Avaliação do comportamento em fadiga de uma liga Ti-6Al-4V tratada termicamente

Abstract

Neste trabalho analisou-se influência da microestrutura na vida em fadiga de um pino que exerce função de fusível mecânico em mangotes transportadores de petróleo. O pino é fabricado a partir da liga de titânio Ti-6Al-4V, e a comparação será entre as microestruturas: parcialmente equiaxial (Denominada Equiaxial), completamente equiaxial (Pontos Triplos) e acicular (Widmanstätten). Estes pinos são projetados para romper em caso de sobrecarga, porém eles estão rompendo por fadiga antes do tempo esperado. Portanto, o objetivo desse trabalho foi tentar produzir uma microestrutura com mesma tensão de ruptura do pino original, porém com máxima resistência à fadiga. Este trabalho dá seqüência a um projeto realizado no LAMEF, onde foi estudado o caso da falha prematura dos pinos e, após, os pinos foram reprojetados através da mudança no raio de concordância. O projeto resultou em um notável aumento na vida útil desses pinos (SENNA 2003). Através da literatura, constatou-se que a microestrutura acicular possui boa resistência a propagação de trinca, enquanto a microestrutura equiaxial possui boa resistência à nucleação de trinca. A partir desses dados foram realizados tratamentos térmicos para obtenção das diferentes microestruturas e, após, realizados ensaios mecânicos. Os resultados foram comparados e discutidos, e serão abordados no decorrer deste trabalho.

This paper analyses the fatigue life of a pin, which exerts mechanical fuse’s function in hoses that transports oil, through different microstructures. The pin is produced from Ti- 6Al-4V alloy and the comparison is going to be among the microstructures: so-called equiaxed, fully equiaxed (Triple Points) and acicular (Widmanstätten). These pins are projected to break in case of overload, but it is breaking by fatigue, before of time expected. Therefore, the objective of this study was trying to obtain a microstructure with the same rupture stress of the original pin, but with maximum fatigue resistance. This paper has sequence in a project study realized at LAMEF, where was studied a case of failure in the pins, and after that the pins’ geometry was redesigned, decreasing the radius. The study has resulted in a notable increasing on fatigue’s life of this pins (SENNA 2003). According the literature, was observed that the acicular microstructure has good crack’s propagation resistance, while the equiaxed microstructure has good crack’s initiation resistance. From these information, were done heat treatments in order to obtain the different microstructures, after that was done mechanic essays. The results were compared and discussed, and it will be approach in the present paper.