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Previsão da vida em fadiga de aços inoxidáveis
dúplex SAF 2205 e SAF 2507.
AUTOR GUSTAVO HENRIQUE BOLOGNESI DONATO e-mail
gugadonato_at_hotmail.com OrientadorProf. Dr.
Rodrigo Magnabosco e-mail rodrmagn_at_fei.edu.br
www.fei.edu.br
Departamento de engenharia mecânica.

Objetivos O objetivo deste trabalho é a
previsão da vida em fadiga de aços inoxidáveis
dúplex SAF 2205 e SAF 2507. O estudo principal é
a tomada de dados em ensaios de fadiga de baixo
ciclo, verificando-se a influência das variáveis
de ensaio e da microestrutura no comportamento
mecânico. Com isso, visa-se elaborar curvas
tensão-deformação cíclicas e determinar os
coeficientes de resistência e ductilidade a
fadiga, os expoentes de Basquim (b), de Coffin
(c), além dos coeficientes e expoentes de
encruamento monotônicos e cíclicos da equação de
Ramberg-Osgood. Adicionalmente, visa-se realizar
a caracterização microestrutural e mecânica das
ligas em estudo.
Resultados e discussão Caracterização
mecânico-estrutural
Micrografia 1 Amostra transversal SAF 2205
solubilizado. Nota-se ferrita (escura-49) e
austenita (clara-51). AtaqueBehara modificado.
Micrografia 2 Amostra longitudinal SAF 2205
solubilizado. Nota-se ferrita (escura-47) e
austenita (clara-53). AtaqueBehara modificado.
Gráfico 1 tração de engenharia SAF 2205.
Materiais e métodos Material em estudo Aços
inoxidáveis SAF 2205 e SAF 2507. Composição
química média (massa)
Micrografia 3 Amostra longitudinal SAF 2507
solubilizado. Nota-se ferrita (escura-47,8) e
austenita (clara-52,2). AtaqueBehara
modificado.
Micrografia 4 Amostra transversal SAF 2507
solubilizado. Nota-se ferrita (escura-50) e
austenita (clara-50). AtaqueBehara modificado.
Material Cr Ni Mo N C Mn Si P S bal.
SAF2205 22,21 5,40 3,15 0,178 0,015 0,76 0,45 0,020 0,005 Fe
SAF 2507 24,95 6,91 3,79 0,263 0,015 0,43 0,26 0,017 0,001 Fe
Gráfico 2 tração de engenharia SAF 2507.
E(GPa) sLE (MPa) sLR (MPa) sf (MPa) AT25mm() Estricção() f(MPa) f()
SAF 2205 1796 53210 7678 3895 58,542,83 84,141,22 48079 1,840,01
SAF 2507 1981 6133 8623 4894 55,581,45 75,401,11 35022 1,400,01
Caracterização microestrutural Amostras de
secções transversais e longitudinais sofreram
preparação metalográfica, composta de lixamento
(granulações 220, 320 e 500) e polimento
(pasta de diamante de 6 ?m, 3 ?m, e 1 ?m)
conduzidos em politriz automática Struers Abramin
(figura 1). Na seqüência as amostras sofreram
análise da fração volumétrica de ferrita em
ferritoscópio Fischer (figura 2) e análise da
fração volumétrica das fases ferrita e austenita
após ataque de Behara modificado em microscópio
LEICA DMLM (figura 3).
Tabela 1 propriedades mecânicas encontradas para
as ligas SAF 2205 e SAF 2507.
Comportamento monotônico quanto a Ramberg-Osgood
Gráfico 3 tensão real x deformação plástica real
SAF 2205.
Gráfico 4 tensão real x deformação plástica real
SAF 2507.
Caracterização mecânica Corpos-de-prova (figura
4) para ensaios mecânicos de tração e fadiga
foram usinados segundo norma ASTM E-606-92 em
torno CNC e sofreram posterior lixamento
(granulações 220, 320, 500 e 1200) seguido de
polimento (pasta de diamante 6 ?m, 3 ?m, e 1 ?m).
A aferição da rugosidade superficial foi
realizada em rugosímetro Mitutoyo padrão e
apresentou médias de 0,030µm, inclusive bastante
abaixo das condições especificadas em norma. Os
ensaios de tração e de fadiga foram realizados na
máquina universal de ensaios MTS com capacidade
de 250KN (figuras 5 e 6). Os ensaios de fadiga de
baixo ciclo são controlados por deformação e são
realizados com deformação média zero, sofrendo
variações nas amplitudes de deformação para a
caracterização de ambos os materiais quando em
solicitações cíclicas.
Comportamento quanto a Fadiga
sf895MPa b-0,0572 ef0,2933 c-0,4952
Monotônica
Cíclica
Gráfico 5 deformação x número de ciclos SAF 2205.
Gráfico 6 tensão real x deformação real SAF 2205.

• Conclusões
• microestrutura bastante homogênea composta
  somente por ferrita e austenita, com forte
  bandeamento no sentido da laminação
• resultados de tração revelam materiais de elevada
  resistência mecânica, aliada a grande dutilidade
  e grande tenacidade. A liga SAF 2507 mostrou-se
  com maior resistência mecânica, porém menor
  dutilidade, resultado da maior presença de
  elementos de liga em relação ao SAF 2205
• o comportamento da liga SAF 2205 sob fadiga é
  estável e apresenta comportamento misto com
  posterior endurecimento cíclico, porém nota-se
  não ser possível aproximar os valores dos
  coeficientes de resistência e ductilidade a
  fadiga através da extrapolação de dados
  monotônicos.

Figura 1 Politriz automática Struers Abramin.
Figura 3 Microscópio LEICA DMLM e analisador de
imagens LEICA Q500/W.
Figura 2 Ferritoscópio Fischer.

• Próximas etapas
• realização de mais três ensaios de fadiga em cada
  ponto aferido para a liga SAF 2205
• realização dos ensaios de fadiga de baixo ciclo
  para a liga SAF 2507
• elaboração do relatório final e fechamento do
  projeto de pesquisa.

Figura 4 Corpos de prova para ensaios mecânicos.
Figura 6 Lupa estereoscópica acoplada à MTS.
Figura 5 Máquina universal de ensaios MTS
capacidade 250KN.

• Agradecimentos
• Ao Centro Universitário da FEI pelo patrocínio do
  projeto e concessão de bolsas de iniciação
  científica ao aluno Gustavo Henrique Bolognesi
  Donato.
• Aos meus pais, avós, minha namorada e minha irmã
  que me dão o respaldo para sempre seguir em
  frente.
• Ao Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco pela orientação e
  apoio em todo o decorrer do projeto.
• Aos técnicos do LabMat por todo o apoio que me
  vem sendo dado.