Dissertação - Felipe Sette Grohs

Análise das propriedades mecânicas e microestruturais de um aço estrutural microligado com V-Nb-Ti após tratamento subzero e tratamento criogênico profundo

Autor: Felipe Sette Grohs (Currículo Lattes)

Resumo

Tem sido crescente o emprego de aços microligados conformados através de processos termomecânicos controlados (TMCP), pois conferem ao material uma microestrutura refinada que oferece alta resistência mecânica e tenacidade à fratura. O aço microligado com V-Nb-Ti, alvo deste estudo, é largamente utilizado na indústria naval e offshore na construção de cascos e estruturas de navios e plataformas. Tais aços permitem utilizar espessuras menores, tornando o projeto mais eficiente e reduzindo os custos envolvidos na construção. Essa pesquisa visa avaliar o efeito dos tratamentos térmicos criogênicos nas propriedades mecânicas dos aços microligados objetivando avaliar a utilização deles em todo tipo de ambiente enfrentado por embarcações offshore pelo mundo. Para a realização dessa pesquisa foram comparados dois tipos de tratamentos térmicos: o tratamento subzero, feito com utilização de um Ultrafreezer com temperatura de -80 °C, e o tratamento criogênico profundo, através da submersão da amostra em nitrogênio líquido a -196 °C. Posteriormente elas tiveram sua microestrutura analisada através de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por dispersão ótica (EDS) e difração de raio-X (DRX). Suas propriedades mecânicas foram testadas por meio de ensaio de tração e de microdureza Vickers. Os resultados mostraram que a microestrutura do material demonstrou um leve refinamento de grão resultante dos tratamentos, o que pode ter refletido no incremento de 3% na microdureza na amostra com tratamento subzero e 6% na amostra com tratamento criogênico profundo. O mesmo não foi observado no ensaio de tração, onde não foi observado aumento das tensões de escoamento e ruptura decorrentes dos tratamentos. Através da difração de raios-X foi possível observar a não presença de austenita retida no material, tanto nas amostras sem tratamento quanto nas amostras tratadas, fazendo com que não houvessem alterações ou precipitações de fases devido à criogenia. Visto isso, podese concluir que a exposição do aço estrutural microligado ao Nb-V-Ti descrito nesse trabalho não sofre alterações significantes quanto à sua microestrutura nem tão pouco quanto às suas propriedades mecânicas.

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Palavras-chave: Engenharia mecânicaAço de alta resistênciaPropriedades mecânicasTratamento criogênicoAços estruturais navaisAço de baixa liga