Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: Um método alternativo para a medição das tensões em componentes em serviço emprega o ultrassom, utilizando ondas longitudinais criticamente refratadas (LCR) e a teoria acustoelástica. Este método é influenciado por diversos fatores, dentre os quais os ligados à microestrutura do material,...

Resumo: Um método alternativo para a medição das tensões em componentes em serviço emprega o ultrassom, utilizando ondas longitudinais criticamente refratadas (LCR) e a teoria acustoelástica. Este método é influenciado por diversos fatores, dentre os quais os ligados à microestrutura do material, ainda não modelados. Este trabalho avalia a influência da microestrutura do material na velocidade de propagação das ondas LCR. Foram estudados os efeitos do tamanho dos grãos e da orientação preferencial dos grãos (textura) do material. Para isso, foram ensaiadas amostras de aço carbono de média resistência ASTM A36, laminadas, utilizadas em componentes estruturais. Parte das amostras foi tratada termicamente para crescimento dos grãos em temperaturas variadas, o que permitiu obter diferentes tamanhos de grão. Outras amostras foram utilizadas como recebidas para estudo do efeito da textura do material. O trabalho mostra que ambos, o tamanho dos grãos e a textura, têm efeito sobre a propagação das ondas LCR. Os resultados mostraram um aumento na variação do tempo de percurso médio (?TOF) das ondas LCR com o aumento do diâmetro dos grãos austeníticos médios (DGAM). Como consequência, houve uma diminuição na variação da velocidade da onda LCR média (?VLCR) devido ao aumento do DGAM. Os resultados mostraram também o efeito da direção de laminação (DL) na propagação das ondas LCR, mostrando que o tempo de percurso (TOF) é maior na direção de laminação (DL) do que na direção transversal à laminação (DT). Isso é atribuído ao alongamento dos grãos devido ao processo de laminação. O efeito da textura do material foi associado ao desvio padrão (DP) encontrado e ainda representa um desafio para o emprego do método em aços com orientação cristalográfica pouco definida. Tais resultados permitem direcionar as pesquisas atuais sobre o assunto para o desenvolvimento de técnicas que minimizem os efeitos dos fatores de influência estudados

Abstract: Critically refracted longitudinal waves (LCR) and the acoustoelastic theory can be an interesting alternative for measuring stress in components in service. This method is influenced by several factors, among which the ones linked to the material microstructure, not modeled yet. This work...

Abstract: Critically refracted longitudinal waves (LCR) and the acoustoelastic theory can be an interesting alternative for measuring stress in components in service. This method is influenced by several factors, among which the ones linked to the material microstructure, not modeled yet. This work evaluates the influence of material microstructure on the LCR waves speed. The effects of grain size and preferred grain orientation (texture) of the material were studied. We tested samples of carbon steel ASTM A36 of medium strength, made from rolled plates, used in structural components. Part of the samples was heat treated for grain growth at various temperatures, generating different grain sizes. Other samples were used as received to study the effect of the material¿s texture. The work shows that both the grain size and texture affects the propagation of LCR waves. The results showed that the increase in variation of the mean time-of-flight (?TOF) of the LCR waves can be related to the increase of the mean austenitic grain diameter (DGAM). As consequence a decrease in the variation of the mean LCR wave speed (?VLCR) is linked to the increase in DGAM. The results also reveals the effect of the rolling direction (DL) in the propagation of LCR waves, showing that the time-of-flight (TOF) is greater in the DL direction than in the transverse direction to rolling (DT). This is attributed to the grain elongation due to the rolling process. The effect of texture was associated with the standard deviation (DP) found. This effect still represents a challenge to the employment of the method in steels with poorly defined crystallographic orientation. The results allow directing the current research on the subject to develop techniques that minimize the effects of influence factors studied