Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.
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Data
2023
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Resumo
O processo da microlaminação a frio de arames promove o aumento da resistência
mecânica e diminuição da ductilidade do aço. Para restaurar essas propriedades mecânicas, é
empregado o tratamento térmico de recozimento, processo de alto custo operacional e com
impactos ambientais, devido à utilização de chumbo líquido e queima de combustíveis fósseis.
Esta pesquisa mostra que é possível controlar as propriedades mecânicas, tais como limite de
escoamento, limite de resistência e alongamento uniforme, do arame de aço ultra baixo teor de
carbono, por meio de esforços cíclicos de flexão aplicados por polias. Esses esforços cíclicos
desencadeiam o Efeito Bauschinger, fenômeno responsável por promover o alívio de tensões a
frio no metal. O estudo foi realizado em um Delineamento Inteiramente Causalizado (DIC) em
esquema fatorial duplo. Os fatores utilizados para promover e controlar a magnitude desse
efeito foram: o número de polias e o diâmetro das polias aplicados por meio da flexão cíclica.
Foi utilizado o Critério de Informação de Akaike (AIC) para comparar diferentes modelos e
estudo de regressão para explorar a relação da resistência mecânica e plasticidade em função
do número e diâmetro das polias. Gráficos de superfície de resposta e de contorno foram
utilizados para analisar e comprovar o controle da magnitude do Efeito Bauschinger em função
desses fatores. Os modelos estatísticos comprovaram um aumento máximo do alongamento
uniforme de 99% e redução máxima do limite de escoamento de 14%. A análise microestrutural
via difração de elétrons retroespalhados (EBSD/MEV) foi determinante para evidenciar que a
flexão cíclica é capaz de promover a reorientação homogênea dos grãos e, também, diminuir a
desorientação média que está diretamente relacionada com a redução da densidade das
deslocações, justificando o alívio de tensão promovido pelo Efeito Bauschinger. Ao final,
confirmou-se que existe uma interação entre os fatores estudados no controle da magnitude do
Efeito Bauschinger, sendo a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) determinante para
escolha da equação geral que melhor representa a variação da resistência mecânica e da
plasticidade. Dessa forma, a Siderurgia poderá contar com o controle das mudanças da
resistência mecânica e plasticidade do arame em função da intensidade do Efeito Bauschinger.
A inclusão deste novo controle no processo produtivo também implica na concepção de novas
rotas de produção, visando reduções de custos, minimização de danos ambientais e ganhos de
produtividade.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Metais - efeito da temperatura, Deformações e tensões - deformação plástica, Difração de elétrons retroespalhados - EBSD, Aço ultra baixo carbono, Delineamento inteiramente casualizados
Citação
DAVID, Felipe Farage. Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono. 2023. 115 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.