Efeito do jateamento abrasivo na integridade superficial e na vida em fadiga do aço Maraging 18Ni300 nas condições: solubilizada, envelhecida e super-envelhecida

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Palau, José Carlos Fortes
• Orientador(a): Travessa, Dilermando Nagle
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• dARK ID: ark:/48912/001300001vpbp
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de São Paulo
• Palavras-chave em Português: jateamento abrasivo; integridade superficial; aço maraging; fadiga
• Link de acesso: https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/65804

O jateamento abrasivo a seco, também conhecido como "grit blasting", é um processo erosivo de tratamento superficial mecânico a frio amplamente utilizado no meio industrial para remoção de contaminantes superficiais e preparação de superfície para aplicação de revestimentos diversos. Os aços maraging são uma classe especial de aços de ultra-alta-resistência que apresentam uma combinação única de altos níveis de resistência mecânica aliada a uma excelente tenacidade "e, por essas razões" são empregados principalmente em setores estratégicos como o aeroespacial e o nuclear. Alterações na textura superficial (rugosidade), no estado de tensões residuais e na microestrutura da superfície deformada estão entre os principais efeitos produzidos pelo processo de jateamento abrasivo na integridade da superfície jateada. Dessa forma, o objetivo desse presente trabalho foi avaliar se os efeitos produzidos pelo processo de tratamento superficial mecânico de jateamento abrasivo a seco com partículas metálica abrasiva angular na superfície do aço maraging 18Ni300 poderiam influenciar em sua vida em fadiga, uma vez que, a fadiga é o mecanismo de falha dominante de vários componentes de engenharia e, por sua vez, sofre forte influência de sua qualidade superficial. O estudo foi conduzida em duas etapas: i) na primeira etapa amostras de aço maraging 18Ni300 foram tratadas por diferentes rotas de tratamentos térmicos, para obtenção de diferentes microestruturas e níveis de resistência mecânica e, posteriormente submetidas ao processo de jateamento abrasivo, utilizando-se dois ângulos de impacto das partículas (45◦e 75◦). Os efeitos produzidos pelo jateamento na superfície deformada foram avaliados através de caracterização microestrutural, caracterização mecânica, perfilometria de contato e difração de raios-X. ii) na segunda etapa as condições mais desfavoráveis para a vida em fadiga, encontrados após análise dos resultados obtidos nos corpos de prova da primeira etapa, foram replicados em corpos de prova de fadiga divididos em dois grupos com diferentes condições superficiais: um com a superfície polida, adotado como a condição superficial padrão e o outro com a superfície jateada. Os corpos de provas nas condições superficiais polido e jateado foram testados em condições de fadiga axial com carregamento de amplitude reversa (R=-1) em vários níveis de tensões e seu desempenho avaliado pelas curvas S-N e as superfícies fraturadas analisadas por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos nos ensaios de fadiga e nas análises fractográficas revelaram que o jateamento abrasivo apesar de ter aumentado significativamente a rugosidade superficial (em mais de 10 vezes), resultou na melhora da vida em fadiga ao induzir na superfície jateada uma combinação de efeitos benéficos como o trabalho à frio (encruamento) que aumentou a dureza superficial (aproximadamente em 6,74%) e tensões residuais compressivas na profundidade (até 180-200 µm) da superfície jateada, que contribuíram para retardar o início e a propagação das trincas e, assim, aumentar a vida em fadiga no aço maraging 18Ni300.