Influência dos parâmetros de roleteamento sobre a integridade superficial, resistência à corrosão e vida em fadiga do aço ABNT 1045 recozido
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Luiz Eduardo de Ângelo Sanchez
Paulo César de Matos Rodrigues
Pedro Henrique Rodrigues Pereira
Pedro Paiva Brito
Paulo César de Matos Rodrigues
Pedro Henrique Rodrigues Pereira
Pedro Paiva Brito
Resumo
O desempenho de componentes metálicos pode ser severamente comprometido pela exposição a meios agressivos, como ambientes corrosivos, devido a processos naturais de oxidação que degradam progressivamente a microestrutura do material. Esta pesquisa teve por objetivo investigar a influência do roleteamento — um tratamento mecânico de superfícies — sobre a resistência à fadiga do aço ABNT 1045 recozido após exposição a uma solução salina com 3,5% em peso de NaCl por 72 horas. Foram avaliados os efeitos da pressão de roleteamento e do avanço da ferramenta sobre a microestrutura abaixo da superfície, a rugosidade, o comportamento eletroquímico, a resistência à fadiga, o modo de corrosão e as características da superfície fraturada. Os resultados das análises microestruturais revelaram aumento da deformação plástica, elevação da dureza e refinamento de grãos na subsuperfície a partir do aumento da pressão de roleteamento. Os parâmetros de rugosidade foram significativamente reduzidos após o roleteamento em comparação à condição torneada, sendo observada uma diminuição de até 80% no valor de Ra. No entanto, não foram observadas alterações significativas na resistência à corrosão eletroquímica. Em contrapartida, os ensaios de fadiga indicaram que o roleteamento aumentou substancialmente o número de ciclos até a fratura do material exposto ao eletrólito, especialmente sob condições de maior pressão e menor avanço. A condição roleteada com 140 bar e 0,04 mm/rev e, em seguida, exposta à solução salina apresentou desempenho superior ao material torneado e não exposto. Adicionalmente, observou-se uma efetividade do roleteamento em modificar o modo de corrosão superficial, com o uso de avanços de roleteamento mais baixos contribuindo para a redução da densidade de pites na superfície do componente. A análise de fractografia indicou menor número de sítios de nucleação de trincas para o material roleteado em virtude do melhor acabamento superficial promovido pelo roleteamento.
Abstract
The performance of metallic components can be severely impaired by exposure to aggressive environments, such as corrosive media, due to natural oxidation processes that progressively degrade the material’s microstructure. This study aimed to investigate the influence of deep rolling — a mechanical surface treatment — on the fatigue strength of annealed AISI 1045 steel after exposure to a 3.5 wt.% NaCl saline solution for 72 hours. The effects of deep rolling pressure and tool feed rate on the subsurface microstructure, surface roughness, electrochemical behavior, fatigue strength, corrosion mode, and fractured surface characteristics were evaluated. Microstructural analyses revealed increased plastic deformation, higher hardness, and grain refinement in the subsurface region with increasing deep rolling pressure. Roughness parameters were significantly reduced after deep rolling compared to the turned condition, with a decrease of up to 80% in Ra value. However, no significant changes were observed in the electrochemical corrosion resistance. Conversely, fatigue tests indicated that deep rolling substantially increased the number of cycles to failure for the material exposed to the electrolyte, especially under higher pressure and lower feed rate conditions. The condition deep rolled at 140 bar and 0.04 mm/rev and subsequently exposed to the saline solution exhibited superior performance compared to the turned and unexposed material. Additionally, deep rolling proved effective in modifying the surface corrosion mode, with lower deep rolling feed rates contributing to a reduction in pit density on the component surface. Fractographic analysis indicated fewer crack nucleation sites for the deep-rolled material, owing to the improved surface finish promoted by the deep rolling process.
Assunto
Engenharia mecânica, Microestrutura, Aço - Corrosão, Aspereza de superficie, Aço - Fadiga, Eletroquímica
Palavras-chave
Roleteamento, Microestrutura, Rugosidade, Corrosão eletroquímica, Fadiga mecânica, Aço ABNT 1045 recozido