Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Soccol, Lucas
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF)
Texto Completo: http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2324
Resumo: Hot stamping is a metal forming process, where the material is heated and during the forming procedure it undergoes an accelerated cooling, performing quenching. In an attempt to improve the process, a new steel alloy was developed, adding Nb and Mo in the steel to boron 22MnB5. In this context, the objective of the present study was to evaluate the fracture toughness by CTOD in the different regions of the joints welded by the GMAW process of 22MnB5+NbMo steel of great thickness after hot stamping. Initially, the specimens were hot stamped, austenitized at 950ºC for 5min and cooled at a rate of 27ºC/s, followed by robotic MAG welding, using filler metal ER110S-G. To quantify the mechanical properties, tensile, hardness and fracture toughness tests were performed by CTOD. The CTOD tests were performed on SE(B) specimens, with bending stress at three points, under a frequency of 10Hz, ΔK of 25.20 MPa√𝑚 and fatigue ratio R=0.1. Pre-crack monitoring was carried out using clip-gage until reaching an a/W ratio of 0.55. Fracture analyzes were performed by scanning electron microscopy. In conclusion, it was identified that the temperature from the welding process had a significant influence on the reduction of hardness, mechanical strength and microstructural changes, in addition to providing an increase in fracture toughness of the white region and the HAZ, however, the welding did not negatively influence the structural integrity of the welded joints, considering that the lowest values of CTOD were obtained in the hot stamped MB. Furthermore, a gain in fracture toughness of approximately 180% was identified in 22MnB5+NbMo Steel when compared to 22MnB5 Steel without the presence of Nb and Mo, both hot stamped.
id UPF-1_4be7130e6461eb606d2408dbb5f1ecdd
oai_identifier_str oai:tede.upf.br:tede/2324
network_acronym_str UPF-1
network_name_str Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF)
repository_id_str
spelling Israel, Charles LeonardoCPF 73959189915http://lattes.cnpq.br/7302070158208102Cardoso, Paulo Henrique SanchezCPF 62998960006http://lattes.cnpq.br/7556161286986600CPF 08552663929http://lattes.cnpq.br/8116784563883978Soccol, Lucas2022-10-25T17:03:08Z2022-03-16SOCCOL, Lucas. Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo. 2022. 67 f. Dissertação (Mestrado em Projeto e Processos de Fabricação) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2022.http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2324Hot stamping is a metal forming process, where the material is heated and during the forming procedure it undergoes an accelerated cooling, performing quenching. In an attempt to improve the process, a new steel alloy was developed, adding Nb and Mo in the steel to boron 22MnB5. In this context, the objective of the present study was to evaluate the fracture toughness by CTOD in the different regions of the joints welded by the GMAW process of 22MnB5+NbMo steel of great thickness after hot stamping. Initially, the specimens were hot stamped, austenitized at 950ºC for 5min and cooled at a rate of 27ºC/s, followed by robotic MAG welding, using filler metal ER110S-G. To quantify the mechanical properties, tensile, hardness and fracture toughness tests were performed by CTOD. The CTOD tests were performed on SE(B) specimens, with bending stress at three points, under a frequency of 10Hz, ΔK of 25.20 MPa√𝑚 and fatigue ratio R=0.1. Pre-crack monitoring was carried out using clip-gage until reaching an a/W ratio of 0.55. Fracture analyzes were performed by scanning electron microscopy. In conclusion, it was identified that the temperature from the welding process had a significant influence on the reduction of hardness, mechanical strength and microstructural changes, in addition to providing an increase in fracture toughness of the white region and the HAZ, however, the welding did not negatively influence the structural integrity of the welded joints, considering that the lowest values of CTOD were obtained in the hot stamped MB. Furthermore, a gain in fracture toughness of approximately 180% was identified in 22MnB5+NbMo Steel when compared to 22MnB5 Steel without the presence of Nb and Mo, both hot stamped.A estampagem a quente é um processo de conformação de metais, onde o material é aquecido e durante o procedimento de conformação sofre um resfriamento acelerado, realizando a têmpera. Na tentativa de obter melhorarias para o processo, desenvolveu-se um nova liga de aço, adicionando Nb e Mo no aço ao boro 22MnB5. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo fora avaliar a tenacidade à fratura por CTOD nas diferentes regiões das juntas soldadas pelo processo GMAW do aço 22MnB5+NbMo de grande espessura após a estampagem a quente. Inicialmente os corpos de prova foram estampados a quente, austenitizados a 950ºC por 5min e resfriados a uma taxa de 27ºC/s, subsequente efetuou-se a soldagem MAG robotizada, utilizando o metal de adição ER110S-G. Para quantificação das propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração, dureza e tenacidade à fratura por CTOD. Os ensaios de CTOD foram realizados em corpos de prova do tipo SE(B), com solicitação por flexão à três pontos, sob frequência de 10Hz, ΔK de 25,20 MPa√𝑚 e razão de fadiga R=0,1. O monitoramento da pré-trinca deu-se através de clip-gage até atingir a relação de a/W de 0,55. As análises das fraturas foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura. Em conclusão identificou-se que a temperatura proveniente do processo de soldagem teve influência significativa na redução de dureza, resistência mecânica e alterações microestruturais, além de proporcionar aumento da tenacidade à fratura da região branca e da ZTA, porém, a soldagem não influenciou negativamente a integridade estrutural das juntas soldadas, tendo em vista que os menores valores de CTOD foram obtidos no MB estampado a quente. Outrossim, identificou-se um ganho em tenacidade à fratura de aproximadamente 180% no Aço 22MnB5+NbMo quando comparado com o Aço 22MnB5 sem a presença de Nb e Mo, ambos estampados a quente.Submitted by Jucelei Domingues (jucelei@upf.br) on 2022-10-25T17:03:08Z No. of bitstreams: 1 2022LucasSoccol.pdf: 2991264 bytes, checksum: 49bb75b511efb0aca70cbc4e5f6ad9a0 (MD5)Made available in DSpace on 2022-10-25T17:03:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2022LucasSoccol.pdf: 2991264 bytes, checksum: 49bb75b511efb0aca70cbc4e5f6ad9a0 (MD5) Previous issue date: 2022-03-16application/pdfporUniversidade de Passo FundoPrograma de Pós-Graduação em Projeto e Processos de FabricaçãoUPFBrasilFaculdade de Engenharia e Arquitetura – FEARProcessos de fabricaçãoAço - AnáliseEstampagem (Metais)SoldagemENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVILAvaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis19247257674327018985005006008147033241558623806-2538089779098232013info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF)instname:Universidade de Passo Fundo (UPF)instacron:UPFORIGINAL2022LucasSoccol.pdf2022LucasSoccol.pdfapplication/pdf2991264http://tede.upf.br:8080/jspui/bitstream/tede/2324/2/2022LucasSoccol.pdf49bb75b511efb0aca70cbc4e5f6ad9a0MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82053http://tede.upf.br:8080/jspui/bitstream/tede/2324/1/license.txt1ea0bfd7af108792edd8df732bb777fcMD51tede/23242022-10-25 14:03:08.832oai:tede.upf.br: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Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://tede.upf.br/oai/requestbiblio@upf.br || bio@upf.br || cas@upf.br || car@upf.br || lve@upf.br || sar@upf.br || sol@upf.br || upfmundi@upf.br || jucelei@upf.bropendoar:2022-10-25T17:03:08Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF) - Universidade de Passo Fundo (UPF)false
dc.title.por.fl_str_mv Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo
title Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo
spellingShingle Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo
Soccol, Lucas
Processos de fabricação
Aço - Análise
Estampagem (Metais)
Soldagem
ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
title_short Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo
title_full Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo
title_fullStr Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo
title_full_unstemmed Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo
title_sort Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo
author Soccol, Lucas
author_facet Soccol, Lucas
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Israel, Charles Leonardo
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv CPF 73959189915
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7302070158208102
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Cardoso, Paulo Henrique Sanchez
dc.contributor.advisor-co1ID.fl_str_mv CPF 62998960006
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7556161286986600
dc.contributor.authorID.fl_str_mv CPF 08552663929
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8116784563883978
dc.contributor.author.fl_str_mv Soccol, Lucas
contributor_str_mv Israel, Charles Leonardo
Cardoso, Paulo Henrique Sanchez
dc.subject.por.fl_str_mv Processos de fabricação
Aço - Análise
Estampagem (Metais)
Soldagem
topic Processos de fabricação
Aço - Análise
Estampagem (Metais)
Soldagem
ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
description Hot stamping is a metal forming process, where the material is heated and during the forming procedure it undergoes an accelerated cooling, performing quenching. In an attempt to improve the process, a new steel alloy was developed, adding Nb and Mo in the steel to boron 22MnB5. In this context, the objective of the present study was to evaluate the fracture toughness by CTOD in the different regions of the joints welded by the GMAW process of 22MnB5+NbMo steel of great thickness after hot stamping. Initially, the specimens were hot stamped, austenitized at 950ºC for 5min and cooled at a rate of 27ºC/s, followed by robotic MAG welding, using filler metal ER110S-G. To quantify the mechanical properties, tensile, hardness and fracture toughness tests were performed by CTOD. The CTOD tests were performed on SE(B) specimens, with bending stress at three points, under a frequency of 10Hz, ΔK of 25.20 MPa√𝑚 and fatigue ratio R=0.1. Pre-crack monitoring was carried out using clip-gage until reaching an a/W ratio of 0.55. Fracture analyzes were performed by scanning electron microscopy. In conclusion, it was identified that the temperature from the welding process had a significant influence on the reduction of hardness, mechanical strength and microstructural changes, in addition to providing an increase in fracture toughness of the white region and the HAZ, however, the welding did not negatively influence the structural integrity of the welded joints, considering that the lowest values of CTOD were obtained in the hot stamped MB. Furthermore, a gain in fracture toughness of approximately 180% was identified in 22MnB5+NbMo Steel when compared to 22MnB5 Steel without the presence of Nb and Mo, both hot stamped.
publishDate 2022
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2022-10-25T17:03:08Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2022-03-16
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.citation.fl_str_mv SOCCOL, Lucas. Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo. 2022. 67 f. Dissertação (Mestrado em Projeto e Processos de Fabricação) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2022.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2324
identifier_str_mv SOCCOL, Lucas. Avaliação da tenacidade à fratura pela técnica de CTOD em juntas soldadas do aço 22MnB5+NbMo. 2022. 67 f. Dissertação (Mestrado em Projeto e Processos de Fabricação) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2022.
url http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2324
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.program.fl_str_mv 1924725767432701898
dc.relation.confidence.fl_str_mv 500
500
600
dc.relation.department.fl_str_mv 8147033241558623806
dc.relation.cnpq.fl_str_mv -2538089779098232013
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade de Passo Fundo
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Projeto e Processos de Fabricação
dc.publisher.initials.fl_str_mv UPF
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEAR
publisher.none.fl_str_mv Universidade de Passo Fundo
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF)
instname:Universidade de Passo Fundo (UPF)
instacron:UPF
instname_str Universidade de Passo Fundo (UPF)
instacron_str UPF
institution UPF
reponame_str Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF)
collection Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF)
bitstream.url.fl_str_mv http://tede.upf.br:8080/jspui/bitstream/tede/2324/2/2022LucasSoccol.pdf
http://tede.upf.br:8080/jspui/bitstream/tede/2324/1/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 49bb75b511efb0aca70cbc4e5f6ad9a0
1ea0bfd7af108792edd8df732bb777fc
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca de teses e dissertações da Universidade de Passo Fundo (BDTD UPF) - Universidade de Passo Fundo (UPF)
repository.mail.fl_str_mv biblio@upf.br || bio@upf.br || cas@upf.br || car@upf.br || lve@upf.br || sar@upf.br || sol@upf.br || upfmundi@upf.br || jucelei@upf.br
_version_ 1801045451052417024