Avaliação da resistência à fadiga de aços CA6NM submetidos a tratamento criogênico e nitretação iônica

Abstract

O projeto de pesquisa “Fadiga e Fratura de Materiais em Engenharia” tem como objetivo geral o estudo dos fenômenos de falha por solicitações cíclicas. São abordados tanto os aspectos de iniciação de trincas (critérios de resistência à fadiga) quanto aqueles associados ao crescimento de trincas, evoluindo para a condição de fratura. Ensaios de fadiga são parte essencial das atividades desse projeto para validação das análises e modelos. Neste projeto também deve-se incluir a influência do tratamento criogênico e da nitretação iônica na resistência à fadiga de ligas metálicas. Há um importante vínculo dessas atividades de pesquisa com o setor produtivo. Como resultado obteve-se uma melhora significativa com o tratamento de Nitretação Iônica. O limite de resistência à fadiga do Aço CA6NM passou de 350 MPa para 433 MPa, um ganho de aproximadamente 24%. Isto ocorre devido à introdução de tensões residuais compressivas provocadas pela existência da camada nitretada, que, indiretamente, provoca um retardo no processo de nucleação de trinca por fadiga, aumentado assim à resistência à fadiga dos aços A dureza também aumento em quase 5x com o tratamento. Já com o tratamento criogênico não houve influência deste na resistência à fadiga do Aço CA6NM. A curva S-N obtida com o tratamento ficou dentro do limite de confiança de 95% do aço sem tratamento. No entanto, houve um aumento da dureza de aproximadamente 8% com o tratamento criogênico. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The research project "Fatigue and Fracture of Materials in Engineering" aims to study the general phenomena of failure by cyclic solicitations. Are addressed both aspects of crack initiation (criteria for fatigue resistance) and those associated with crack growth, evolving into the condition of fracture. Fatigue tests are an essential part of the activities of this project for analysis and validation of models. In this project also must include the influence of cryogenic treatment and the ion nitriding on the fatigue resistance of metal alloys. There is an important link these research activities with the productive sector. The limit of fatigue strength of steel CA6NM increased from 350 MPa to 433 MPa, again of approximately 24%. This is due to the introduction of compressive residual stresses caused by the existence of the nitrided layer, which indirectly causes a delayin the process of fatigue crack nucleation, thereby increasing the fatigue strength of steels hardness also increased by almost 5x the treatment . Already with the cryogenic treatment have no influence on the fatigue strength of Steel CA6NM. The S-N curve obtained with the treatment was within. the limit of 95% of untreated steel. However, there was an increase in hardness of approximately 8% with the cryogenic treatment.