. In this study, residual stresses were investigated for in AISI 1045 steel cylindrical bars with 20.25 mm of diameter after the induction hardening process. The residual stresses were characterized using the techniques of X-ray diffraction and neutron diffraction. Using the X-ray diffraction method, a characterization of residual stresses in the surface layer was obtained. By means of neutron diffraction method, a characterization of residual stresses for deeper layers was obtained, reaching the core of the bars. From the results obtained, it was found that the surface of the material is a strong level of compressive residual stresses that change to tensile with increasing depth (core of the material). It was also observed that there is some heterogeneity of the residual stress distribution in the bar, especially in the interface layer of tempered and untempered core.

Palavras-chave

Têmpera por indução; Tensões residuais; Difração de raios-X.

Induction hardening; Residual stresses; X-ray diffraction.