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Transformações de fase, microestruturas, e propriedades mecânicas de um aço resistente ao incêndio.

Gomes, Pedro Meirelles Chagas Delfino

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica 2021-12-20

Acesso online

  • Título:
    Transformações de fase, microestruturas, e propriedades mecânicas de um aço resistente ao incêndio.
  • Autor: Gomes, Pedro Meirelles Chagas Delfino
  • Orientador: Goldenstein, Helio
  • Assuntos: Aços Microligados; Propriedades Mecânicas; Microestrutura; Transformações De Fase; Incêndio; Hsla Cct Diagram; Mechanical Properties Of Hsla Steel; High Strength Low Alloy Steels; Microstructural Degradation During Fire; Fire Resistant Steels; Kinetics Of The Austenite Decomposition
  • Descrição: No presente trabalho, para um aço resistente ao incêndio ligado ao Mo-V-Ti, foi estudada a cinética de transformação de fase no aquecimento e no resfriamento e sua respectiva microestrutura, a degradação microestrutural em decorrência de uma situação de incêndio, e as propriedades mecânicas em temperaturas de incêndio. Esses aços fazem parte da classe de aços de alta resistência e baixa liga destinados a fins estruturais utilizados principalmente na construção civil, na indústria automotiva e em dutos de óleo e gás. Na engenharia de estruturas, este material surge da necessidade em oferecer aços que resistem a temperaturas de incêndio atrasando o eventual colapso da estrutura, dessa maneira reduzindo a necessidade de proteções térmicas adicionais, e dando oportunidade para uma resposta rápida, por exemplo uma evacuação para garantir a segurança das pessoas frente a um possível desabamento. O material foi recebido em forma de uma viga estrutural em H laminada a quente e resfriada ao ar. Através de ensaios dilatométricos, mecânicos e análise metalográfica conseguiu-se entender o processamento termomecânico utilizado na fabricação do material, construir a curva de resfriamento contínuo, e avaliar as propriedades mecânicas a quente. Além disso, estudou-se o efeito microestrutural de uma hipotética condição de incêndio, em 600 C° por 15 min, para diferentes condições iniciais de microestrutura, entre elas a condição como recebida, e a como recebida tratada termicamente. Os ensaios dilatométricos foram realizados em um dilatômetro de tempera. A caracterização metalográfica foi realizada em um microscópio eletrônico de varredura. Foram realizados ensaios mecânicos de tração estática na temperatura ambiente, e em 400 C° , 500 C°, 600 C° , 700 C° e 800 C° , e ensaios de tração transiente com aplicação de pré-carga de 50% do limite de escoamento seguido de aquecimento com taxas de aquecimento de 1 C°/min, 5 C°/min, e 20 C°/min. Na análise do efeito microestrutural por conta do incêndio observou-se de forma geral um aparente aumento de grão da microestrutura, a fragmentação da cementita, a decomposição dos agregados de martensita-austenita (MA), o engrossamento de carbonetos e a esferoidização da cementita, este último no caso das microestruturas inicialmente aciculares. Para o aço ao Mo-V-Ti estudado, nos ensaios estáticos, a razão do limite de escoamento em 600 C° foi de 79%, acima do mínimo de 66% utilizado pela literatura e parcialmente pela norma ASTM A1077, possivelmente por conta da estabilidade microestrutural, da resistência ao amolecimento, e da precipitação secundária. No ensaio de tração transiente, o material estudado no presente trabalho apresentou uma maior resistência ao amolecimento em comparação a outros aços similares da literatura, em decorrência dos mecanismos de endurecimento envolvidos em alta temperatura e da estabilidade microestrutural também em alta temperatura.
  • DOI: 10.11606/D.3.2021.tde-04032022-113948
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
  • Data de criação/publicação: 2021-12-20
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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