[pt] ANÁLISE COMPARATIVA DA RESISTÊNCIA À FRATURA DOS AÇOS SAE 1020 E SAE 4140

[en] COMPARATIVE ANALYSIS OF THE FRACTURE RESISTANCE OF SAE 4140 AND SAE 1020 STEELS

[pt] THAIS LOPES FERNANDES DE SOUZA

[pt] FRATURA

[pt] ACO SAE 4140

[pt] ACO SAE 1020

[pt] FRACTOGRAFIA

[pt] TRINCA

[en] FRACTURE

[en] SAE 4140 STEEL

[en] SAE 1020 STEEL

[en] FRACTOGRAPHIC

[en] CRACK

[pt] A análise da superfície da fratura, que figura uma sucessão de ocorrências devido a propagação da trinca, permitiu associar o relevo da fratura com as tensões aplicadas. Os eventos expressos pela superfície fraturada podem indicar as linhas de cargas atuantes, o modo de processo da fratura, entre outros. O trabalho tem por objetivo comparar, experimentalmente, a resistência à propagação de trincas dos aços SAE 1020 e SAE 4140, possibilitando assim, uma avaliação de seus desempenhos em componentes mecânicos e/ou estruturais quando na presença de defeitos. As apurações foram realizadas através de imagens obtidas por um microscópio eletrônico de varredura e possui caráter qualitativo. As amostras foram submetidas ao ensaio de fratura com propostas geométricas distintas, com intuito de promover comparação para diferentes modos de propagação de trinca. Este trabalho estudou o comportamento na fratura dos aços SAE 1020 e 4140 na presença de pré-trincas ou de entalhes laterais. A primeira comparação ocorreu no aço SAE 4140 com corpos de prova com e sem entalhe lateral, em que o CP com pré-trinca apresentou deformação, enquanto o CP com side groove exibe uma frente trinca consideravelmente mais reta e isto é devido à restrição do estado de tensão plana provocado pelo entalhe lateral. A segunda comparação ocorreu entre corpos de prova pré-trincados dos aço SAE 1020 e 4140, onde o corpo de prova do aço 1020 se deformou consideravelmente, tornando o processo de fratura gradual devido as suas características dúctil, enquanto a fratura do CP 4140, se desenvolveu de maneira súbita e gerou pouca deformação. Por análise comparativa, o aço 1020 demonstrou maior tenacidade ao 4140.

[en] The analysis of fracture surface which shows a sequence of occurrences due to crack propagation allowed make associations between the fracture s relief and applied stress. The fractured surface may indicate things like active load lines and the way of fracture process. The objective of this work is to compare the resistance to crack propagation of SAE 1020 and SAE 4140 steels, thus enabling an evaluation of their performances in mechanical and / or structural components when defects are present. The canvases were taken with a scanning electron microscope and it possesses qualitative character. The samples were submitted to the fracture test with different geometric proposals in order to promote comparison for different modes of crack propagation The analysis of the surface of the fracture, which shows a succession of occurrences due to the propagation of the crack, allowed to associate the relief of the fracture with the applied tensions. The events expressed by the fractured surface can indicate the lines of acting loads, the process of the fracture, Among others. The first comparison was made with the SAE 4140 steel with test pieces with and without lateral notch, where the CP with precrack presented deformation, whereas the CP with side groove showed a crack more straight and this is due to the state restriction of flat tension caused by the lateral notch. The second comparison occurred between precracked specimens of the SAE 1020 and 4140 steel, where the specimen of the 1020 steel deformed considerably, making the fracture process gradual due to its ductile characteristics, while the fracture of the CP 4140, if developed suddenly and generated little deformation. By comparative analysis, the 1020 steel showed higher toughness at 4140.

MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

ANDRE LUIS MOREIRA DE CARVALHO

2018-01-09

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.32603