Investigação dos métodos de determinação da temperatura de transição dúctil-frágil (TTDF) utilizando ensaio de impacto charpy - Gouveia, Kátia Cristina (2013)
Os aços estruturais são materiais amplamente utilizados na construção e na indústria. A ocorrência de fraturas frágeis catastróficas nos navios da classe Liberty durante a 2ª Guerra Mundial, no entanto, trouxe à tona a necessidade de determinar uma temperatura limite, abaixo da qual o comportamento à fratura do material se altera de dúctil a frágil, de maneira a prever e evitar tais ocorrências. A essa temperatura se deu o nome de Temperatura de Transição Dúctil-Frágil (TTDF) dos materiais. Naquela época, no entanto, pouco sobre o assunto havia sido documentado e, dentre os ensaios disponíveis, o ensaio de impacto Charpy foi então considerado o ensaio que mais se adequava às necessidades para o estudo deste assunto, e permanece até hoje com ampla utilização para este fim. Diante deste contexto, o objetivo deste trabalho é realizar a determinação da TTDF utilizando várias metodologias, e realizar um estudo comparativo entre os resultados obtidos. Foi estudado o aço ASTM A-36 (2012) com três graus de deformação. Corpos de prova tipo A foram utilizados para realização de ensaio de impacto a diversas temperaturas, conforme norma ASTM E23 (2012). As diferentes definições para a TTDF dos aços estruturais foram apresentadas e utilizadas. O valor da TTDF considerando a condição de fragilidade nula do material é o maior dentre eles, sendo portanto o mais conservador. Quando se avaliam os dados de TTDF obtidos pela medição da expansão lateral dos corpos de prova, vê-se que com estes resultados não é possível avaliar alterações no comportamento do material devido ao efeito da pré-deformação. Já o comportamento de transição do material quando considerado o valor da TTDF na qual o material apresenta 50% de fratura dúctil e 50% de fratura frágil é muito similar nas 3 condições de pré-deformação adotadas, considerando ambas as metodologias de avaliação visual das faces de fratura dos corpos de prova ensaiados ao impacto, embora os valores sejam divergentes dos valores obtidos pelos métodos analíticos. Pela avaliação das faces de fratura dos corpos de prova por microscopia eletrônica de varredura, foi possível visualizar que nas regiões onde, por avaliação visual, considerou-se que havia fratura por clivagem, também haviam regiões com alvéolos resultantes de deformação plástica do material, típicos de fratura dúctil. Sendo assim, a determinação da TTDF pelo método da porcentagem de fratura dúctil ou por clivagem fica comprometida. Por fim, verificou-se que a metodologia mais indicada para determinação da TTDF é aquela obtida considerando que a TTDF é a temperatura na qual a energia absorvida é a média da energia absorvida nos patamares superior e inferior em função da temperatura, por tratar-se de um método simples, de fácil reprodutibilidade e aquela que melhor refletiu a tendência de comportamento do material quando se aplicam pré-deformações de até 8,6% no material.