Investigação experimental dos efeitos de geometria e de carregamento sobre a distribuição dos valores de tenacidade à  fratura por clivagem medidos na região de transição dúctil-frágil de um aço estrutural ferrítico.

Abstract

0 , a partir da metodologia da curva mestra também fornece um suporte adicional para o uso de corpos de prova SE(B) não padronizados como uma alternativa geométrica nos procedimentos rotineiros de avaliação de tenacidade à fratura, incluindo o uso de corpos de prova de pequenas dimensões nas medições de tenacidade quando a disponibilidade limitada de material e a capacidade de carregamento da máquina são as principais preocupações.Palavras-chave: fratura por clivagem, corpo de prova SE(B) não padronizado, corpo de prova PCVN não padronizado, efeitos de restrição, temperatura de referência, curva mestra ABSTRACT This work addresses a numerical-experimental investigation on the cleavage fracture behavior of an ASTM A572 Grade 50 high strength, low alloy structural steel using standard and nonstandard SE(B) specimens, including a non-standard PCVN configuration. The main purpose of this study is to contribute to the development of a fracture toughness test procedure applicable to bend geometries with varying specimen span over width ratio ( / ) and loaded under 3-point and 4-point flexural configuration. The secondary purpose, but none the less important, is to investigate the effects of geometry and loading mode on experimentally measured fracture toughness data distributions and implications for the characterization of the temperature dependence of toughness based on the Master Curve methodology. Based on these purposes, a large new set of plastic -factors applicable to these non-standard bend geometries which serve to estimate the experimentally measured toughness values in terms of load-displacement records, including the -integral and the crack tip opening displacement ( ), is provided. In order to facilitate contact with other test protocols, a new set of rotational factors, , to determine the based on the plastic hinge model is also described. Fracture toughness testing conducted on various bend geometries with varying specimen span ( / ) extracted in the T-L orientation from an A572 Grade 50 steel plate provides the cleavage fracture resistance data in terms of the -integral at cleavage instability, . The experimental results show a potential effect of specimen geometry and loading mode on -values which can help mitigating the effects of constraint loss often observed in smaller fracture specimens. An exploratory application to determine the reference temperature, 0 , derived from the Master Curve methodology also provides additional support for using nonstandard bend specimens as an alternative specimen geometry in routine fracture assessments, including the use of small-scale fracture specimens to measure fracture toughness properties when limited material availability and test machine capacity are of major concern are of major concern.

Aplicação da metodologia da curva mestra à avaliação da temperatura de referência em um aço martensítico.

“…As medições de 0 e de ∆ são feitas com base nas normas E1921, E1820, as quais preconizam o uso da técnica dos 9 pontos igualmente espaçados por 0,01B, sendo B espessura do corpo de prova como demonstrado na Figura 4.17 [5], [60]. atendimento a esse último requisito garante uma frente de trinca uniforme, o que dá a entender a predominância de um campo de tensões mais uniforme ao longo da espessura [5], [60], [61].…”

Correlação entre a energia absorvida por impacto Charpy-V e tenacidade à fratura na região de transição dúctil-frágil de juntas soldadas.

“…Fonte: [16,36] Em seguida é abordado a metodologia que incorpora o micromecanismo de clivagem e abordagens estatísticas para a caracterização da tenacidade à fratura de materiais ferríticos na RTDFa metodologia da curva mestra.…”

“…Já uma segunda razão se dá pelas características do material, cujas correlações entre as medidas de tenacidade Charpy-V e temperatura de referência são provenientes majoritariamente de aços de vasos de pressão, o que pode limitar a sua aplicabilidade a outros tipos de aços, incluindo suas juntas soldadas (i.e., material heterogêneo). Vale ressaltar que [Scarabeli] [16] ao adotar 𝑇 0,28𝐽 (≅ −40°𝐶) como temperatura inicial para os ensaios de tenacidade à fratura de um aço estrutural ferrítico ASTM A572, constatou que tal temperatura era mais representativa do patamar inferior de energia do que propriamente da região de transição dúctil-frágil.…”

“…As Figuras 4.10 -4.12 a seguir ilustram as análises macrofractográficas e microfractográficas referentes aos corpos de prova correspondente ao maior valor de 𝐽 𝐶 da junta SMAW, FCAW obtida por BIANCHI et al [58] e metal de base obtido por Scarabeli [16]. Tais argumentos e observações supracitados fornecem suporte e embasamento para a aplicação da metodologia da curva mestra sobre as distribuições de 𝐽 𝐶 obtidos para cada material.…”

“…Figura 4.12 -(a) Análise fractográfica do metal de base correspondente ao maior valor de 𝐽 𝐶 ( 80 𝑘𝐽/𝑚²); (b) ampliação de 50X próximo a região da pré-trinca por fadiga e início da fratura obtida por MEV; (c) ampliação de 2500X próximo a região da trinca obtida por MEV [16]. …”