Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: David, Felipe Farage
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16543
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
id UFOP_0dbb9e2879ee7b72ab449d12e35a5aa7
oai_identifier_str oai:repositorio.ufop.br:123456789/16543
network_acronym_str UFOP
network_name_str Repositório Institucional da UFOP
repository_id_str 3233
spelling Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.Metais - efeito da temperaturaDeformações e tensões - deformação plásticaDifração de elétrons retroespalhados - EBSDAço ultra baixo carbonoDelineamento inteiramente casualizadosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.O processo da microlaminação a frio de arames promove o aumento da resistência mecânica e diminuição da ductilidade do aço. Para restaurar essas propriedades mecânicas, é empregado o tratamento térmico de recozimento, processo de alto custo operacional e com impactos ambientais, devido à utilização de chumbo líquido e queima de combustíveis fósseis. Esta pesquisa mostra que é possível controlar as propriedades mecânicas, tais como limite de escoamento, limite de resistência e alongamento uniforme, do arame de aço ultra baixo teor de carbono, por meio de esforços cíclicos de flexão aplicados por polias. Esses esforços cíclicos desencadeiam o Efeito Bauschinger, fenômeno responsável por promover o alívio de tensões a frio no metal. O estudo foi realizado em um Delineamento Inteiramente Causalizado (DIC) em esquema fatorial duplo. Os fatores utilizados para promover e controlar a magnitude desse efeito foram: o número de polias e o diâmetro das polias aplicados por meio da flexão cíclica. Foi utilizado o Critério de Informação de Akaike (AIC) para comparar diferentes modelos e estudo de regressão para explorar a relação da resistência mecânica e plasticidade em função do número e diâmetro das polias. Gráficos de superfície de resposta e de contorno foram utilizados para analisar e comprovar o controle da magnitude do Efeito Bauschinger em função desses fatores. Os modelos estatísticos comprovaram um aumento máximo do alongamento uniforme de 99% e redução máxima do limite de escoamento de 14%. A análise microestrutural via difração de elétrons retroespalhados (EBSD/MEV) foi determinante para evidenciar que a flexão cíclica é capaz de promover a reorientação homogênea dos grãos e, também, diminuir a desorientação média que está diretamente relacionada com a redução da densidade das deslocações, justificando o alívio de tensão promovido pelo Efeito Bauschinger. Ao final, confirmou-se que existe uma interação entre os fatores estudados no controle da magnitude do Efeito Bauschinger, sendo a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) determinante para escolha da equação geral que melhor representa a variação da resistência mecânica e da plasticidade. Dessa forma, a Siderurgia poderá contar com o controle das mudanças da resistência mecânica e plasticidade do arame em função da intensidade do Efeito Bauschinger. A inclusão deste novo controle no processo produtivo também implica na concepção de novas rotas de produção, visando reduções de custos, minimização de danos ambientais e ganhos de produtividade.The cold roller die process increases the tensile strength and decreases the ductility of the steel wire. Annealing heat treatment is applied to restore these mechanical properties, but there is a high operational cost process, and environmental impacts, due to the use of liquid lead and fossil fuel burning. This research shows that it is possible to control the mechanical properties of ultra-low carbon steel wire, such as yield strength, tensile strength, and uniform elongation, using the cyclic bending process applied by pulleys. These cyclic stresses will induce the Bauschinger effect, which promotes the metal cold stress relief. This study was performed in a Completely Randomized Design (CRD), in a double factorial scheme. The factors used to promote and control the Bauschinger effect magnitude were the pulley quantity and pulley diameter, used in the cyclic bending process. Akaike Information Criterion (AIC) was used to compare different models, and a regression study explored the relationship between strength and plasticity as a function of the quantity and diameter of pulleys. Response surface and contour plots were used to analyze and verify the Bauschinger effect magnitude control as a function of these factors. The results of the statistical models showed a maximum increase of 99% in uniform elongation and a maximum decrease of 14% in yield strength. Also, the microstructural analysis via Electron Backscatter Diffraction (EBSD/SEM) was decisive to show that the cyclic bending can promote a more homogeneous reorientation of the grains, refinement and reducing the average misorientation that is directly related to the density of the dislocations, justifying the stress relief promoted by the Bauschinger effect. In the end, an interaction between the studied factors in the magnitude control of the Bauschinger effect was confirmed, and the use of the AIC was determinant in choosing the general equation that better represents the strength and plasticity variation as a function of the factors under study. Thus, the steel industry will be able to control the strength and plasticity variations as a function of the intensity of the Bauschinger effect. This new control in the production process also implies the conception of new production routes, aiming at cost reductions, environmental damage minimization, and productivity gains.Costa, Adilson Rodrigues daLiberato, Frank de MelloCosta, Adilson Rodrigues daLiberato, Frank de MelloAndrade, Rodrigo Ribeiro deBatista, Ben Dêivide de OliveiraCorrêa, Elaine Carballo SiqueiraCetlin, Paulo RobertoDavid, Felipe Farage2023-05-05T20:39:32Z2023-05-05T20:39:32Z2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfDAVID, Felipe Farage. Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono. 2023. 115 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16543http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 10/04/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2023-05-05T20:39:40Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/16543Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332023-05-05T20:39:40Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
dc.title.none.fl_str_mv Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.
title Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.
spellingShingle Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.
David, Felipe Farage
Metais - efeito da temperatura
Deformações e tensões - deformação plástica
Difração de elétrons retroespalhados - EBSD
Aço ultra baixo carbono
Delineamento inteiramente casualizados
title_short Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.
title_full Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.
title_fullStr Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.
title_full_unstemmed Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.
title_sort Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono.
author David, Felipe Farage
author_facet David, Felipe Farage
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Costa, Adilson Rodrigues da
Liberato, Frank de Mello
Costa, Adilson Rodrigues da
Liberato, Frank de Mello
Andrade, Rodrigo Ribeiro de
Batista, Ben Dêivide de Oliveira
Corrêa, Elaine Carballo Siqueira
Cetlin, Paulo Roberto
dc.contributor.author.fl_str_mv David, Felipe Farage
dc.subject.por.fl_str_mv Metais - efeito da temperatura
Deformações e tensões - deformação plástica
Difração de elétrons retroespalhados - EBSD
Aço ultra baixo carbono
Delineamento inteiramente casualizados
topic Metais - efeito da temperatura
Deformações e tensões - deformação plástica
Difração de elétrons retroespalhados - EBSD
Aço ultra baixo carbono
Delineamento inteiramente casualizados
description Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-05-05T20:39:32Z
2023-05-05T20:39:32Z
2023
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv DAVID, Felipe Farage. Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono. 2023. 115 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.
http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16543
identifier_str_mv DAVID, Felipe Farage. Controle da magnitude do Efeito Bauschinger em arame de aço ultra baixo carbono. 2023. 115 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.
url http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16543
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFOP
instname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)
instacron:UFOP
instname_str Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)
instacron_str UFOP
institution UFOP
reponame_str Repositório Institucional da UFOP
collection Repositório Institucional da UFOP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@ufop.edu.br
_version_ 1813002816892960768

Registros relacionados