Estudo da Influência da Taxa de Resfriamento na Distribuição de Tensões Residuais Durante a Têmpera de um Cilindro de Aço SAE4140H

Cristiano Fernandes Lagatta Eleir Mundim BortoletoMarco Aurélio MendesProf. Dr. Roberto Martins de Souza

Apresentação

Introdução Objetivos Modelos e Métodos Resultados Discussão Conclusão

Introdução

Tensões Residuais Deformação Plástica

Têmpera Gradientes Térmicos Transformação de Fase

Objetivos

Analisar, através de um modelo computacional, a influência da taxa de resfriamento na distribuição de tensões residuais no tratamento de têmpera de um cilindro de aço.

Foco na concentração de tensões no núcleo do cilindro.

Modelos e Métodos

Malha

• Axi-simétrica

• 6000 elementos

• ¼ da seção longitudinal

• 1400 mm de diâmetro

SAE 4140H

Modelos e Métodos

Modelo desenvolvido em 2005-2006

Coeficiente de expansão linear negativo para o resfriamento

Fonte: Camarão et al, 2000

Modelos e Métodos

“Gabarito Adiabático”

Reduzir o efeito do gradiente

Sem gabarito Com gabarito

Modelos e MétodosCondições de Contorno

Duração do processo: 11 horas

Resultados

Resultados

Sem transformação

Discussão Ressalvas

O modelo apresentou algumas falhas em testes simples de dilatação térmica.

As três análises foram feitas com 200mm de camada martensítica.

Apesar das falhas, o modelo apresenta o mesmo comportamento apresentado por Camarão et al (2000)

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Conclusão

Taxas de resfriamento mais acentuadas fazem com que a faixa central de tensões caminhe mais para o centro do cilindro.

Taxas de resfriamento mais brandas

maior concentração de tensões na superfície

Taxas de resfriamento mais acentuadas

maior concentração de tensões no núcleo.