FACULDADE DE ENGENHARIA INDUSTRIAL
da Fundação de Ciências Aplicadas
Departamento de Mecânica, Laboratório de Materiais
http://welcome.to/LabMat-FEI
Vida em fadiga e fractografia do aço ABNT4140
temperado e revenido.
Bolsista: Aline Szabo Ponce
Prof. Orientador: Dr. Rodrigo Magnabosco
[email protected]
[email protected]
Objetivos
Analisar a fractografia e levantar dados sobre propriedades mecânicas do aço ABNT 4140 temperado e revenido a 300°C por uma hora, para previsão de vida
em fadiga de alto ciclo por análise de tensões, em ensaio controlado pela amplitude de tensões sob uma tensão média de 594 MPa.
Material e métodos
 Material
O material fornecido para o desenvolvimento da presente pesquisa é o aço ABNT
4140, cuja composição química se encontra na tabela ao lado.
 Métodos
• Tratamentos térmicos
• Os corpos de prova foram temperados em óleo, e revenidos por uma hora a 300ºC.
• Ensaios Mecânicos
• Ensaios de dureza, usando a escala Rockwell C.
• Ensaios de tração na máquina Materials Testing System, MTS.
• Ensaio de fadiga na máquina Materials Testing System, MTS.
•Exame fractográfico
•As fraturas foram observadas em lupa estereoscópica com capacidade de aumentar de
6,7 a 40 vezes a imagem observada.
600
m = 594 MPa
550
Resultados e discussão
•Segundo medidas efetuadas o material ensaiado apresenta dureza
de 49 1 HRC.
•Dos ensaio de tração extraiu-se a tabela abaixo:
amplitude (MPa)
500
y = 4379,987x
450
-0,215
400
350
300
•Dos ensaios de fadiga tem-se a curva a x Nf ao lado,
para tensâo média de 594 MPa.
•Nota-se no exame fractográfico que a configuração da trinca
de fadiga para os corpos-de-prova que apresentaram fratura
no comprimento útil, duas regiões distintas : nucleação e
propagação estável de uma trinca, e propagação instável da
trinca, de acordo com as figuras ao lado e abaixo.
250
200
10000
100000
número de ciclos para a fratura
1000000
A região circulada em vermelho indica
área de propagação estável da trinca, e as
setas azuis indicam o sentido da
propagação instável da mesma.(6,7 vezes)
Conclusões:
 Foi encontrado coeficiente de Basquin b = - 0,215, e coeficiente de
resistência à fadiga f’ =5678 MPa .
 Não foram encontrados defeitos internos que pudessem colaborar na
nucleação das trincas de fadiga.
 O aço ABNT 4140 estudado apresentou grande sensibilidade à
concentradores de tensão como a mordedura das garras,
e riscos de usinagem. Para ensaios de fadiga, os corpos-de-prova devem
ter fino acabamento superficial.
A seta azul indica a região de nucleação da trinca. Não se observa defeitos nesta região.( 30 vezes)
Agradecimentos:
 À FEI-FCA pelo patrocínio do projeto e concessão de bolsas de iniciação científica à
aluna Aline Szabo Ponce.
 Aos técnicos do LabMat Romildo de Freitas, Marcos O. Gentil, Antônio M. Mirom,
Hamilton A. Silva e Arnaldo Raymundo pela ajuda prestada.
 Aos amigos Ronnie Mikio Shibata, Paula C. Oliveira, Fernando Dotta, Rodrigo
Liberto e Mauricio Carvalho pela colaboração e carinho.
 E ao orientador Rodrigo Magnabosco pela grande paciência.