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Simulação do processo de soldagem elétrica por centelhamento de um aço para trilhos ferroviários. Parte 2 : análise dilatométrica e numérica.
(2020) Porcaro, Rodrigo Rangel; Araújo, Francisco Célio de; Godefroid, Leonardo Barbosa; Faria, Geraldo Lúcio de; Silva, Luiz Leite da
Trilhos longos soldados por centelhamento elétrico (Flash Butt Welding - FBW) apresentam características desejáveis do ponto de vista do comportamento dinâmico da via, no entanto, as soldas são regiões de descontinuidade estrutural e mecânica onde se originam tensões residuais, e que estão associadas a falhas prematuras por fadiga. Ensaios de dilatometria foram empregados para simular os efeitos do tamanho de grão austenítico sobre a evolução microestrutural pós-soldagem. Simulações numéricas termomecânicas, não-lineares, no domínio do tempo, pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), foram empregadas para avaliar os efeitos de modificações de parâmetros do processo de soldagem sobre as tensões residuais. Os resultados apresentados permitem compreender os mecanismos das alterações morfológicas da perlita na Zona Termicamente Afetada (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. Ademais, os resultados dos modelos numéricos mostram como a adoção de ZTA estreita influencia nas taxas de resfriamento e no desenvolvimento de tensões residuais em regiões críticas do componente.
Caracterização das transformações de fases isotérmicas e dos seus respectivos produtos em três aços eutetóides de aplicação ferroviária.
(2019) Rodrigues, Karine Fernandes; Mourão, Gabriel Marques Magalhães; Faria, Geraldo Lúcio de
Artigos recentemente publicados vêm destacando a importância do conhecimento sobre a cinética de transformação de fases em aços eutetóides aplicados em ferrovias, visando o aprimoramento de processos de fabricação e de soldagem. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta um estudo de caracterização da cinética de decomposição isotérmica da austenita em três aços atualmente utilizados no mundo para a fabricação de trilhos ferroviários, sendo dois de classificação premium e um de classificação standard. Os aços estudados foram caracterizados em seu estado de entrega e, por meio de ensaios de dilatometria, as temperaturas críticas de austenitização e os intervalos de tempo de decomposição da austenita foram medidos. Diagramas tempo-temperatura-transformação (TTT) foram determinados. A influência de alguns parâmetros como o espaçamento interlamelar perlítico original e o tamanho de grão austenítico prévio sobre as transformações de fases e sobre as microestruturas resultantes, foram discutidos. Mostrou-se ainda que, a partir de tratamentos isotérmicos bem planejados, é possível a obtenção de uma microestrutura majoritariamente bainítica em aços eutetoides com composições químicas relativamente simples.
Microestrutura e propriedades mecânicas de um aço para trilhos ferroviários soldado por centelhamento.
(2017) Porcaro, Rodrigo Rangel; Lima, Daniel Andrade Paes de; Faria, Geraldo Lúcio de; Godefroid, Leonardo Barbosa; Cândido, Luiz Cláudio
Trilhos com perfil TR-57 do tipo intermediário foram soldados por centelhamento em um estaleiro brasileiro e passaram por detalhada caracterização mecânica e metalográfica. Os dados quantitativos da caracterização metalográfica e dos ensaios mecânicos foram submetidos a análises de variância (ANOVA). Na metalografia confirmou-se a presença majoritária de perlita, porém há também ferrita proeutetóide na linha central da solda e globulização parcial da cementita em regiões da Zona Termicamente Afetada (ZTA), sobretudo na zona de transformação parcial. O tamanho das colônias perlíticas e o espaçamento interlamelar foram correlacionados à microdureza Vickers em toda a extensão da junta. Ensaios de tração revelaram que o metal base atendeu às especificações da Norma AREMA, no entanto, as juntas soldadas não atenderam e a fratura dos corpos de prova ocorreu na região de menor dureza da ZTA. Os resultados permitem compreender, em detalhes, as consequências do processo de soldagem sobre a estrutura do aço e as variações de propriedades em diversas regiões da junta, com destaque às alterações morfológicas da perlita. Relações com modos de falha anteriormente relatados na literatura científica também são apresentadas.

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