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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-08072021-143645
Document
Auteur
Nom complet
Vinicius Mota da Cruz Gomes
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2021
Directeur
Jury
Ruggieri, Claudio (Président)
Godefroid, Leonardo Barbosa
Miranda, Carlos Alexandre de Jesus
Titre en portugais
Aplicação da metodologia da curva mestra à avaliação da temperatura de referência em um aço martensítico.
Mots-clés en portugais
Aço inoxidável martensítico
Curva mestra
Mecânica da fratura
Temperatura de referência
Transição ductil frágil
Resumé en portugais
Este trabalho aborda uma investigação experimental em relação ao comportamento à fratura frágil de um aço martensítico usando corpos de prova SE(B) em configuração padronizada de acordo com a norma ASTM E1921. O propósito desse estudo é analisar a aplicabilidade da Metodologia da Curva Mestra (MCM) na avaliação da temperatura de referência (T0) a partir de dados de tenacidade à fratura medidos na região de transição dúctil-frágil (RTDF) de um aço martensítico temperado USI AR 450, o qual, de acordo com a ASTM E1921, não é aplicável a aços de microestrutura predominantemente martensítica. O trabalho também demonstra um procedimento relativamente simples para a determinação de novos coeficientes da curva mestra, a fim de obter uma melhor descrição da mediana da distribuição dos dados experimentais de tenacidade à fratura (expressos em termos do fator de intensidade de tensão elasto-plástico KJc) em função da temperatura na RTDF e, portanto, uma estimativa mais acurada da T0. Os ensaios de tenacidade à fratura, realizados em diversas temperaturas da região de transição a partir de corpos de prova SE(B) extraídos na direção transversal (T-L) da chapa de aço temperado, fornecem os dados de tenacidade à fratura em termos da integral-J medida no ponto de instabilidade, Jc . É importante ressaltar que os ensaios de tenacidade à fratura aqui descritos fornecem um banco de dados de tenacidade à fratura para um material pouco explorado dentro do contexto da metodologia da Curva Mestra, o que destaca a sua relevância na contribuição para a ampliação e enriquecimento do banco de dados de tenacidade à fratura de aços martensíticos de alta e ultra alta resistência. Os dados experimentais de tenacidade à fratura apresentam uma dispersão relativamente significativa e são bem descritos pela distribuição de probabilidade de Weibull na sua forma triparamétrica. Não obstante o uso da Curva Mestra na sua forma padrão fornecer uma boa descrição da dependência da tenacidade à fratura mediana com a temperatura (KJc vs. T), é possível obter uma correlação mais acurada a partir de novos coeficientes propostos para o aço martensítico usado neste estudo. Além disso, é proposto um novo valor para a tenacidade à fratura mediana associada à temperatura de referência.
Titre en anglais
Application of the master curve methodology to the reference temperature assessment in a martensitic steel.
Mots-clés en anglais
Brittle fracture
Martensitic steel
Master curve
Quase-cleavage fracture
Reference temperature
Resumé en anglais
This work addresses an experimental investigation concerning the brittle fracture behavior of a martensitic steel using SE(B) specimens in a standardized configuration according to the ASTM E1921 standard. The purpose of this work is to assess Master Curve Methodology (MCM) applicability on evaluation reference temperature (T0) derived from fracture toughness data measured in the ductile-to-brittle transition region (DBT) of a quenched martensitic steel USI AR 450 which according to ASTM E1921 is not applicable to martensitic steels only quenching. The work also presents a relatively straightforward procedure for the determination of new coefficients of the master curve for the sake of a better description of median fracture toughness change (expressed in terms of the elastic-plastic stress intensity factor KJc) according to the temperature in the DBT region and, hence, a more accurate T0 estimate. Fracture toughness tests, conducted at different temperatures in the DBT region using SE(B) specimens extracted in the TL orientation of a quenched martensitic steel plate, provide the fracture toughness data in terms of the J-integral at instability point, Jc. Importantly, fracture toughness data of high strength martensitic steels tests described here provide a fracture toughness database for a material small explored in Master Curve methodology, which highlights its relevance in contributing to bank expansion and enrichment. Fracture toughness experimental data present a relatively significant dispersion and are well described by the Weibull probability distribution in its triparametric form. Notwithstanding that the Master Curve uses in its standard formulation provides a good description of fracture toughness dependence with temperature for the tested material (KJc vs. T), it is possible to afford a more accurate correlation from new coefficients proposed for the martensitic steel used in this study. Furthermore, a new value for the median fracture toughness closely related to the reference temperature is proposed.
 
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Date de Publication
2021-07-08
 
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