Título

PROPAGAÇÃO DE TRINCA POR FADIGA DO AÇOASTM A-297 GR HP MODIFICADO COM NIÓBIO

FATIGUE CRACK GROWTH OF NIOBIUM-MODIFIED ASTM A-297 GR HP STEEL

Autoria

Castro, Danilo Borges Villarino de; Rossino, Luciana Sgarbi; Bueno, Levi de Oliveira; Spinelli, Dirceu; Filho, Waldek Wladimir Bose; Ruckert, Cassius Olívio Figueiredo Terra

DOI

10.5151/2594-5327-14741

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Resumo

Este trabalho faz parte de um projeto maior para estudar o comportamento mecânico em elevadas temperaturas do aço ASTM A-297 Gr HP, modificado com nióbio. Assim, foram apresentados alguns resultados do comportamento em fadiga sob o ponto de vista de nucleação (metodologia ε-N) e propagação de trincas (metodologia da/dN-∆K), nas temperaturas de 23oC e 927oC. Foi estudada a influência dos fenômenos existentes em alta temperatura no comportamento em fadiga do referido material, na condição de como-recebido (CR) e de envelhecido durante 1000 horas a 927oC (T1000). Observou-se que o tratamento térmico de envelhecimento foi capaz de aumentar o valor de dureza do material e diminuir sua ductilidade, em relação à condição CR. Na temperatura de 927oC, houve uma maior ductilidade e menor resistência mecânica para ambas as condições CR e T1000, se comparados com os resultados obtidos em 23oC. A vida em fadiga do material ensaiado em 23oC foi bem maior do que o ensaiado a 927oC, principalmente na região de fadiga de alto ciclo. Este fato pôde ser atribuído a dois fatores dependentes do tempo: nucleação prematura decorrente de uma significativa redução do limite de escoamento e devido ao efeito da oxidação superficial das bandas de deslizamento permanentes. Os ensaios de propagação de trinca por fadiga mostraram que a taxa da/dN, para cada condição do material, foi maior na temperatura de 927oC do que em 23oC, devido ao fato da maior ductilidade que o material possui em elevadas temperaturas, associado aos efeitos de oxidação e fluência.

 

This work is part of a project to study the mechanical behavior in high temperatures of niobium- modified ASTM A-297 grade HP steel. Thus, some results of the fatigue behavior under the point of view of crack nucleation (methodology ε-N) and crack propagation (curves da/dN-∆K) are presented, for temperatures of 23oC and 927oC. The influence of the existing high temperature phenomena in the fatigue behavior of the material in the as-received (CR) and aged during 1000 hours at 927oC (T1000) were studied. It was observed that the aging treatment was able to increase the hardness value and reduced its ductility, in relation to the CR condition. With regard to the results obtained at 23oC, it was observed that at 927oC, both microstrutural conditions exhibited much larger ductility and lower mechanical resistance. The fatigue life of the material tested at 23oC is much longer than the one obtained at 927oC, mainly in the region high cycle fatigue region. This fact can be attributed to time dependent factors: a significant reduction of the yield stress which caused premature crack nucleation, as well as the effect of the superficial oxidation of the permanent slip bands. The fatigue crack propagation tests showed that the da/dN rates, independent of the microstructural condition of the material, is larger at 927oC of than at 23oC, this fact been associated to the larger material ductility associated with the oxidation and creep effects.

Palavras-chave

Aço HP; ASTM A-297; Fadiga de baixo ciclo; Propagação de trinca por fadiga.

HP steel; ASTM A-297; Low cycle fatigue; Fatigue crack growth.