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Tipo: Dissertação
Data do documento: 1-Jun-2021
Autor(es): BARBOSA, Matheus dos Santos
Primeiro(a) Orientador(a): MACHADO, Paulo Cordeiro
Título: Efeito da temperatura, tempo e taxa de resfriamento na formação do eutetóide divorciado em soldas de trilhos de aço perlítico
Título(s) alternativo(s): Effect of temperature, holding time and cooling rate on the formation of divorced eutetoid in pearlitic steel rail welding
Citar como: BARBOSA, Matheus dos Santos. Efeito da temperatura, tempo e taxa de resfriamento na formação do eutetóide divorciado em soldas de trilhos de aço perlítico. Orientador: Paulo Cordeiro Machado. 2021. 140 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Industrial) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17436. Acesso em:.
Resumo: A redução de dureza que ocorre ao final da Zona Afetada pelo Calor (ZAC) de juntas soldadas de trilhos ferroviários é gerada através da formação do Eutetóide Divorciado (ED). Essa transformação ocorre na solda durante o resfriamento da austenita quando há a presença de carbonetos não dissolvidos, que, por sua vez, atuam como núcleos preexistentes para a formação dessa microestrutura, formando uma combinação de cementita esferoidizada + ferrita. Com o intuito de compreender esta transformação microestrutural, amostras de trilhos premium e superpremium foram ensaiadas via dilatometria, com um planejamento experimental (design of experiments - DOE) fatorial completo que avaliou os efeitos das variáveis temperatura, tempo de permanência em temperatura isotérmica e taxa de resfriamento; e suas interações. As amostras pós ciclo térmico foram caracterizadas via ensaio de microdureza e análise de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que as maiores frações de ED foram obtidas em temperaturas mais elevadas (750 °C) e com maior carbono equivalente. Entretanto, o aumento da taxa de resfriamento, de 1,5 para 9 °C/s, ocasionou redução da fração de ED de 49% para o trilho premium em 750 °C e de 75% para o trilho superpremium em 740 °C. Em relação à dureza, o comportamento foi inversamente proporcional, pois o aumento da taxa de resfriamento proporcionou aumento na dureza dos trilhos (cerca de 21%), além disso, as amostras simuladas em 740 e 750 °C e resfriadas a 1,5 °C/s apresentaram dureza semelhante a encontrada na região de menor dureza de soldas por caldeamento de trilho. Os fatores que tiveram maior efeito na formação do ED, em ordem de crescente, foram a temperatura, o carbono equivalente e a taxa de resfriamento.
Abstract: The hardness reduction that occurs at the end of the Heat Affected Zone (HAZ) of welded joints of railway is generated through of the Divorced Eutectoid formation (DE). This transformation happens in the weld during the cooling of the austenite when there is presence of undissolved carbides, which, in turn, act as preexisting cores for the formation of this microstructure, forming a combination of spheroidized cementite + ferrite. In order to understand this microstructural transformation, samples of premium and superpremium rails were tested by dilatometry, with a full factorial Design Of Experiments (DOE) that evaluated the effects of variables temperature, holding time and cooling rate; and their interactions. The samples after thermal cycling were characterized by microhardness test and scanning electron microscopy analysis. The results showed that the highest DE fractions were obtained at higher temperatures (750 °C) and with higher equivalent carbon. However, by increasing the cooling rate, from 1.5 to 9 °C/s, resulted in a reduction of the DE fraction of 49% for the premium rail at 750 °C and 75% for the superpremium rail at 740 °C. Regarding hardness, the behavior was inversely proportional, where the increase in the cooling rate provided an increase in the hardness of the rails (about 21%), in addition, the samples simulated at 740 and 750 °C and cooled to 1.5° C/s showed hardness similar to that was found in the region of lower hardness of rails welded by Flash Butt Weld (FBW). The factors that had the greatest effect on DE formation, in increasing order, were temperature, equivalent carbon and cooling rate.
Palavras-chave: Eutetóide divorciado
Trilhos ferroviários
Dilatometria
Solda por caldeamento
Divorced Eutectoid Transformation,
Rail
Área de Concentração: PROJETOS INDUSTRIAIS
Linha de Pesquisa: MATERIAIS E PROCESSOS
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Fonte URI: Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
Aparece nas coleções:Dissertações em Engenharia Industrial (Mestrado) - PPGEI/ITEC

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