Navegando por Autor "Modenesi, Paulo José"

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Determination of CCT diagrams by thermal analysis of an hsla bainitic steel submitted to thermomechanical treatment.
(Scripta Materialia, 1999) Cota, André Barros; Modenesi, Paulo José; Barbosa, Ronaldo Antônio Neves Marques; Santos, Dagoberto Brandão
Efeito da razão R entre tensões e de sobrecargas na resistência ao crescimento de trinca por fadiga de dois aços perlíticos de aplicação em trilhos ferroviários.
(2019) Vilela, Tamara Caroline Guimarães; Godefroid, Leonardo Barbosa; Godefroid, Leonardo Barbosa; Modenesi, Paulo José; Cândido, Luiz Cláudio
Este trabalho estudou os efeitos de algumas variáveis relacionadas à história de carregamento na resistência ao crescimento de trinca por fadiga de dois aços perlíticos utilizados em ferrovias brasileiras; um aço comum e um aço microligado ao V. O comportamento dos aços foi avaliado utilizando-se a metodologia da Mecânica de Fratura, por meio de ensaios de crescimento de trinca por fadiga (da/dN x ΔK). Os ensaios de fadiga foram realizados com a razão R = 0,1 e 0,7 aplicando dois modelos empíricos recentes, propostos por Al-Rubaie et al. (2008) e Jones et al. (2012) para previsão das curvas sigmoidais. Sobrecargas de tração foram aplicadas na ciclagem original sendo: uma sobrecarga em função do tamanho de trinca, dois valores distintos de sobrecarga para um tamanho de trinca fixo, e blocos compostos por diferentes números de ciclos de sobrecarga para um tamanho de trinca fixo. As superfícies de fratura das amostras ensaiadas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura para verificar o mecanismo de fratura nas três regiões de crescimento de trinca por fadiga. As superfícies de fratura também foram analisadas por microscopia de força atômica para confirmar a presença do mecanismo de fechamento de trinca induzido por rugosidade. Ambos os aços apresentaram sensibilidade à razão R entre tensões de carregamento em fadiga. Os dois modelos empíricos foram satisfatórios no tratamento dos dados experimentais, embora o modelo de Jones et al. seja mais simples de ser manipulado. Os aços estudados também apresentaram sensibilidade às sobrecargas de fadiga, o que pode representar um efeito positivo relacionado ao retardamento do crescimento de trinca com aumento de sobrecargas, mas também um efeito negativo, pois aumentando o tamanho de trinca onde a sobrecarga é aplicada e aumentando o número de ciclos de um bloco de sobrecargas, a intensidade do efeito de retardamento diminui ou desaparece. Esses resultados de fadiga são importantes para prever o comportamento real dos aços usados no setor ferroviário e para realizar um controle adequado de manutenção, evitando uma falha prematura e um consequente acidente catastrófico. Além disso, este estudo mostrou um melhor comportamento do aço comum, indicando que uma combinação adequada de uma composição química simples e um processamento termomecânico apropriado pode fornecer um aço que atenda as especificações padronizadas para aplicação em trilhos ferroviários sem a necessidade de adições de elementos microligantes que podem tornar o produto final mais caro.
Efeito da soldagem elétrica por centelhamento na microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à fadiga de um aço para trilhos ferroviários – análise experimental e numérica.
(2019) Porcaro, Rodrigo Rangel; Godefroid, Leonardo Barbosa; Cândido, Luiz Cláudio; Faria, Geraldo Lúcio de; Godefroid, Leonardo Barbosa; Goldenstein, Hélio; Modenesi, Paulo José; Faria, Geraldo Lúcio de
As ferrovias são submetidas a condições operacionais que exigem cada vez mais dos materiais, uma vez que o volume de cargas, a velocidade das composições e o fluxo sobre os trilhos têm crescido para atender ao aumento de demanda por transportes. Para a construção das vias, se destaca o processo de soldagem elétrica por centelhamento (Flash Butt Welding - FBW), devido à maior facilidade para controle e obtenção de juntas com qualidade aceitável. No entanto, as alterações estruturais e mecânicas decorrentes dos ciclos térmicos do processo e a introdução de tensões residuais têm sido associadas a falhas prematuras por fadiga em juntas soldadas de trilhos de aços perlíticos. Apesar do problema de redução localizada de dureza ser bem conhecido na literatura, não há trabalhos que aplicam dilatometria para descrever a formação da Zona Termicamente Afetada (ZTA), tendo essa notável lacuna de conhecimento dificultado a evolução do processo FBW. Além disso, dois fatores têm sido descritos como chave para falhas por fadiga na região da alma: tensões residuais e a presença de concentradores de tensão devido ao mau acabamento superficial, não havendo trabalhos que quantifiquem ou comparem os efeitos na vida em fadiga do componente. Neste contexto, detalhada caracterização mecânica e estrutural foi realizada em aço para trilhos ferroviários soldado por centelhamento, juntamente com ensaios de dilatometria para descrever a evolução microestrutural de toda a ZTA e suas correlações com as propriedades. Medidas de tensões residuais superficiais foram obtidas e ensaios de fadiga foram realizados considerando os efeitos das alterações estruturais e de concentração de tensão, dados que alimentaram modelos numéricos pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) para quantificar os efeitos destas variáveis de modo comparativo na vida em fadiga do componente real. Os resultados apresentados permitem compreender os mecanismos das alterações morfológicas da perlita em toda a ZTA em termos de transformações de fases e podem ser utilizados para sistematicamente orientar mudanças nos parâmetros do processo ou controlar a taxa de resfriamento de modo a obter melhores condições metalúrgicas/mecânicas. Os resultados de ensaios mecânicos, fadiga e simulações numéricas mostram que há grande potencial de melhoria no comportamento do componente a partir da adoção de medidas de baixo custo relativo, por exemplo, esmerilhamento de todo o perfil soldado, com quantificação relativa dos efeitos das variáveis sobre a vida do componente por fadiga. Os resultados de fadiga obtidos por simulação mostram ainda que o elevado nível de tensões residuais normais no sentido vertical na alma é o fator mais crítico do ponto de vista da vida do componente soldado.
Efeito do aporte térmico na soldagem de reparos embutidos em minerodutos.
(2011) Castro, Rodrigo Martins de; Cândido, Luiz Cláudio; Modenesi, Paulo José; Quites, Vítor Rodrigues; Godefroid, Leonardo Barbosa
Este estudo se refere à avaliação da soldagem de reparos embutidos conforme a Norma ASME PCC-2 (2006). O estudo de caso foi feito no Mineroduto I da Samarco Mineração S.A. O bombeamento do concentrado de minério de ferro pelo mineroduto é uma etapa importante do processo produtivo e a integridade das soldas realizadas durante as manutenções é fator crítico de sucesso para cumprimento das metas da organização. O estudo tem como objetivo, analisar a influência do aporte térmico na região da solda, os impactos na microestrutura do metal e sua relação com as propriedades mecânicas.
Fatigue crack growth rates on the weld metal of high heat input submerged arc welding.
(2018) Barbosa, Luiz Henrique Soares; Modenesi, Paulo José; Godefroid, Leonardo Barbosa; Rodriguez Arias, Ariel
Submerged arc welding (SAW) with high heat input and more than one wire has been used to weld thick plates in order to reduce the number of passes and consequent increase of productivity in the shipbuilding and oil industries. Additional characteristics of SAW such as high penetration and relative ease to produce welds with good finishing and without discontinuities contribute to this process has being widely applied. However, the use of very high heat inputs leads to the formation of a large melting pool and large amount of liquid metal, and it submits the weld region to long-term thermal cycles with low cooling rates. This scenario contributes to the formation of thick solidification structures and, at the end of the cooling, results in a microstructure consisting mainly of grain boundary ferrite with low mechanical strength and large grain size. This research evaluated fatigue cracks growth rates in welding metals with heat input higher than 10 kJ/mm made of the new SAW technique, called Integrated Cold Electrode™ with addition of non-energized (cold) wire. Single pass welds were made on 25mm thick EH36 steel varying the chemical composition of the wire (filler metal). Microstructure, mechanical properties and da/dN×ΔK graphics were made with the propagation of the crack in the longitudinal direction of the weld. For all tested conditions, propagation rates were similar to Paris regime base metals. However, the welds presented a crack propagation threshold higher than base metal, and fatigue threshold of higher heat input welds was increased using a molybdenum-containing filler metal. It was attributed to the presence of a higher amount of acicular ferrite in this particular welding microstructure.