Efeito da refusão por tocha plasma na resistência à fadiga de um aço inoxidável martensítico macio

Abstract

Resumo : Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito produzido pela refusão superficial por meio de uma tocha plasma na resistência à fadiga de um aço inoxidável martensítico macio utilizado na fabricação de rotores de turbinas hidráulicas. As refusões foram efetuadas na superfície deste tipo de aço utilizando corrente convencional e pulsada sendo os ensaios de fadiga realizados por meio de flexão em quatro pontos nas tensões de 750, 850 e 1000 MPa. Foi constatado um melhor desempenho da condição refundida em relação ao material sem este tratamento não havendo diferenças significativas de desempenho à fadiga entre os dois processos de refusão. A presença de tensões residuais compressivas decorrentes da transformação martensítica em parte justifica o melhor desempenho da condição refundida. Análises microscópicas complementares revelaram que o menor desempenho à fadiga do material base estava associado também à presença de defeitos (microrechupes) provenientes do processo de fundição os quais promoviam à nucleação de trincas de fadiga junto aos mesmos. A presença de ferrita delta em conjunto com ripas de martensita orientadas a 45° em relação à direção de carregamento, promoveu a nucleção das trincas de fadiga nos corpos de prova com tratamento de refusão superficial.

Abstract : This study aimed to evaluate the effect produced by remelting surface by a plasma torch in the fatigue resistance of a soft martensitic stainless steel used in the manufacture of hydraulic turbine rotors. The remelts were taken from the surface of this type of steel using conventional current and pulsed with the fatigue tests performed by bending at four points at 750, 850 and 1000 MPa stresses. It was found better performance of the remelted condition in relation to cast material without this treatment and no significant differences in fatigue performance between the two remelted processes. The presence of compressive residual stresses resulting from the martensitic transformation partly explains the better performance of the remelted condition. Microscopic analysis further revealed that the lower the fatigue performance of the base material was also associated with the presence of defects (microshrinkage) from the casting process which promoted the nucleation of fatigue cracks next to them. The presence of delta ferrite together with martensite laths oriented at 45° to the loading direction, promoted fatigue cracks nucleation in specimens with surface remelted treatment.