VALİLİK MAKAMINA

Três corpos-de-prova para cada tipo de conformação do aço IF foram submetidos ao ensaio de tração obtendo os dados relacionados na Tabela 5.3.

Tabela 5.3 – Relação entre o Limite de Escoamento, o Limite de resistência e a deformação total para os aços IF LQ; LF e LFG

Confrontando a Tabela 5.3 e a figura 5.12 com a figura 3.4 percebe-se que os valores esperados para o limite de resistência do aço IF estão próximos dos obtidos neste Ensaio. Material Grandezas

Envolvidas

Número de ensaios realizados Valor médio dureza Vickers (HV) Desvio Padrão Espessura Força 1 2 3 4 5 IF LQ 4,00mm 10kgf 95,8 92,8 93,6 91,6 93,6 93,5 1,53 IF LF 0,75mm 10kgf 67,3 69,9 68,6 68,6 68,6 68,6 0,92 IF LFG 0,80mm 10kgf 74,2 74,1 74,2 72,1 74,1 74,1 1,00 Aço IF Limite de Escoamento (MPA) Limite de resistência (MPA) Deformação Total LQ 196 283 38 LF 110 267 39 LFG 134 302 37

65 Assim, segundo LEMOS et al (2005) e SANTANA (2007) é previsto um limite de resistência para os aços IF entre 250 a 320 MPa o que novamente comprova que o resultado obtido está dentro do esperado.

Os resultados obtidos para o limite de resistência deste aço irão variar dependendo do processo termomecânico. Para o aço IF LFG o ciclo de Recozimento é dado pelo Forno Continuo da galvanização o que confere ao material uma resistência maior, comparado com o aço IF LF, tendo tempo baixos de recozimento. No caso do IF LF o ciclo de recozimento é dado em Forno em Caixa o que tornou o material mais macio. Já para o IF LQ esperava-se que este material não tivesse Patamar de Escoamento e que em ordem de grandeza o LE fosse superior aos outros dois.

Desta forma, o resultado obtido para o Limite de resistência do aço IF LF e LFG está coerente com o previsto que foi explicado pelos diferentes processos.

Para o aço IF LQ, o limite de resistência encontrado está fora da ordem prevista pelo mesmo, resultado que pode ter sido influenciado pela Homogeineidade de Composição Química ou pela posição de retirada da amostra na Bobina a Quente.

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5.6 - Ensaio de Fadiga

Após serem realizados os ensaios de fadiga para o aço IF LQ, LF e LFG os dados foram convertidos em gráficos – curva S-N – para a previsão da vida útil em cada situação (Figura 5.13). Deste modo, é notável que o aço galvanizado IF (LFG) teve a maior resistência ao trincamento por fadiga em comparação com os outros dois aços estudados. Este fato deve-se principalmente a presença da camada de galvanização que blindou a superfície do material dificultando o aparecimento de trincas iniciais e aumentando assim o limite de fadiga deste aço.

Este comportamento está relacionado com a proporcionalidade entre a resistência mecânica à tração e o limite de resistência a fadiga, o que garante maior resistência à nucleação de trincas de fadiga em bandas de deslizamento (extrusões e intrusões) (MARTINS et al,. 1998).

Se compararmos o limite de resistência a fadiga destes aços IF com outros aços convencionais, também estudados pelo GERFRAM, notaremos que este limite para os aços IF é relativamente baixo, devido, principalmente pela falta de elementos interticiais (C e N) responsáveis por um aumento considerável na resistência mecânica de um aço (SANTANA,

et al,. 2007).

67 A figura 5.14 compara a curva S-N obtida para o aço IF nas condições termomecânicas já mencionadas com dois aços convencionais 4140 e 1080. Novamente, é notável a diferença entre a tensão máxima suportada por estes aços, visto que há uma relação direta entre a tensão de fadiga e o Limite de resistência do aço, fato este observado na figura 5.15.

Figura 5.14 – Gráfico Tensão x número de ciclos para o aço IF LQ, LF e LFG comparando com alguns aços convencionais.

68 Figura 5.15 – Gráfico Tensão x Limite de resistência a fadiga para o aço IF LQ, LF e

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5.7 – Fratografia

As superfícies de fratura dos corpos-de-prova tracionados e fadigados foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura.

5.7.1 – Fratografia de Tração

As superfícies de fratura dos corpos de prova tracionados são mostradas nas Figuras 5.16 a 5.21. Nota-se que, em todas as amostras, a fratografia é semelhante, indicando presença de alvéolos (“dimples”) provando ser uma fratura dúctil. É perceptível que o mecanismo de fratura em todos os aços foi de nucleação, crescimento e coalescimento de microcavidades. Percebe-se, nas Figuras 5.18 e 5.20 uma região de estricção típica de uma fratura dúctil onde o material se deforma plasticamente e não uniforme antes de romper.

Figura 5.16 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LQ com um aumento de 100x após ruptura por ensaio de tração.

70 Figura 5.17 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LQ com um

aumento de 1000x após ruptura por ensaio de tração.

Figura 5.18 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LF com um aumento de 100x após ruptura por ensaio de tração. Em destaque a região de estricção.

71 Figura 5.19 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LF com um aumento de 1000x após ruptura por ensaio de tração. Em destaque as micro-cavidades

(dimples)

Figura 5.20 – Aspecto fratográfico de um corpo-de-prova de aço IF LFG com um aumento de 100x após ruptura por ensaio de tração. Em destaque a região de estricção.

72 Figura 5.21 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LFG com um aumento de 1000x após ruptura por ensaio de tração. Em destaque as micro-cavidades

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5.7.2 – Fratografias de Fadiga

A superfície de fratura dos corpos de prova após o ensaio de fadiga são mostradas nas Figuras 5.22 a 5.33. Nota-se uma semelhança nas fratografias, onde observou-se um modo de fratura transgranular, com facetas de cisalhamento caracterizando a fratura por fadiga e uma região final de fratura dúctil com presença de microcavidades.

Figura 5.22 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LQ com um aumento de 100x após ruptura por ensaio de fadiga. Em destaque as regiões de iniciação e propagação da trinca.

74 Figura 5.23 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LQ com um aumento de 1000x após ruptura por ensaio de fadiga. Em destaque as facetas de cisalhamento caracterizando a

fratura por fadiga.

Figura 5.24 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LQ com um aumento de 1000x na região de início de trincamento após ruptura por ensaio de fadiga.

75 Figura 5.25 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LQ com um aumento de 1000x após ruptura por ensaio de fadiga. Em destaque as micro-cavidades (dimples).

Figura 5.26 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LF com um aumento de 100x após ruptura por ensaio de fadiga. Em destaque as regiões de iniciação e propagação da trinca.

76 Figura 5.27 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LF com um aumento de

1000x na região de início de trincamento após ruptura por ensaio de fadiga.

Figura 5.28 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LF com um aumento de 1000x após ruptura por ensaio de fadiga. Em destaque as facetas de cisalhamento caracterizando a fratura por

77 Figura 5.29 _{– Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LF com um aumento de} 1000x após ruptura por ensaio de fadiga. Em destaque as micro-cavidades (dimples).

Figura 5.30 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LFG com um aumento de 100x após ruptura por ensaio de fadiga. Em destaque as regiões de iniciação e propagação da trinca.

78 Figura 5.31 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LFG com um aumento de

1000x na região de início de trincamento após ruptura por ensaio de fadiga.

Figura 5.32 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LFG com um aumento de 1000x após ruptura por ensaio de fadiga. Em destaque as facetas de cisalhamento caracterizando a

79 Figura 5.33 – Aspecto fratográfico de um corpo de prova de aço IF LFG com um aumento de

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6 – Conclusões

Os procedimentos termo-mecânicos de laminação a frio e recozimento/galvanização causaram um refino dos grãos ferríticos do aço IF em relação à situação de laminação a quente.

A microestrutura do IF LQ apresentou textura aleatória, enquanto que a microestrutura do aço IF LF e do aço IF LFG apresentou textura pronunciada.

Todos os resultados estão de acordo com o intervalo esperado das propriedades mecânicas de aços do tipo IF.

No caso do aço galvanizado IF LFG, o ciclo de recozimento foi realizado em um forno contínuo de galvanização, que dá ao material uma elevada resistência mecânica com relativamente baixos tempos de recozimento.

Para o laminado a frio IF LF, o ciclo de recozimento foi realizado em caixa de recozimento, o que torna o material mais macio.

Para o aço IF LQ era esperado que este material não apresenta um limite de elasticidade bem definido e o nível da resistência mecânica foi superior ao dos outros dois. Os resultados podem ter sido influenciados pela homogeneidade de composição química ou pela posição na bobina a quente onde as amostras foram recolhidas. O aço galvanizado IF (LFG) teve a maior resistência ao trincamento por fadiga em

comparação com os outros dois aços estudados.

Este comportamento está relacionado com a proporcionalidade entre a resistência à tração mecânica e limite de resistência a fadiga, o que garante maior resistência à nucleação de trincas de fadiga em bandas de deslizamento (extrusões e intrusões).

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