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ORCID:  http://orcid.org/0009-0009-3165-7412
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Avaliação da incerteza associada à temperatura de transição dúctil-frágil obtida via ensaios de impacto charpy
Alternate title (s): Assessment of uncertainty associated with ductile to brittle transition temperature obtained via charpy impact test
Author: Pacheco, Rafael Marques Borges
First Advisor: Arencibia, Rosenda Valdés
First member of the Committee: Bose Filho, Waldek Wladimir
Second member of the Committee: Piratelli Filho, Antônio
Third member of the Committee: Ferreira, Daniel Correia Freire
Summary: O ensaio de impacto Charpy é um método eficiente para avaliação de propriedades mecânicas de materiais aplicados a diversos tipos de indústria, como a nuclear, naval e de óleo e gás. A mudança de comportamento destes materiais em função da temperatura, regida pela curva de transição dúctil-frágil, auxilia na escolha correta do material de acordo com a temperatura de operação. Mesmo que a determinação da temperatura de transição dúctil-frágil (TTDF) seja difundida na literatura, é necessário entender como as fontes de erro podem impactar no resultado obtido. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo avaliar a incerteza associada à TTDF obtida via ensaio Charpy convencional pelo método de Monte Carlo. Para tanto foi efetuado o ajuste da curva de transição pelo método da tangente hiperbólica assimétrica (AHT) e foram obtidos resultados acerca do comportamento dos materiais avaliados. Em seguida foram determinadas as incertezas associadas tanto à energia absorvida (KV) quanto à temperatura de ensaio (T) pelo método GUM para os três meios de condicionamento térmico utilizados. Os resultados obtidos mostraram que a incerteza expandida associada à temperatura de transição dúctil-frágil para o aço AISI 4340-34 HRC é 2,85 °C enquanto para o aço AISI 4340-40 HRC é 0,63 °C, representando 3,24 % e 1,74 % do valor de TTDF para 95,45 % de probabilidade de abrangência. Analisando dados da temperatura foi possível observar que avaliações que consideram apenas a variabilidade das leituras podem subdimensionar o valor da incerteza de medição calculada, justificando então uma avaliação mais detalhadas dos equipamentos utilizados, como a máquina de ensaio e meios de condicionamento térmico.
Abstract: The Charpy impact test is an efficient method for evaluating the mechanical properties of materials applied in various industries, such as nuclear, naval, and oil and gas. The change in material behavior as a function of temperature, indicated by the ductile-to-brittle transition curve, helps in the proper selection of materials according to the operating temperature. Although the determination of the ductile-to-brittle transition temperature (DBTT) is widely discussed in the literature, it is necessary to understand how sources of error can impact the obtained result. In this context, this study aims to assess the uncertainty associated with DBTT obtained through conventional Charpy testing using the Monte Carlo method. To achieve this, the transition curve was fitted using the asymmetric hyperbolic tangent (AHT) method, and results regarding the behavior of the evaluated materials were obtained. Subsequently, uncertainties associated with both the absorbed energy (KV) and the test temperature (T) were determined using the GUM method for the three thermal conditioning methods employed. The results showed that the expanded uncertainty associated with the ductile-to-brittle transition temperature for AISI 4340-34 HRC steel is 2,85 °C, while for AISI 4340-40 HRC steel, it is 0,63 °C, representing 3,24% and 1,74% of the DBTT value with a 95,45% coverage probability. Analyzing the temperature data revealed that assessments considering only the variability of readings may underestimate the calculated measurement uncertainty, thereby justifying a more detailed evaluation of the equipment used, such as the testing machine and thermal conditioning methods.
Keywords: Incerteza de Medição
Measurement Uncertainty
Método de Monte Carlo
Monte Carlo Method
Temperatura de Transição Dúctil-Frágil
Ductile-to-Brittle Transition Temperature
Ensaio de Impacto Charpy
Charpy Impact Testing
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Subject: Engenharia mecânica
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: PACHECO, Rafael Marques Borges. Avaliação da incerteza associada à temperatura de transição dúctil-frágil obtida via ensaios de impacto charpy. 2024. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.674.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.674
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43674
Date of defense: 20-Sep-2024
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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