Evaluation of abrasive mechanisms in metallic alloys during scratch tests: a numerical-experimental study in micro-scale (2017)
- Authors:
- Autor USP: SERIACOPI, VANESSA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: ABRASÃO; LIGAS METÁLICAS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A abrasão pode ser tanto tratada do ponto de vista de processos de manufatura e geração de características superficiais distintas em peças e componentes, quanto pode ser abordada em termos de desgaste e falha em diferentes ferramentas aplicadas em processos de fabricação. A presente tese remete ao desenvolvimento de um modelo numérico pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), validado por ensaios experimentais, com o objetivo de avaliar influências de aspectos microestruturais na abrasão de ligas metálicas. Portanto, o objetivo desta tese é focado na construção de regras que auxiliem no projeto de materiais dúcteis para terem resistência ao corte. Independentemente da aplicação, os estudos da ocorrência dos micro-mecanismos de abrasão incorporam propriedades mecânicas e de dano dos materiais e suas fases. A avaliação do micro-sulcamento ao micro-corte foi realizada a partir de um estudo simplificado de abrasão, considerando o riscamento de microestruturas por um único abrasivo. Dessa forma, ensaios de riscamento em micro-escala aplicando força normal constante dentro de uma faixa específica. Em adição, as caracterizações das amostras são realizadas a partir de técnicas de microscopia óptica e eletrônica, interferometria óptica, dureza convencional e indentação instrumentada. Por meio da abordagem numérica desenvolvida, os principais resultados obtidos foram: (a-) in termos de coeficiente de atrito aparente (COF), as divergências numérica e experimental encontradas foram decorrentes principalmente do efeito da adesão, anisotropia, contornos de grão e maclação que não foram levadas em conta na simulação; (b-) os precipitados duros tendem a ter efeito predominante sobre a matriz no que diz respeito ao COF aparente, ao passo que a influência da matriz é predominante sobre o comportamento dos precipitados moles; (c-) como consequência das reduções de energia dedeformação e força tangencial, o COF local tende a ser diminuído quando o abrasivo passa por precipitados duros durante o riscamento; (d-) os resultados numéricos de profundidade de penetração média e volume removido total são consistentes com os resultados experimentais; (e-) não há uma transição marcante de micro-mecanismo em função de coeficiente de desgaste dimensional em função da carga, indicando uma predominância de um certo micro-mecanismo em um dado risco e, não ocorrendo transições bruscas; (f-) precipitados duros, em geral, diminuem a profundidade de penetração local e, assim, eles reduzem o volume removido e aumentam a energia específica; (g-) para a faixa de força normal avaliada, os precipitados moles seguiram o comportamento de remoção de material de sua matriz, mas podem apresentar oscilações na energia específica local nas condições menos severas de abrasão; e, por fim, (h-) o mapa de resistência à abrasão x dureza após deformação/ângulo de ataque é uma importante ferramenta para definir efeitos dominantes de propriedades mecânicas (dúctil e frágil) na microestrutura submetida à abrasão, e faz o delineamento de fronteiras de micro-mecanismos abrasivos.
- Imprenta:
- Data da defesa: 06.12.2017
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ABNT
SERIACOPI, Vanessa. Evaluation of abrasive mechanisms in metallic alloys during scratch tests: a numerical-experimental study in micro-scale. 2017. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-12032018-144239/. Acesso em: 28 set. 2024. -
APA
Seriacopi, V. (2017). Evaluation of abrasive mechanisms in metallic alloys during scratch tests: a numerical-experimental study in micro-scale (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-12032018-144239/ -
NLM
Seriacopi V. Evaluation of abrasive mechanisms in metallic alloys during scratch tests: a numerical-experimental study in micro-scale [Internet]. 2017 ;[citado 2024 set. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-12032018-144239/ -
Vancouver
Seriacopi V. Evaluation of abrasive mechanisms in metallic alloys during scratch tests: a numerical-experimental study in micro-scale [Internet]. 2017 ;[citado 2024 set. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-12032018-144239/
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