Título

SOBRE A EQUIVALÊNCIA ENTRE DADOS DE TRAÇÃO A QUENTE E DADOS DE FLUÊNCIA

ON THE EQUIVALENCE BETWEEN HOT TENSILE DATA AND CREEP DATA

Autoria

Bueno, Levi de Oliveira

DOI

10.5151/2594-5327-0254

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Resumo

Propõe-se um novo critério para converter dados de tração a quente em dados de fluência e vice- versa. O critério considera basicamente que a tensão máxima, o tempo para sua ocorrência e a taxa de deformação aplicada em um ensaio com taxa de deformação constante em alta temperatura é equivalente à tensão aplicada, o tempo de ruptura e a taxa mínima de fluência, respectivamente, em um ensaio de fluência. Esse procedimento foi parcialmente sugerido por alguns autores anteriormente, porém neste artigo os conceitos são sintetizados e uma verificação experimental de sua validade é feita com sucesso para dois materiais. Um primeiro conjunto de dados de tração a quente com velocidade da travessa constante e dados de fluência a tensão constante no aço tipo AISI 310 a 700oC foi analisado por esse modelo. A análise indica notável equivalência entre os dois grupos de resultados considerando-se os valores reais de tensão e taxa de deformação em cada caso. Um segundo conjunto mais completo de resultados foi programado para este estudo utilizando- se o aço 2,25Cr-1Mo entre 500 e 700oC, a saber: 25 ensaios de tração a quente com 5 velocidades da tração variando de 0,01 a 20 mm/min em 5 níveis de temperatura, juntamente com cerca de 60 ensaios de fluência a carga constante com 19 níveis de tensão variando de 34 a 448 MPa em 9 níveis de temperatura. A análise indica uma excelente compatibilidade entre os dois grupos de resultados considerando-se os valores nominais de tensão e taxa de deformação em cada caso. Os diagramas de Norton apresentam consistente transição da região de comportamento por fluência potencial para fluência exponencial. A similaridade entre os dois tipos de dados nos diagramas de Monkman-Grant, Arrhenius, ou nos gráficos que variação da resistência a fluência com o tempo de ruptura, e também em curvas de parametrização segundo diferentes metodologias mostra-se altamente significativa. Os resultados sugerem fortemente que dados de tração a quente podem ser convertidos com segurança para dados de fluência e vice-versa.

 

A new criterion is proposed for converting hot tensile data to creep data, and vice-versa. The criterion considers basically that the peak stress, the time taken for its occurrence, and the strain rate in a constant strain rate test at high temperature is equivalent to the applied stress, the rupture time and minimum creep rate, respectively, in a creep test. These concepts have been put forward to some extent previously by other authors, but they are in this paper generalized and tested experimentally with success for two materials. A first set of constant crosshead speed hot tensile data and constant stress creep data on AISI 310 type stainless steel, at 700°C, was analyzed with the equivalence happening for the true values of stress and creep rate. A second set of constant crosshead speed hot tensile tests and constant load creep tests on 2.25Cr-1Mo steel at temperatures from 500oC to 700oC , using 5 different crosshead speeds, from 0.01 to 20 mm/min, and 19 creep stress levels from 34 to 448 MPa was specially programmed for this work. The analysis of both sets of data presents remarkable compatibility with each other considering the nominal values of stress and creep rate. The Norton diagrams indicate consistent transition from the region of power-law to exponential creep behaviour and significant similarity was observed in the Monkman-Grant, Arrhenius, Stress versus Rupture Time plots and also some Parameterization curves involving both kind of data. The results strongly indicate that hot tensile data can be converted to creep data and vice-versa.

Palavras-chave

Dados de fluência; Dados de tração a quente; Sensibilidade à taxa de deformação; Relações de Norton e Monkman-Grant.

Creep data; Hot tensile data; Strain rate sensitivity; Norton and Monkman-Grant relations.