Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Uehara, André Yugou
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615917
Resumo: Orientador: Itamar Ferreira
id UNICAMP-30_229a1ce0415f897f43a79e774f68f354
oai_identifier_str oai::805621
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Fragilização por hidrogênio de parafusos cementadosHydrogen embrittlement of carburized boltsMetais - Fragilização por hidrogenioAço - DecapagemDesidrogenaçãoMetals - Hydrogen embrittlementSteel PicklingBakingOrientador: Itamar FerreiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Este trabalho tem por objetivo investigar a etapa de decapagem ácida e os processos de desidrogenação e retrabalho realizados durante a zincagem de parafusos quanto à fragilização por hidrogênio. Parafusos fabricados conforme a norma JIS B 1127 (1995), cementados, de 6 mm de diâmetro e 16 mm de comprimento de rosca foram organizados em 39 diferentes grupos. A decapagem foi avaliada quanto ao volume de ácido clorídrico (700 ml, 900 ml e 1000 ml) e presença, ou ausência, de inibidor para este ácido, utilizando tempos de decapagem de 15, 30, 45 e 60 minutos para cada condição de volume de ácido e inibidor utilizados. A desidrogenação foi avaliada utilizando parafusos decapados (solução: 1000 ml de ácido, ausência de inibidor e decapados por 15, 30, 45 e 60 minutos) e desidrogenados a uma temperatura de 1000C e tempo total de processo de 1, 2 e 3,5 horas. O retrabalho foi avaliado utilizando parafusos de 8 ?m de espessura de camada zincada, retrabalhados por 4 minutos em 700 ml de ácido, ausência de inibidor e 300 ml de água, avaliando as hipóteses do retrabalho único e duplo sem desidrogenação e do retrabalho único seguido de desidrogenação (1000C - 2 horas). Ensaios de pré-carregamento para a detecção da fragilização por hidrogênio foram realizados em parafusos que sofreram as preparações citadas, sendo o torque de ruptura avaliado nestes parafusos, assim como naqueles obtidos após o tratamento térmico. Análises química e metalográfica e ensaios de microdureza Vickers e tração, além de análise fratográfica por microscopia eletrônica de varredura (MEV) também foram realizados. A análise metalográfica revelou uma matriz ferrítica composta por grãos equiaxiais com carbonetos esferoidizados para o fio máquina, enquanto que o parafuso possui estrutura ferrítico-perlítica no núcleo e martensita revenida na camada cementada. Os ensaios de microdureza e de tração revelaram que o fio máquina e o parafuso possuem níveis de resistência mecânica dentro do esperado conforme as condições utilizadas, enquanto que não houve diferenças significativas entre os valores de torque de ruptura obtidos em ambas as situações analisadas. A etapa de decapagem ácida revelou que, nos grupos que não utilizaram inibidor, o número de falhas aumenta num primeiro momento com o aumento do tempo de decapagem, reduzindo após um determinado tempo de decapagem relacionado ao volume de ácido utilizado. O número de falhas sofre grande redução com a utilização do inibidor, porém mesmo a baixas concentrações de ferro, a utilização de maiores volumes de ácido associado a maiores tempos de decapagem aumentam o risco de fragilização. Apenas houve falha para a desidrogenação realizada a 1000C, por 1 hora, revelando a importância de adequados controles de temperatura, procedimentos de homogeneização e parâmetros de temperatura e tempo. Não houve falhas para o retrabalho revelando a importância de adequados procedimentos de retrabalho (tempo e solução) e de desidrogenação, enquanto que a análise da superfície de fratura revelou apenas os micromecanismos de fratura intergranular e dimples, sendo este último mais freqüentemente associado a regiões mais próximas ao núcleo, além da presença de trincas secundáriasAbstract: The main aim of this work is to investigate the effects on hydrogen embrittlement of bolts due to acid pickling, baking, and strip processes performed during zinc plating. Carburized bolts type "hexagon flange head tapping screws", with 6 mm of diameter and 16 mm of thread length were organized into 39 different groups. Acid pickling was evaluated using volumes of hydrochloric acid of 700 ml, 900 ml, and 1000 ml, presence, or absence, of acid inhibitor, and pickling periods of 15, 30, 45, and 60 minutes for each condition of acid volume and inhibitor used. Baking was evaluated using 1000C, and periods of 1, 2, and 3.5 hours for bolts that were subjected to acid pickling with a solution of 1000 ml of acid, absence of inhibitor, and pickling periods of 15, 30, 45, and 60 minutes. Strip was evaluated using bolts with zinc layer thickness of 8 ?m, stripped for 4 minutes in a solution of 700 ml of acid, absence of inhibitor, and 300 ml of water, performing the hypotheses of single and double strip without baking, and single strip followed by baking (1000C - 2 hours). Preloading tests for the detection of hydrogen embrittlement were conducted in bolts that were subjected to the preparations mentioned, while torsional tests were also conducted at these bolts, as well as in those obtained after heat treatment. Chemical and metallographic analysis, Vickers microhardness and tensile tests, and fractographic analysis using scanning electron microscopy (SEM) were also conducted. Metallographic analysis revealed a ferritic matrix composed of equiaxed grains with spheroidized carbides for the wire, while the bolts showed a ferritic-pearlitic microstructure at the center and tempered martensite at the hardened layer. Microhardness and tensile tests revealed that wire and bolts have strength levels as expected according to the conditions used, while no significant differences between the breaking torque values were obtained in both situations analyzed. Acid pickling revealed that in the groups, which did not use inhibitor, the number of failures increases at a first stage with increasing pickling periods, however it starts to decrease after a certain pickling period related to the volume of acid used. The number of failures is greatly reduced with the use of the inhibitor, but even at low concentrations of iron, the use of larger amounts of acid associated with longer pickling periods increases the risk of hydrogen embrittlement. Failures were observed only at 1000C - 1 hour as baking parameters, showing the importance of proper temperature controls, homogenization procedures, and temperature and time parameters. There were no failures related to strip, revealing the importance of adequate procedures for strip (period and solution used) and baking procedures as observed. The fracture surface analysis revealed only intergranular and dimples micromechanisms of fracture, where the latter being more often associated with regions closer to the core of the bolts, also showing the presence of secondary cracksMestradoMateriais e Processos de FabricaçãoMestre em Engenharia Mecânica[s.n.]Ferreira, Itamar, 1952-Freire, Celia Marina de AlvarengaSandor, Leonardo TabordaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASUehara, André Yugou2011info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf110 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615917UEHARA, André Yugou. Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados. 2011. 110 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615917. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/805621porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T06:21:22Zoai::805621Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T06:21:22Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados
Hydrogen embrittlement of carburized bolts
title Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados
spellingShingle Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados
Uehara, André Yugou
Metais - Fragilização por hidrogenio
Aço - Decapagem
Desidrogenação
Metals - Hydrogen embrittlement
Steel Pickling
Baking
title_short Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados
title_full Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados
title_fullStr Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados
title_full_unstemmed Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados
title_sort Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados
author Uehara, André Yugou
author_facet Uehara, André Yugou
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ferreira, Itamar, 1952-
Freire, Celia Marina de Alvarenga
Sandor, Leonardo Taborda
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Uehara, André Yugou
dc.subject.por.fl_str_mv Metais - Fragilização por hidrogenio
Aço - Decapagem
Desidrogenação
Metals - Hydrogen embrittlement
Steel Pickling
Baking
topic Metais - Fragilização por hidrogenio
Aço - Decapagem
Desidrogenação
Metals - Hydrogen embrittlement
Steel Pickling
Baking
description Orientador: Itamar Ferreira
publishDate 2011
dc.date.none.fl_str_mv 2011
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615917
UEHARA, André Yugou. Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados. 2011. 110 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615917. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615917
identifier_str_mv UEHARA, André Yugou. Fragilização por hidrogênio de parafusos cementados. 2011. 110 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1615917. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/805621
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
110 p. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189059454566400

Registros relacionados