Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: David, Felipe Farage
Orientador(a): Costa, Adilson Rodrigues da, Liberato, Frank de Mello
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Metais - efeito da temperatura
Deformações e tensões - deformação plástica
Difração de elétrons retroespalhados - EBSD
Aço ultra baixo carbono
Delineamento inteiramente casualizados
Link de acesso: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16543
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling David, Felipe FarageCosta, Adilson Rodrigues daLiberato, Frank de MelloAndrade, Rodrigo Ribeiro deBatista, Ben Dêivide de OliveiraCorrêa, Elaine Carballo SiqueiraCetlin, Paulo RobertoCosta, Adilson Rodrigues daLiberato, Frank de Mello2023-05-05T20:39:32Z2023-05-05T20:39:32Z2023DAVID, Felipe Farage. Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono. 2023. 115 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16543Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.O processo da microlaminação a frio de arames promove o aumento da resistência mecânica e diminuição da ductilidade do aço. Para restaurar essas propriedades mecânicas, é empregado o tratamento térmico de recozimento, processo de alto custo operacional e com impactos ambientais, devido à utilização de chumbo líquido e queima de combustíveis fósseis. Esta pesquisa mostra que é possível controlar as propriedades mecânicas, tais como limite de escoamento, limite de resistência e alongamento uniforme, do arame de aço ultra baixo teor de carbono, por meio de esforços cíclicos de flexão aplicados por polias. Esses esforços cíclicos desencadeiam o Efeito Bauschinger, fenômeno responsável por promover o alívio de tensões a frio no metal. O estudo foi realizado em um Delineamento Inteiramente Causalizado (DIC) em esquema fatorial duplo. Os fatores utilizados para promover e controlar a magnitude desse efeito foram: o número de polias e o diâmetro das polias aplicados por meio da flexão cíclica. Foi utilizado o Critério de Informação de Akaike (AIC) para comparar diferentes modelos e estudo de regressão para explorar a relação da resistência mecânica e plasticidade em função do número e diâmetro das polias. Gráficos de superfície de resposta e de contorno foram utilizados para analisar e comprovar o controle da magnitude do Efeito Bauschinger em função desses fatores. Os modelos estatísticos comprovaram um aumento máximo do alongamento uniforme de 99% e redução máxima do limite de escoamento de 14%. A análise microestrutural via difração de elétrons retroespalhados (EBSD/MEV) foi determinante para evidenciar que a flexão cíclica é capaz de promover a reorientação homogênea dos grãos e, também, diminuir a desorientação média que está diretamente relacionada com a redução da densidade das deslocações, justificando o alívio de tensão promovido pelo Efeito Bauschinger. Ao final, confirmou-se que existe uma interação entre os fatores estudados no controle da magnitude do Efeito Bauschinger, sendo a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) determinante para escolha da equação geral que melhor representa a variação da resistência mecânica e da plasticidade. Dessa forma, a Siderurgia poderá contar com o controle das mudanças da resistência mecânica e plasticidade do arame em função da intensidade do Efeito Bauschinger. A inclusão deste novo controle no processo produtivo também implica na concepção de novas rotas de produção, visando reduções de custos, minimização de danos ambientais e ganhos de produtividade.The cold roller die process increases the tensile strength and decreases the ductility of the steel wire. Annealing heat treatment is applied to restore these mechanical properties, but there is a high operational cost process, and environmental impacts, due to the use of liquid lead and fossil fuel burning. This research shows that it is possible to control the mechanical properties of ultra-low carbon steel wire, such as yield strength, tensile strength, and uniform elongation, using the cyclic bending process applied by pulleys. These cyclic stresses will induce the Bauschinger effect, which promotes the metal cold stress relief. This study was performed in a Completely Randomized Design (CRD), in a double factorial scheme. The factors used to promote and control the Bauschinger effect magnitude were the pulley quantity and pulley diameter, used in the cyclic bending process. Akaike Information Criterion (AIC) was used to compare different models, and a regression study explored the relationship between strength and plasticity as a function of the quantity and diameter of pulleys. Response surface and contour plots were used to analyze and verify the Bauschinger effect magnitude control as a function of these factors. The results of the statistical models showed a maximum increase of 99% in uniform elongation and a maximum decrease of 14% in yield strength. Also, the microstructural analysis via Electron Backscatter Diffraction (EBSD/SEM) was decisive to show that the cyclic bending can promote a more homogeneous reorientation of the grains, refinement and reducing the average misorientation that is directly related to the density of the dislocations, justifying the stress relief promoted by the Bauschinger effect. In the end, an interaction between the studied factors in the magnitude control of the Bauschinger effect was confirmed, and the use of the AIC was determinant in choosing the general equation that better represents the strength and plasticity variation as a function of the factors under study. Thus, the steel industry will be able to control the strength and plasticity variations as a function of the intensity of the Bauschinger effect. This new control in the production process also implies the conception of new production routes, aiming at cost reductions, environmental damage minimization, and productivity gains.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 10/04/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessMetais - efeito da temperaturaDeformações e tensões - deformação plásticaDifração de elétrons retroespalhados - EBSDAço ultra baixo carbonoDelineamento inteiramente casualizadosControle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPORIGINALTESE_ControleMagnitudeEfeito.pdfTESE_ControleMagnitudeEfeito.pdfapplication/pdf4804099https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/d6c1909f-a676-4a7f-8e35-bb584d89beef/download24aa5bf43579306f448100d3c8e58da1MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/ef521b67-b7c5-490a-85f2-638b63cc6d08/download9868ccc48a14c8d591352b6eaf7f6239MD52falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/259189f9-7bb6-4d22-9d30-4c3ed9889b73/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILTESE_ControleMagnitudeEfeito.pdf.jpgTESE_ControleMagnitudeEfeito.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4176https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/c3e4c313-69a4-4e65-b4ac-e476abf881fa/downloadf62e552445fadf44bbd7cb2435ff85f5MD54falseAnonymousREAD123456789/165432024-11-10 12:54:52.661http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/abertoopen.accessoai:repositorio.ufop.br:123456789/16543https://www.repositorio.ufop.brRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332024-11-10T15:54:52Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)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