Influência da microestrutura antes e depois da soldagem de topo por centelhamento de trilhos ferroviários: uma abordagem de fadiga de contato de rolamento, transformações de fases e simulação por elementos finitos.

• Autor(a) principal: Pereira, Henrique Boschetti
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-07022024-120505/
• topic: Fadiga de contato de rolamento; Flash-butt welding; Heat-affected zone; Microestrutura; Microstructure; Rail steel; Rolling contact fatigue; Soldagem por centelhamento; Trilho ferroviário; Zona afetada pelo calor

O presente estudo abordou a soldagem de trilhos ferroviários e impacto das propriedades mecânicas, tensões residuais, resistência ao desgaste e evolução microestrutural. O estudo foi dividido em três partes, todas relacionadas à soldagem de topo por centelhamento de trilhos ferroviários e considerando os efeitos das transformações de fases. Na primeira parte, foi realizada uma análise da fadiga de contato de rolamento e da relação entre diferentes microestruturas resultantes da soldagem. Utilizando tratamentos térmicos e corpos de prova retirados de trilhos soldados reais, ensaios de disco contra disco revelaram comportamentos não convencional dependendo das microestruturas testadas e em função do escorregamento. A segunda parte concentrou-se nos fenômenos associados à transformação do eutetoide divorciado (DET), que ocorre na zona afetada pelo calor da junta soldada e afeta a dureza da região. Investigou-se a influência da microestrutura inicial e da cinética de transformação de fases em trilhos com maior quantidade de elementos de liga, como Si e V. Os resultados destacaram a influência desses elementos na esferoidização da reação de DET. A terceira parte envolveu a simulação por elementos finitos das tensões residuais provenientes da soldagem de trilhos ferroviários por centelhamento. Propriedades mecânicas foram obtidas experimentalmente para ajustar o modelo de simulação, levando em consideração as variações dependentes da temperatura encontradas na literatura. A compreensão aprofundada das transformações de fases na soldagem de trilhos ferroviários tem um potencial preditivo das tensões residuais durante a fabricação e manutenção das vias ferroviárias. O modelo desenvolvido nesta pesquisa pode auxiliar na otimização dos parâmetros de soldagem, evitando transformações indesejadas na microestrutura e reduzindo tensões residuais prejudiciais à integridade estrutural dos trilhos.