PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
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Master's Dissertation 2024

Fragilização por hidrogênio do aço AISI 4340 VAR revestido por cádmio e testado pelo método Slow Strain Rate Test

Author

Emerson Leandro Souza Ribeiro

Advisor

Concentration Area

Materiais, Manufatura e Automação

Defense Date

20/06/2024

Thesis Number

79855

Abstract

O aço 4340 VAR (AMS-6414) é um aço cromo-níquel-molibdênio de baixa liga capaz de ser tratado termicamente para obter alta resistência, sendo amplamente utilizado em componentes aeronáuticos, como por exemplo no trem de pouso, onde é exigido ciclicamente a cada pouso e decolagem e severamente exposto a ambientes corrosivos. Os tratamentos superficiais, entre tantos a eletrodeposição de cádmio, agregam excelentes propriedades protetivas, mas trazem consigo a possibilidade do fenômeno da fragilização por hidrogênio. Quando induzido ao material, inicia-se o processo de permeação através da estrutura cristalina causando a perda de propriedades mecânicas e podendo levar à fratura prematura. Para remoção do hidrogênio após a deposição, é necessário realizar um aquecimento controlado por um determinado tempo, respeitando um tempo de Delay máximo de 4 horas entre o fim da eletrodeposição e o início do aquecimento. Segundo normas aeronáuticas, além da desidrogenação, é necessário realizar o ensaio Sustained Load, que consiste em um carregamento estático de 200 horas com um corpo de prova padronizado. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é apresentar uma possível alternativa de ensaio, o ensaio de baixa taxa de deformação, conforme ASTM G129 - Slow Strain Rate Test (SSRT), para reduzir o tempo atual de 200 horas para apenas algumas horas, mantendo a sensibilidade equivalente para identificar a fragilização por hidrogênio. Para tanto, amostras com e sem eletrodeposição de cádmio foram ensaiadas pelo método SSRT. Analisaram-se amostras eletrodepositadas sem desidrogenação e com desidrogenação com tempos de Delay variando entre 4 e 12 horas. Os resultados do SSRT demostraram homogeneidade no limite de resistência à tração (LRT) para os corpos de prova ensaiados. As características das fraturas apresentam semelhança com indicações de ruptura por tensão overload e aspecto de fratura dúctil. Sobre o tempo de Delay não foi possível observar variações nos resultados quanto à fragilização por hidrogênio, sugerindo que, ou a metodologia utilizada no ensaio SSRT não tem a sensibilidade suficiente, ou o tempo de Delay não influencia a fragilização por hidrogênio do aço 4340 VAR revestido por eletrodeposição de cádmio.

Keywords

Aços Eletrodeposição Fragilização por hidrogênio Propriedades mecânicas Tratamento de superfícies Engenharia de materiais