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Title: Fadiga e fratura da superliga à base de níquel, Inconel 625, submetida a razão de carga R = -1
Authors: Pereira, Fábio Gustavo Lima
Keywords: Fadiga;Mecanismo de falha;Superliga à base de níquel;Curva S-N
Issue Date: 17-Mar-2017
Citation: PEREIRA, Fábio Gustavo Lima. Fadiga e fratura da superliga à base de níquel, Inconel 625, submetida a razão de carga R = -1. 2017. 111f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: A fadiga dos materiais é o mecanismo de falha na presença de tensões cíclicas. Durante esse processo, falhas superficiais e/ou concentradores de tensões podem levar à nucleação de trincas, as quais se propagam até provocar a fratura do componente após um número suficiente de ciclos. Esse mecanismo de falha tornou-se progressivamente importante na medida em que o avanço tecnológico possibilitou a implementação de um número maior de estruturas sujeitas a diferentes modos de carregamento e vibrações, como por exemplo os equipamentos utilizados na indústria do pré-sal. Novos materiais estão sendo desenvolvidos especialmente para esse setor, tendo de atender especificações que satisfaçam as exigências desses ambientes severos. Exemplos de materiais empregados sob tais circunstâncias são as ligas resistentes à corrosão contendo níquel. Neste contexto, o presente trabalho teve a intenção de avaliar o comportamento da superliga à base de níquel, Inconel 625, sob razão de carga R igual a -1, além de tipificar suas propriedades mecânicas e microestruturais. A caracterização mecânica, microestrutural e morfológica do Inconel foi analisada em ensaios de fadiga axial, tração, dureza, microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados (EBSD), espectroscopia de raios-X por dispersão de energia (EDS) e difração de raios-X. Os resultados indicaram que o Inconel 625 é capaz de associar alta resistência mecânica e dureza moderada a uma boa ductilidade. A difratometria permitiu constatar a presença de uma fase matriz 𝛾 e de carbonetos dos tipos 𝐶𝑟23𝐶6 e MC. A elaboração da curva S-N possibilitou estimar a resistência à fadiga do material como sendo aproximadamente 255 MPa. As superfícies de fratura foram observadas utilizando a técnica de microscopia eletrônica de varredura, com o intuito de investigar os efeitos produzidos pelas trincas de fadiga. Foram constatadas as presenças de marcas de praia e estrias, características típicas do processo de fadiga.
Abstract: The fatigue process in materials is the failure mechanism with the presence of cyclic stresses. Surface flaws and stress concentrators may lead to nucleation of cracks during this process. The cracks propagate and cause component fracture after a sufficient number of cycles. This failure mechanism has become increasingly important as soon as the technological progress has enabled the implementation of a larger number of structures subjected to different modes of loading and vibrations such as the equipment used in the pre-salt industry. New materials are being developed especially for this sector and they have to meet some specifications to work on this harsh environments. Examples of materials used under such circumstances are the resistant nickel-based alloys. In this context, this study aims to evaluate the behaviour of the Nickel-based superalloy, Inconel 625, under load with load ratio R equal to -1 as well as its mechanical and microstructural properties. The mechanical, microstructural and morphological characterization of Inconel was analyzed by axial fatigue, tensile, hardness, SEM, Electron Backscatter Diffraction (EBSD), Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and XRD tests. The results indicated that Inconel 625 is able to associate high mechanical strength and moderate hardness with good ductility. The diffractometry allowed to verify the presence of a matrix phase 𝛾 and carbides of the types 𝐶𝑟23𝐶6 and MC. The development of the S-N curve made it possible to estimate the fatigue strength of the material to be approximately 255 MPa. The fracture surfaces were observed by scanning electron microscopy, in order to investigate the effects produced by fatigue cracks. The presence of beach marks and fatigue striations were observed, they are typical characteristics of the fatigue process.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23085
Appears in Collections:PPGCEM - Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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