Utilização de ensaio não destrutivo micro-magnético na avaliação da transformação martensítica gerada no processo de fadiga mecânica do aço inoxidável AISI 304L

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Caceres, Roberto Manuel Gimenez, 1990-
Data de Publicação: 2018
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/20.500.12733/1637304
Resumo: Orientador: Freddy Armando Franco Grijalba
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spelling Utilização de ensaio não destrutivo micro-magnético na avaliação da transformação martensítica gerada no processo de fadiga mecânica do aço inoxidável AISI 304LThe use of a micro-magnetic non-destructive test in the evaluation of the martensitic transformation generated in the mechanical fatigue process of the AISI 304L stainless steelBarkhausen, Efeito deRuídoFadigaAço inoxidável austeníticoTransformações martensíticasBarkhausen, Effect ofNoiseFatigueAustenitic stainless steelMartensitic transformationOrientador: Freddy Armando Franco GrijalbaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Neste trabalho é apresentada a aplicação da técnica do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB) como ensaio não destrutivo para a avaliação do comportamento em fadiga do aço AISI 304L. Este aço, austenítico inoxidável, pode sofrer a transformação da fase matriz não magnética austenita para a fase magnética martensita quando o material é submetido a cargas cíclicas após certos números de ciclos e determinadas cargas. Desta maneira, a transformação martensítica neste material (aumento da fase magnética) pode, teoricamente, ser monitorada via o RMB e, consequentemente, de forma indireta pode ser avaliado o dano gerado pelo processo de fadiga. No desenvolvimento do trabalho foram realizados ensaios de fadiga em flexão rotativa, com tensão controlada e em níveis de tensão abaixo e acima do limite de fadiga. As medições de RMB foram realizadas nas amostras na condição descarregada. Desta forma cada ensaio de fadiga foi interrompido em certo número de ciclos sem que ocorresse a fratura do material. Em função da geometria da amostra de fadiga (diâmetro variável na região central), foi projetado e construído um sensor de RMB com o objetivo de melhorar o seu contato com a superfície inspecionada, minimizando assim, possíveis erros que poderiam ser gerados no processo de medida. As medições magnéticas foram realizadas numa suficiente quantidade de pontos na superfície das amostras de tal maneira que foi possível gerar um mapa de distribuição de amplitude do sinal de RMB da região de interesse. No processo de análise dos sinais do RMB foram calculados diferentes parâmetros, tais como amplitude máxima da envolvente, posição da amplitude máxima da envolvente e o valor RMS do sinal. No mapeamento do RMB na amostra que foi submetida à maior tensão foi identificada uma região que apresentou emissões do RMB relativamente altas. Utilizando técnicas de microscopia óptica e difração de raios-X, foi verificado que a distribuição de amplitudes do sinal de RMB obtido correspondeu com a distribuição da transformação martensítica gerada. Esse resultado indicou que existe a possibilidade de utilizar a técnica de medição do RMB como um método indireto de monitoramento do dano por fadiga neste tipo de material. As amostras submetidas a amplitudes de tensão próximas ao limite de fadiga apresentaram comportamentos não conclusivos e mais réplicas são necessárias para entender e suportar os resultadosAbstract: In this work, the application of the Magnetic Barkhausen Noise (MBN) technique is presented as a non-destructive test for the evaluation of the fatigue behavior of AISI 304L steel. This austenitic stainless steel can undergo transformation from the non-magnetic austenite matrix phase to the magnetic phase martensite when the material is subjected to cyclic loads after certain numbers of cycles and loads. In this way, the martensitic transformation in this material (increase of the magnetic phase) can theoretically be monitored by the MBN, and consequently the damage generated by the fatigue process can be indirectly evaluated. During the development of the work fatigue, tests were carried out in a load-controlled rotating cantilever bending fatigue test machine and in loads levels below and above the fatigue limit. The MBN measurements were performed on the samples in the unloaded condition. In this way, each fatigue test was interrupted in certain number of cycles without the material fracture. Because of the geometry of the fatigue sample (variable diameter in the central region), a MBN sensor was designed and constructed with the objective of improving its contact with the inspected surface, thus minimizing possible errors that could be generated in the measurement process. Magnetic measurements were performed on a sufficient number of points on the surface of the samples in such a way that it was possible to generate a map of the amplitude distribution of the RMB signal of the region of interest. For the MBN analysis, different parameters were calculated, such as maximum envelope amplitude, position of the maximum envelope amplitude and the RMS of the MBN. In the MBN mapping of the sample that was submitted to the highest load, a region with relatively high MBN emissions was identified. Using optical micrograph techniques and X-ray diffraction, it was verified that the amplitude distribution of the obtained MBN signal corresponded to the distribution of the generated martensitic transformation. This result indicated that there is the possibility of using the MBN measurement technique as an indirect method of monitoring the fatigue damage in this type of material. Samples subjected to loads amplitudes close to the fatigue limit presented non-conclusive behavior, and more replicas are necessary to understand and support the resultsMestradoMecânica dos Sólidos e Projeto MecânicoMestre em Engenharia MecânicaFAEPEX519.292, 1424/2015[s.n.]Grijalba, Freddy Armando Franco, 1976-Farina, Paula Fernanda da SilvaMachado, Izabel FernandaUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCaceres, Roberto Manuel Gimenez, 1990-20182019-06-11T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (102 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637304CACERES, Roberto Manuel Gimenez. Utilização de ensaio não destrutivo micro-magnético na avaliação da transformação martensítica gerada no processo de fadiga mecânica do aço inoxidável AISI 304L. 2018. 1 recurso online (102 p.) 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