Estudo do efeito da tensão de triaxialidade na liga AISI 4340 recozida e normalizada

Abstract

Neste trabalho, é realizada uma avaliação da liga AISI 4340 quanto aos efeitos da tensão de triaxialidade sobre o mesmo material, avaliando também o momento exato em que ocorre a fratura do material, quantificado pelo deslocamento obtido ao fratura. A liga em questão submetida a dois tratamentos térmicos diferentes, recozido e normalizado. Ensaios experimentais foram conduzidos utilizando corpos de prova lisos, entalhado e retangulares. Nesses testes foram extraídas as curvas de reação Força x Deslocamento e avaliada a deformação plástica equivalente no momento da fratura. A partir dos ensaios de tração com CP liso, foram obtidas as propriedades de calibração do modelo com aplicação de um método inverso de identificação paramétrica. A partir disso, simulações numéricas foram implementadas com a finalidade de realizar uma análise comparativa com os dados experimentais obtidos, onde foram verificados o comportamento do material e a influência dos entalhes na evolução da deformação plástica equivalente na fratura, assim como o efeito da triaxialidade. A modelagem dos CP’s cilíndricos foi estruturada como um problema bidimensional aproveitando a axissimetria das geometrias e para os CP’s retangulares as simulações foram feitas tridimensionalmente. Já as malhas dos elementos foram do tipo QUAD8 e HEX8. Os resultados permitem verificar que há dependência interessante para o estudo do efeito da triaxialidade nesta liga, principalmente quando há entalhe envolvido. Neste caso, é possível notar que um aumento gradual na tensão de triaxialidade gera significativas reduções nos deslocamentos necessários para obter a fratura do material. É apresentada também uma curva que descreve o comportamento da deformação plástica na fratura versus tensão de triaxialidade, na qual pode ser observado que o comportamento mecânico do material estudado é dependente desses parâmetros.