Título

    ESTUDO EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UMA CHAPA DE AÇO AUSTENÍTICO 304 POR MEIOS DE ENSAIOS DE TRAÇÃO UNIAXIAL E LAMINAÇÃO A FRIO

Orientador(a)

    Prof. Marcelo Costa Cardoso

Resumo

    Este estudo tem como a principal razão de obter um melhor entendimento do comportamento mecânico de uma chapa de aço inoxidável austenítico AISI 304 por meios de ensaios de tração uniaxial e laminação a frio. Neste sentido, foi divido em quatro partes: na primeira, realizou-se uma caracterização microestrutural utilizando técnicas de indução magnética a fim de se identificar a fração volumétrica de martensita presente no material conforme recebido. Na segunda parte, o comportamento plástico da chapa foi avaliado por meio de ensaios de tração uniaxial realizados em duas velocidades distintas, no qual foi verificada a sensibilidade à taxa de deformação. Ainda, foram realizados ensaios de tração uniaxial em três direções, a saber: 00, 450 e 900 em relação a direção de laminação, com intuito de avaliar as propriedades mecânicas, tais como: tensão de escoamento, tensão limite de resistência, tensão de ruptura, expoente de encruamento, anisotropia plástica, anisotropia planar, entre outras. Na terceira parte, uma simulação por meios de elementos finitos de um ensaio de flexão de três pontos foi realizada utilizando os resultados obtidos no ensaio de tração uniaxial como parâmetros de entrada. Para validar a simulação computacional, um ensaio experimental de flexão de três pontos foi realizado. Na quarta parte, realizou-se uma redução na espessura da chapa, através do processo de laminação a frio, com objetivo de observar o efeito TRIP (transformation-induced plasticity), ou seja, plasticidade induzida por transformação. Por fim, as etapas 1 e 2 foram novamente executadas para as chapas de aço laminadas a frio. Após a metodologia realizada, foi observado que o aço laminado obtivera maior resistência após laminação quando comparado ao aço conforme recebido, podendo ser concluído que esse aumento de tensão é devido ao efeito TRIP no qual parte da austenita se transformou em martensita, durante a laminação, que, por sua vez, é uma fase mais rígida do que a austenita.

Abstract

    This work was divided in four parts: In the first, a microstructural characterization was performed using magnetic induction techniques to identify the magnetic phases present, of a 304 austenitic stainless steel sheet (AISI 304). In the second part, the plastic behavior of the sheet was evaluated by means of uniaxial tensile testing performed at two distinct speeds, in which the sensitivity to the strain rate was verified. Also, a uniaxial tensile test was carried out in three directions, namely: 0°, 45° and 90° in relation to the rolling direction, in order to evaluate the mechanical properties, such as: yield stress, tensile strength, Rupture, hardening exponent, plastic anisotropy, planar anisotropy, among others. In the third part, a finite element simulation of a three-point flexural test was performed using the results obtained in the uniaxial tensile testig as input parameters. To validate the computational simulation, an experimental three-point bending test was performed. In the fourth part, a reduction in the thickness of the sheet was carried out, through the cold rolling process, in order to observe the TRIP (transformation-induced plasticity). Finally, steps 1 and 2 were again performed for cold rolled steel sheets. After the methodology, it was observed that the rolled steel obtained greater resistance after rolling when compared to the steel as received. It can be concluded that this increase in tension is due to the TRIP effect in which part of the austenite was transformed into martensite during the rolling, which in turn is a more rigid phase than the austenite.

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