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Title: Efeitos do tratamento térmico de normalização nas propriedades mecânicas e magnéticas do ferro pudlado
Authors: Renni, Yuri Sande
metadata.dc.contributor.advisor: Pardal, Juan Manuel
metadata.dc.contributor.members: Noris, Leosdan Figueredo
Martins, Tabatta Regina de Brito
Tavares, Sérgio Souto Maior
Issue Date: 2018
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Citation: Renni, Yuri Sande. Efeitos do tratamento térmico de normalização nas propriedades mecânicas e magnéticas do ferro pudlado. 2018. 101f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Escola de Engenharia, Universidade Federal Fluminense, 2018.
Abstract: Em meados do séc. XIX, com o advento da revolução industrial, o ferro pudlado foi o principal material metálico produzido em larga escala para atender a demanda existente na fabricação de grandes componentes estruturais rebitados, tal como pontes de ferrovias representando, deste modo, um avanço tecnológico nesse período. Entretanto, muitas dessas estruturas ainda se encontram em operação constituindo um desafio a respeito de seu estado atual em termos microestruturais, suas propriedades mecânicas assim como a de potencial aplicação de técnicas não destrutivas de caracterização atentando que manutenções corretivas durante a vida útil de componentes pode ter incorrido no aquecimento localizado por causa de possíveis ajustes e/ou soldagem inapropriada para este tipo de material. Além disso, devido ao incipiente conhecimento metalúrgico da época, torna importante o estudo desta classe de material, pois as características heterogêneas do mesmo inerente ao seu processo de fabricação tornam difícil sua caracterização. Assim sendo, o presente trabalho se baseia em caracterizar os efeitos da microestrutura nas propriedades mecânicas e magnéticas em amostras de ferro pudlado retirado de um componente em serviço pelo período aproximado de 150 anos, sendo comparada quando sujeita a tratamento a um tratamento térmico de normalização. Os resultados denotam uma microestrutura ferrítica de grãos de tamanho heterogêneo contendo inúmeras inclusões não metálicas grosseiras que acarretam em baixos valores de tenacidade à temperatura ambiente tanto em corpos de prova obtidos de amostras como recebidas e normalizadas, embora na condição tratada termicamente tenha-se obtido, em media um maior valor de tamanho de grão ferrítico que promoveu um leve decréscimo nos valores de dureza assim obtidos. Estes fenômenos puderam ser caracterizados por medidas magnéticas de Ruído Magnético Barkhausen (RMB) que ainda possibilitou a distinção de um eixo de fácil magnetização alinhado com a direção de conformação dos componentes avaliados. Ciclos de histereses levantados com campo magnético variável com mínimo e máximo fixo também denotaram diferenças no comportamento entre as condições de pós-operação e tratada termicamente. Portanto, se exibe uma grande potencialidade na caracterização não destrutiva desta classe de material, embora se requeiram diversos padrões para obtenção de uma curva de calibração com as propriedades avaliadas.
metadata.dc.description.abstractother: In the mid-19th century, with the advent of the industrial revolution, the puddling iron was the main metal material produced on a large scale to meet the existing demand in the manufacture of large riveted structural components, such as railway bridges, thus representing a technological advance in this period. However, many of these structures are still in operation constituting a challenge regarding their current state in microstructural terms, their mechanical properties as well as the potential application of non-destructive characterization techniques, considering that corrective maintenance during the useful life of components may have incurred in localized heating because of possible adjustments and / or welding that is not suitable for this type of material. In addition, due to the incipient metallurgical knowledge of the time, the study of this class of material becomes important, since its heterogeneous characteristics, inherent in its manufacturing process, make it difficult to characterize it. Thus, the present work is based on the characterization of the effects of the microstructure on the mechanical and magnetic properties of samples of puddling iron taken from a component in service for approximately 150 years, being compared when subjected to a normalizing heat treatment. The results denote a ferritic microstructure of heterogeneous grain size containing numerous coarse nonmetallic inclusions that result in low tenacity values at room temperature both in specimens obtained from samples as received and normalized, although in the thermally treated condition a higher value of ferritic grain size, on average, was obtained which promoted a slight decrease in the hardness values thus obtained. These phenomena could be characterized by magnetic measurements of Magnetic Barkhausen Noise (MBN) that still allowed the distinction of an easy magnetization axis aligned with the conformation direction of the evaluated components. Hysteresis loops obtained with variable magnetic field and minimum and maximum values fixed also denoted differences in the behavior between the post-operation and thermally treated conditions. Therefore, a great potentiality is exhibited in the non-destructive characterization of this class of material, although several standards are required to obtain a calibration curve with the evaluated properties.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/8054
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