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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4053
Tipo: | Tese |
Título: | Previsão das propriedades micro estruturais e transformações de fases em o processo da temperabilidade do aço SAE 1045 através da simulação numérica computacional e verificação mediante o teste do Jominy |
Autor(es): | BEJARANO, Edwin Gilberto Medina |
Primeiro Orientador: | MELO, Mírian de Lourdes Noronha Motta |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | PENHA, Renata Neves |
Resumo: | Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um projeto para a previsão das propriedades microestruturais e transformações de fases no processo da temperabilidade do Aço ASM 1045. O procedimento desenvolvido mistura simulação numérica, adiantada por meio de uma rutina computacional realizada em código livre e uma análise experimental, para verificação dos resultados. O modelo matemático utilizou conceitos de métodos numéricos, transferência de calor, transformação de fase e diagramas TTT, para simular o fenômeno da Temperabilidade em função da taxa de resfriamento, incluindo o acréscimo de calor pela mudança da fase. Para a etapa experimental, desenvolveu-se o desenho e a construção de uma máquina de teste Jominy automatizada e instrumentada, que visa ser uma ferramenta de contribuição para reforçar o estudo de liga de aços, além da obtenção das curvas de resfriamento através ensaios com corpos de prova padronizados do aço SAE 1045; O equipamento foi construído para realizar testes de têmpera em amostras regidas pela ASTM A255 2002; onde sua função é caracterizar a temperabilidade dos aços. Primeiro, a estrutura do equipamento foi construída em ângulo estrutural e chapa de aço ASTM A-36 e com os quais é obtida uma estrutura rígida para suportar outros elementos do equipamento. O equipamento possui um dispositivo de aperto e transporte rápido entre o forno e o sistema de refrigeração, que possui um elemento de fixação e centralização da amostra que garante o correto posicionamento vertical no orifício de saída da água, de forma que o resfriamento ocorre exclusivamente na base inferior da amostra; foi imprescindível encontrar a forma mais adequada de adaptar o forno, o dispositivo de transporte fixação com o dispositivo de refrigeração facilitando também a operação dos mesmos. Visando obter diferentes taxas de resfriamento ao longo do corpo de prova, foi projetada uma instrumentação com características específicas para atender o monitoramento de temperatura. Após o resfriamento, o corpo de prova foi submetido a ensaios de dureza, microdureza e metalografia para caracterização das microestruturas obtidas e da variação das propriedades mecânicas para diversas taxas de resfriamento; dessa forma, é possível obter resultados de análise e temperabilidade para comparar com dados da simulação numérica. |
Abstract: | This work presents the development of a project for the prediction of microstructural properties and phase transformations in the hardenability process of ASM 1045 Steel. The developed procedure mixes numerical simulation, advanced through a computational routine carried out in free code and an experimental analysis, to verify the results. The mathematical model applies concepts of numerical methods, heat transfer, phase transformation and TTT diagrams, to simulate the Hardenability phenomenon as a function of the cooling rate, including the addition of heat due to the phase change. For the experimental stage, the design and construction of an automated and instrumented Jominy test machine was developed, which aims to be a contribution tool to reinforce the study of alloy steels, in addition to obtaining cooling curves through tests with bodies standardized SAE 1045 steel test samples; The equipment was built to perform tempering tests on samples governed by ASTM A255 2002; where its function is to characterize the hardenability of steels. First, the equipment structure was built using a structural angle and ASTM A-36 steel sheet, which created a rigid structure to support other elements of the equipment. The equipment has a fast clamping and transport device between the oven and the cooling system, which has a sample fixation and centralization element that guarantees correct vertical positioning in the water outlet hole, so that cooling occurs exclusively in the lower sample base; It was essential to find the most appropriate way to adapt the oven, the transport device and the refrigeration device, also facilitating their operation. Aiming to obtain different cooling rates throughout the specimen, instrumentation with specific characteristics was designed to meet temperature monitoring. After cooling, the specimen was subjected to hardness, microhardness and metallography tests to characterize the microstructures obtained and the variation in mechanical properties for different cooling rates; in this way, it is possible to obtain analysis and hardenability results to compare with numerical simulation data. |
Palavras-chave: | Ensaio Jominy Automatização Instrumentação Taxa de resfriamento Forno industrial SAE 1045 Caracterização microestrutural Modelo numérico |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
Sigla da Instituição: | UNIFEI |
metadata.dc.publisher.department: | IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica |
Tipo de Acesso: | Acesso Restrito |
URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4053 |
Data do documento: | 29-Ago-2023 |
Aparece nas coleções: | Teses |
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