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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Avaliação de métodos analíticos para determinação de propriedades mecânicas de aços via ensaio de macroindentação instrumentada
Other Titles: Evaluation of analytical methods for determination of mechanical properties of steels using the instrumented indentation test
metadata.dc.creator: Nicolosi, Eduardo Ribeiro
metadata.dc.contributor.advisor1: Franco, Sinésio Domingues
metadata.dc.contributor.referee1: Oliveira, Sônia Aparecida Goulart de
metadata.dc.contributor.referee2: Paes, Marcelo Torres Piza
metadata.dc.description.resumo: O ensaio de macroindentação instrumentada realizado in situ, por ser não destrutivo e utilizar equipamentos portáteis, é uma alternativa na determinação de propriedades mecânicas de tração de materiais de estruturas nas quais a remoção de corpos de prova de grandes dimensões, para realização de ensaios de tração, implica em elevados custos devido à interrupção da operação, como é o caso de dutos de escoamento de petróleo. A capacidade dos modelos analíticos de Haggag et al. e de Ahn e Kwon de estimar os limites de escoamento e de resistência de aços foi avaliada através da realização de ensaios de macroindentação instrumentada em amostras de aços usados na indústria de óleo e gás. Para o Modelo de Haggag et al. , a utilização dos parâmetros de cálculo empíricos Bm= 0,2285 e Xm= 1,200, adotados para aços em vários trabalhos, mostrou-se incapaz de estimar de forma satisfatória os limites de escoamento e de resistência dos aços analisados, pois os erros em relação às propriedades mecânicas determinadas em ensaios de tração atingiram valores de até 35%. Análises estatísticas indicaram que os parâmetros de cálculo Bm e Xm dependem do diâmetro do penetrador e da força máxima usados nos ensaios. Uma metodologia alternativa para calcular o limite de escoamento de aços usando o Modelo de Haggag et al. é apresentada, através da introdução de um novo parâmetro, bm (offset de escoamento), e novos valores de Bm, bm e Xm são propostos. Diversas correlações para o cálculo das propriedades de tração a partir da dureza, determinada via ensaio de macroindentação, também foram avaliadas. A metodologia para realização e análise de ensaios de macroindentação instrumentada apresentada e validada no presente trabalho permite estimar as propriedades mecânicas de tração de aços com erros inferiores a 10%. Além disso, os resultados de ensaios em amostras do aço ABNT 8550, expostas ao gás H2 em alta pressão, sugerem que o ensaio de macroindentação instrumentada pode ser utilizado na detecção da fragilização por hidrogênio em aços.
Abstract: In situ instrumented indentation tests (IIT) can be used to determine tensile properties as a non-destructive alternative to the destructive tension test, especially when the removal of large amounts of test material from in-service structures implies high cost due to the interruption of operations. The ability of the analytical methods proposed by Haggag et al. and by Ahn and Kwon for determination of yield strength and ultimate tensile strength was assessed by instrumented indentation tests performed on steels for the oil and gas industry. For the analytical method proposed by Haggag et al. , the use of the material parameters Bm= 0.2285 and Xm= 1.200, employed for steels in several studies, proved unable to determine the tensile properties of steels analyzed in the present work. It was found that the indentation results were not in agreement with the tensile data (error up to 35%). Statistical analysis indicated that the empirical parameters Bm and Xm depend on both the indenter diameter and the maximum indentation load. An alternative for determining the tensile properties of steels using Haggag s Model is presented, based on the incorporation of the yield offset parameter, bm, and new values for the parameters Bm, bm and Xm. Use of different empirical correlations for estimating the yield strength and tensile strength from indentation hardness measurements was also investigated. The methodology here proposed validated the instrumented indentation test for determination of tensile properties of steels within a range of error of 10%. Furthermore, tests performed on ABNT 8550 steel specimens, exposed to a high hydrogen pressure, suggest that the instrumented indentation test may be applicable for hydrogen embrittlement detection in steels.
Keywords: Macroindentação instrumentada
Métodos analíticos
Propriedades mecânicas de tração
Fragilização por hidrogênio
Aços para a indústria de óleo e gás
Instrumented indentation test
Analytical methods
Tensile properties
Hydrogen embrittlement
Steels for the oil and gas industry
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: NICOLOSI, Eduardo Ribeiro. Evaluation of analytical methods for determination of mechanical properties of steels using the instrumented indentation test. 2015. 321 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14977
Issue Date: 24-Feb-2015
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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