Publicação: Avaliação da tenacidade à fratura do aço inoxidável AISI 304 usando o ensaio de puncionamento esférico
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Este trabalho avaliou a tenacidade à fratura do aço inoxidável AISI 304 em duas direções
usando o ensaio de puncionamento esférico instrumentado. Para tanto, foi utilizado a técnica
de múltiplos corpos de prova entalhados lateralmente e as metodologias de análise de
resultados dos métodos Lacalle e da Taxa de Alívio de Energia. Os resultados obtidos
mostraram que ambas as metodologias são capazes de detectar a anisotropia do material,
que apresentou maior tenacidade na direção longitudinal. Além disso, estes resultados estão
dentro da faixa de valores esperados de tenacidade à fratura convencionais encontrados na
literatura. Contudo, o método da taxa de alívio de energia apresentou, em média, dispersões
nos resultados maiores que 32 %, revelando uma baixa repetibilidade que comprometem a
qualidade e confiabilidade destes. Por outro lado, o método Lacalle obteve resultados de JQ
promissores e com baixa dispersão com médias de 492 kJ/m² para a direção longitudinal e
436 kJ/m² para a direção transversal. Além disso, os resultados obtidos por meio do método
Lacalle foram comparados com os resultados de outros materiais submetidos ao mesmo
método para proporcionar informações qualitativas da avaliação da tenacidade à fratura do
AISI 304. Neste comparativo, o AISI 304 apresentou o maior valor de tenacidade dentre os
aços analisados.
Abstract
This work evaluated the fracture toughness of AISI 304 stainless steel in two directions using
the Small Punch Test. For this purpose, the multiple side notched specimen technique and the
methodologies of the Lacalle’s and Energy Release Rate methods was employed. The
obtained results indicated that both methodologies are capable of detecting material
anisotropy, showing higher toughness in the longitudinal direction. Additionally, these results
are within the range of conventional fracture toughness values found in the literature. However,
the Energy Release Rate method exhibited results with a mean dispersion greater than 32 %,
indicating low repeatability and significant uncertainty values that compromise the quality and
reliability of the results. On the other hand, the Lacalle’s method yielded promising JQ results
with low dispersion of 492 kJ/m² in the longitudinal direction and 436 kJ/m² in the transversal
direction. Furthermore, the results of Lacalle’s method were compared with results from other
materials subjected to the same method to provide qualitative information for the fracture
toughness of AISI 304 steel. In this comparison, AISI 304 exhibited the highest toughness
value among the analyzed steels.
Palavras-chave
Tenacidade à fratura, Fracture toughness, Ensaio de puncionamento esférico, Small punch test, Aço inoxidável AISI 304, AISI 304 stainless steel
Citação
PERES, José Guilherme de Freitas. Avaliação da tenacidade à fratura do aço inoxidável AISI 304 usando o ensaio de puncionamento esférico. 2023. 79 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023.
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