TENSÕES RESIDUAIS

A análise das tensões residuais foi realizada primeiramente nos corpos de prova na condição como recebido. Após os tratamentos térmicos de alívio de tensões (TTAT) e do shot peening (SP), as tensões residuais foram novamente medidas. Os resultados das tensões residuais obtidos nas condições como recebido e após os tratamentos, nas direções longitudinais (L) e transversais (T), em ambas as faces (A e B) dos cps, podem ser observados na Tabela 4.1 e nas Figuras 4.1 e 4.2. Após a realização dos carregamentos trativos, ocorreram novas análises das tensões residuais nas faces A e B de todos os corpos de prova, conforme apresentado na Tabela 4.2 e nas Figuras 4.3 e 4.4.

Tabela 4.1: Tensões residuais nas condições como recebido e após os tratamentos.

Corpos de prova (cp)

Tensões Residuais (MPa)

Como recebido Após tratamentos

L T L T 1 A 100±13 -70±4 - - 1 B -140±6 -10±5 - - TTAT 2 A 105±12 -80±7 -45±5 -55±2 2 B 55±7 110±14 -20±6 -30±7 3A 210±11 15±3 -10±1 -10±2 3 B -400±11 -320±15 -30±10 -30±13 Shot Peening 4 A 190±13 40±6 -475±1 -430±12 4 B -200±13 -150±16 -455±20 -450±9

Figura 4.1 – Tensões residuais na condição como recebido.

Figura 4.2 – Tensões residuais após os tratamentos térmicos de alívio de tensões e do shot peening.

Analisando os resultados mostrados na Tabela 4.1 e na Figura 4.1 é possível perceber um comportamento heterogêneo das tensões residuais nos cps na condição como recebido. Entretanto, após os tratamentos, é possível observar na Tabela 4.1 e na Figura 4.2 um comportamento homogêneo das tensões residuais nos cps, sendo todas compressivas.

O tratamento de shot peening introduziu tensões residuais compressivas de elevada magnitude no cp 4, sendo elas da ordem de -470 MPa na direção longitudinal e de -440 MPa na direção transversal.

O TTAT aliviou as tensões completamente e ainda inverteu a sua natureza nos corpos de prova 2 e 3, gerando tensões compressivas da ordem de -50 MPa na direção longitudinal e de -55 MPa na direção transversal.

Na Tabela 4.2 são apresentados os resultados das tensões residuais medidas após a realização dos carregamentos.

Tabela 4.2: Tensões residuais após os carregamentos trativos.

Corpos de prova (cp)

Tensões Residuais (MPa)

Carregamento 1 (80% LE) Carregamento 2 (90% LE) L T L T 1 A -110±22 -100±11 -50±2 -105±4 1 B 440±33 135±11 490±20 100±15 TTAT 2 A -40±0 -50±1 -80±11 -85±2 2 B -15±2 -70±0 -55±4 -50±8 3 A -12±0 -12±0 -105±3 -105±14 3 B -60±20 -17±0 -90±5 -20±5 Shot Peening 4 A -260±24 -480±1 -235±5 -400±60 4 B -355±3 -465±12 -370±16 -525±2

Figura 4.3 – Tensões residuais após o carregamento com 80%_LE.

Observando os valores mostrados na Tabela 4.2 e nas Figuras 4.3 e 4.4 é possível perceber que após a realização dos carregamentos trativos a grande maioria dos corpos de prova, com exceção do cp 1B, apresentaram tensões residuais de natureza compressiva. Os cps que receberam o tratamento térmico de alívio de tensões apresentaram tensões compressivas de baixa magnitude, enquanto que os que receberam o tratamento de shot peening, de alta magnitude.

O cp 1 apresentou um comportamento diferenciado após a realização dos carregamentos, devido ao fato do mesmo não ter recebido nenhum tratamento após a operação de retificação, que introduz tensões trativas no material. No cp 1A, a tensão compressiva na direção transversal foi aumentada para tensões na ordem de -100 MPa; já na direção longitudinal, a tensão residual inverteu sua natureza atingindo o valor de -50 MPa. O cp 1B apresentou um comportamento distinto dos demais corpos de prova, tendo a natureza da sua tensão mudada de compressiva para trativa de elevada magnitude.

Com o intuito de realizar um estudo mais detalhado do comportamento dos corpos de prova, foram elaborados gráficos com linhas de tendência para os cps 2, 3 e 4, apresentados nas Figuras 4.5 a 4.7.

(a) (b)

Figura 4.5 – Tensões residuais dos corpos de prova que receberam o tratamento térmico de alívio de tensões; a) 2A; b) 2B.

Analisando a Figura 4.5 (a) é possível notar que as tensões residuais compressivas do cp 2A, em ambas as direções, apresentaram uma pequena diminuição após a realização do primeiro carregamento trativo e aumentaram para -80 MPa após o segundo carregamento. A Figura 4.5 (b) mostra que as tensões residuais na direção longitudinal do cp 2B tiveram um comportamento similar ao descrito para o cp 2A, com tensão da ordem de -55 MPa; enquanto que na direção transversal, as tensões residuais compressivas apresentaram um aumento significativo após o primeiro carregamento e diminuíram para -50 MPa após a realização do segundo carregamento.

(a) (b)

Figura 4.6 – Tensões residuais dos corpos de prova que receberam o tratamento térmico de alívio de tensões; a) 3A; b) 3B.

A partir da Figura 4.6 (a) é possível observar que as tensões residuais de natureza compressivas do cp 3A possuem as mesmas magnitudes nas direções longitudinais e transversais. Após o primeiro carregamento trativo, as tensões residuais compressivas mantiveram praticamente os mesmos valores das apresentadas logo após o TTAT; entretanto, após o segundo carregamento trativo, elas aumentaram significativamente de -12 MPa para - 105 MPa. Na Figura 4.6 (b) é mostrado que as tensões residuais compressivas na direção longitudinal do cp 3B apresentaram um crescimento linear após a realização dos

carregamentos, chegando a um valor máximo da ordem de -90 MPa. Já na direção transversal do cp 3B, as tensões residuais apresentaram pequenas variação, tendo diminuído após o carregamento 1 e aumentado após o carregamento 2 para -20 MPa.

(a) (b)

Figura 4.7 – Tensões residuais dos corpos de prova que receberam o tratamento de shot peening; a) 4A; b) 4B.

Com base nos dados da Figura 4.7 (a) é possível perceber que na direção longitudinal do cp 4A, as tensões residuais compressivas foram reduzidas após o carregamento, chegando a um valor da ordem de -230 MPa após o segundo carregamento. Na direção transversal as tensões residuais se comportaram de forma similar ao cp 2B na mesma direção, tendo aumentado após o carregamento 1 e reduzido para -400 MPa após o carregamento 2. A Figura 4.7 (b) ilustra o comportamento do cp 4B. Na direção longitudinal, as tensões residuais compressivas tiveram suas magnitudes diminuídas após o primeiro carregamento trativo e aumentadas de -355 MPa para -370 MPa após o segundo carregamento ser realizado; já na direção transversal as tensões residuais foram crescentes, atingindo a magnitude mais elevada da ordem de -525 MPa.