Navegando por Autor "Siqueira, Rafael Humberto Mota de"

Agora exibindo 1 - 4 de 4

Efeito da soldagem a laser seguida de revenimento na microestrutura, microdureza e comportamento ao desgaste dos aços DIN1.4003 e AISI42.
(2020) Gonçalves, Karina Aparecida Martins Barcelos; Lima, Milton Sérgio Fernandes de; Faria, Geraldo Lúcio de; Lima, Milton Sérgio Fernandes de; Carvalho, Sheila Medeiros de; Pérez Escobar, Diana María; Siqueira, Rafael Humberto Mota de; Oliveira, Tarcísio Reis de; Faria, Geraldo Lúcio de
Os aços DIN1.4003 e AISI420 são, respectivamente, aços inoxidáveis ferrítico e martensítico fabricados pela empresa Aperam South América com teores de cromo relativamente baixos em relação aos outros aços da mesma classe dos tipos ferríticos e martensíticos. O aço AISI420 apresenta boa resistência à corrosão e ao desgaste, e também uma boa qualidade de corte. Por isso, tais aços são empregados em indústrias de cutelaria e lâminas de turbinas a vapor, entre outros. O aço DIN1.4003 é um aço inoxidável ferrítico, não estabilizado e com baixo teor de carbono, no entanto, ele apresenta resistência mecânica por tração e corrosão superior aos aços de baixo carbono comuns. Esse aço apresenta baixo custo devido à composição química ser simples, por isso ele tem sido observado para realização de futuras aplicações, que tem como pré-requisitos: resistência tanto mecânica, como também resistência ao desgaste e à corrosão. O processo de soldagem favorece a produção de peças que podem ser empregadas em diversos setores industriais. No entanto, alterações estruturais e mecânicas decorrentes do ciclo térmico do processo podem causar baixa resistência mecânica devido ao endurecimento do cordão. Nos trabalhos presentes na literatura é observado uma lacuna em determinar a evolução microestrutural do cordão de solda após o processo de soldagem a laser seguido de diferentes temperaturas de tratamento térmico de revenimento. Neste contexto, as amostras dos aços DIN1.4003 e AISI420, nos estados de entrega como temperado ou recozido, foram selecionados para dar início a pesquisa junto aos ensaios de dilatometria para descrever as temperaturas de transformações críticas e da martensita. Todas as análises foram realizadas em conjunto com softwares de simulação termodinâmica usando Thermo-Calc e pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) por meio do software Sysweld, permitindo melhor a compreensão das transformações ocorridas nas zona fundida e afetada termicamente. Medidas de dureza foram obtidas por ensaios Vickers nas amostras soldadas a laser com e sem tratamento térmico de revenimento. Os resultados apresentados mostraram que o tratamento térmico de revenimento poderá ser adotado para reduzir a dureza das juntas soldadas. Para o ensaio de desgaste foram selecionadas amostras a partir dos resultados do ensaio de microdureza. Após os testes de resistência ao desgaste foi constatado que, o aço inoxidável AISI420, soldado a laser e seguido de revenimento nas temperaturas de 300 e 400°C, mostrou melhor comportamento quanto a dureza e resistência ao desgaste. Esses aços apresentam uma microestrutura martensítica no material de base. Na zona termicamente afetada são observados grãos mais finos e precipitados no seu interior e contorno. Na zona fundida, a microestrutura martensítica, apresentou morfologias de solidificação de grãos xi dendríticas e equiaxiais. Os resultados do ensaio de microdureza e resistência ao desgaste mostram que os aços inoxidáveis DIN1.4003 e AISI420 apresentam potenciais para sua utilização com relação ao processo de soldagem a laser e tratamento térmico de revenimento.
Efeito do tratamento superficial com laser na microestrutura e na propagação de trincas por fadiga em uma liga de alumínio do tipo AA6013-T4.
(2019) Gonçalves, Camila Magalhães; Godefroid, Leonardo Barbosa; Lima, Milton Sérgio Fernandes de; Godefroid, Leonardo Barbosa; Siqueira, Rafael Humberto Mota de; Barros, Alexandre Martins; Lima, Milton Sérgio Fernandes de; Porcaro, Rodrigo Rangel
Um dos maiores desafios da indústria aeronáutica é desenvolver métodos para aumentar a vida útil de seus componentes. A filosofia de tolerância de danos deve ser considerada ao se projetar toda estrutura da aeronave. Assim análises da taxa de propagação de trincas por fadiga (PTF) devem ser realizadas durante o projeto dos componentes aeronáuticos, pois a maior parte dos desastres que ocorrem neste segmento é causada por falhas por fadiga. Uma técnica promissora para aumentar a vida útil do material que compõe a parte estrutural da aeronave, ou seja, melhorar seu comportamento em fadiga, é o tratamento superficial localizado com laser que produz um campo de tensão residual compressiva na ponta da trinca, retardando o seu crescimento. Neste trabalho foi avaliada a influência deste tratamento na microestrutura e na taxa de PTF na região II da curva sigmoidal da/dN x ΔK de uma liga de alumínio aeronáutico do tipo AA6013-T4. O estudo buscou escolher os parâmetros mais adequados como aporte térmico e posições de traçar as linhas de laser, a serem utilizados na prática sem prejudicar as propriedades mecânicas da liga, baseado em trabalhos prévios que estão abordados ao longo do texto e também em análises realizadas durante o doutorado. Assim, após a escolha das variáveis de operação, o tratamento foi realizado utilizando um laser de Yb:fibra em chapas de 1,3mm de espessura e aplicando trilhas de duas formas diferentes: somente em uma superfície lateral e em ambas superfícies laterais de corpos de prova do tipo C(T). Utilizou-se potência de 200W e velocidade de aplicação de 2mm/s e 20mm/s. Além disso, o feixe foi desfocado para se obter um diâmetro de 2mm, com objetivo de evitar a fusão da peça. No metal de base foram encontrados zonas de Guinier-Preston, dispersóides e constituintes grosseiros. Estes mesmos componentes e também precipitados do tipo β’ e Q’ foram encontrados no material tratado. Essas variações microestruturais devido ao ciclo térmico, juntamente com a presença de tensão residual compressiva próxima à região aquecida melhoraram o comportamento em fadiga da liga em estudo. O retardamento da taxa PTF foi maior nos corpos de prova tratados com maior aporte térmico e duas trilhas aplicadas nas duas superfícies laterais.
Heat treatment effects on the hardness and wear behavior of laser-welded AISI40 martensitic steel plates.
(2021) Gonçalves, Karina Aparecida Martins Barcelos; Faria, Geraldo Lúcio de; Siqueira, Rafael Humberto Mota de; Oliveira, Tarcísio Reis de; Lima, Milton Sérgio Fernandes de
The use of laser beams for joining materials has grown along with the need to weld more challenging materials such as martensitic steels. In this work, an AISI 420 martensitic steel plate was autogeneously welded using a fiber laser. The process parameters were 2000 W power and weld speed of 16 mm/s with the focus on the plate surface. Before welding, the plates were prepared in two conditions, tempered, or annealed, and tempering was performed at temperatures of 300°C, 400°C, 500°C, and 700°C after welding. The finite element analysis and dilatometric tests allowed to determine the phase transformations of this steel under development by the company Aperam. The observed microstructure varies according to the initial state of the plate and subsequent heat treatments. The hardness of the fusion and heat-affected zones varied according to the samples. The welded sample in the tempered state softened moderately due to the reheating of the laser beam. In the case of the annealed sample, the hardness of the molten zone was the highest obtained. This high hardness was reflected by a high resistance to wear by reciprocal sliding in the annealed case, compared to the other conditions. The fusion zone generally proved to be much more resistant to wear than the base material.
Weldability and mechanical behavior of laser-welded TRIP 750 steel sheets.
(2020) Gonçalves, Thais Soares; Faria, Geraldo Lúcio de; Siqueira, Rafael Humberto Mota de; Lima, Milton Sérgio Fernandes de
Transformation-induced plasticity steels have been developed and widely applied in the automotive and aerospace industries. They exhibit ductility and mechanical strength associated with a high formability due to their complex microstructure of bainiteassociated pro-eutectoid ferrite and significant retained austenite fractions. The weldability of these steels is limited by the high content of alloying elements in the composition, causing the thermal cycle to modify the carefully designed microstructure, which in turn generates unsatisfactory weld mechanical properties. Laser welding has a relatively low thermal input, and, therefore, a narrow heat-affected zone is obtained. As known, the literature had not been definitively reported the microstructural features of the fusion and the heat-affected zones after laser welding of TRIP steels in conjunction with their mechanical behavior. The aim of the present work is to characterize the microstructure and mechanical behavior of laser-welded TRIP steel after uniaxial tensile and Erichsen formability tests. The coupons of TRIP 750 steel sheets were subjected to different laser welding conditions in order to analyze their impact on the microstructure, hardness, and mechanical strength of the material. After some preliminary tests, the laser power was fixed at 900 W and the weld speed fixed at 50 mm/s as the best choice of operating parameters. Under these conditions, the fusion zone was almost completely martensitic, while the heat-affected zone had a mixture of ferrite and martensite. The martensite transformation is corroborated by finite elements analyses as the cooling rate was 4200 °C/s for material at martensite start temperature. The average hardness of the fusion zone was 530 HV and the heat-affected zone was 550 HV, compared with 270 HVof the base material. In terms of mechanical behavior, the tensile strength of the welded coupons was found to reach 740 MPa and the ductility reached 22% in uniform deformation. The Erichsen index for the welded sheets attained 15 mm for a load of 48.5 kN, similar with the non-welded base material. Both in the case of the uniaxial tensile testing and in the Erichsen testing, the fracture occurred in the base material away from the weld, showing a good toughness of the welded component.