Estudo da correlação entre largura da zona de estiramento e energia de impacto para o aço 4340 sujeito a ciclos de transformação martensítica

Abstract

Stretch zone is a switch-over zone on fractures surface, between the end of stable crack propagation and the beginning of unstable propagation (final rupture). This zone straining can be related to the released energy during the material failure. Nowadays, the morphological evaluation of stretch zone is performed through SEM images, a time-consuming and costly technique. Moreover, it is an inaccurate analysis, since the measurements are made on the projection of the relief, and not in an effectively three-dimensional context. In this study, an alternative methodology for the morphological evaluation of the stretch zone was developed using confocal microscopy and its tools and programs of superficial analysis, a faster and lower-cost analysis. Furthermore, it's wanted to evaluate combined use feasibility of stretch zone height and width, computing the hypotenuse of the triangle formed with these two parameters as hinges, in correlation with the impact energy, leveraging the three-dimensional context of measurements performed in a confocal optical profilometer

Zona de estiramento é a região de transição na superfície da fratura, entre o fim da propagação estável da trinca e começo da propagação instável (ruptura final). A deformação dessa zona pode ser relacionada à energia liberada com a falha do material. Nos dias de hoje, a avaliação morfológica da zona de estiramento, é realizada através de imagens de MEV, uma técnica demorada e de custo elevado. Além disso, é uma análise imprecisa, pois as medições são realizadas sobre a projeção do relevo, e não em um contexto efetivamente tridimensional. Nesse estudo, desenvolveu-se uma metodologia alternativa de avaliação morfológica da zona de estiramento, através da microscopia confocal e suas ferramentas e programas de análise superficial, uma análise mais rápida e de menor custo. Foram estabelecidos critérios plausíveis para identificação e delimitação da zona de estiramento, garantindo assim a reprodutibilidade das medições. O objetivo desse trabalho é avaliar a viabilidade de correlação entre energia de impacto e largura da zona de estiramento, resultantes de um ensaio de impacto Charpy, em amostras de aço ABNT 4340, tratadas por ciclos de têmpera sucessivos, para refino de grãos. Além disso, também quer-se avaliar a viabilidade do uso combinado da altura e largura da zona de estiramento, computando-se a hipotenusa do triângulo formado com esses dois parâmetros como catetos, na correlação com a energia de impacto, aproveitando o contexto tridimensional de medidas realizadas em um perfilômetro óptico confocal