Avaliação da degradação das propriedades mecânicas de juntas soldadas com o aumento da temperatura

Abstract

An experimental research program was carried out at the University of Coimbra, in order to evaluate the degradation of the mechanical properties of butt welded joints manufactured with S355 J2 steel.The evaluation was based on the realization of mechanical characterization tests and a microstructural characterization.The mechanical tests for characterization at high temperatures were carried out in a transient regime, in which the specimen is placed in tension with constant load and heated at a constant speed until failure. Temperature and total strain are measured during the test and the results are converted to stressstrain curves.Microstructural characterization and hardness measurements were performed to explain the tensile behavior of specimens after exposure to high temperatures, using optical microscopy techniques to perform metallographic studies.The results were compared. This comparison was performed by analyzing the results of stress and extension diagrams of tests carried out on specimens, confronting the steel strength parameters, with regard to the behavior of the material in question. From the results of this study, it was possible to understand the behavior of metallic specimens when exposed to heating situations.Based on the stress-strain curves at a specific temperature, the mechanical parameters and reduction factors were determined and were compared with the results obtained with several authors and with the standards EN 1993 1-2, Australian Standard (Australian Code) and British Standard (British Code).This study revealed that the yield strength of the welds gradually decreased with increasing temperature. A comparison compared a similarity between the curve of yield stress reduction factors for the steel under study associated with a melting of 1.5 and 2.0% and the curve recommended by EN 1993-1-2: 2010 (2010) for hot-rolled grade 4 steels used. While the curve of yield stress reduction factors for the steel under study associated with ingredients of 0.2% and 0.5% was similar to the curve recommended by the British standard (BS 5950-8).

Foi realizado um programa de pesquisa experimental na Universidade de Coimbra, a fim de avaliar a degradação das propriedades mecânicas de juntas soldadas de topo fabricadas com o aço S355 J2.A avaliação assentou na realização de testes de caracterização mecânica e numa caracterização microestrutural.Os ensaios mecânicos de caraterização a elevadas temperaturas foram realizados em regime transiente.A caracterização microestrutural e medidas de dureza foram realizadas para explicar o comportamento de tração dos provetes após a exposição a altas temperaturas, recorrendo a técnicas de microscopia ótica para realizar observações metalográficas.Os resultados foram comparados. Esta comparação foi realizada por meio de análises de resultados de diagramas de tensão e extensão de ensaios realizados em provetes, confrontando os parâmetros de resistência do aço, no que se refere ao comportamento do material em questão. A partir dos resultados deste estudo, foi possível compreender o comportamento dos provetes metálicos, quando expostos a situações de aquecimento.Com base nas curvas de tensão-deformação em uma temperatura específica, determinou-se os parâmetros mecânicos e fatores de redução e foram comparados com os resultados obtidos com diversos autores e com as normas EN 1993 1-2, Australian Standard AS 4100 (1998) (Código Australiano) e British Standard BS 5950-8 (Código Britânico).Este estudo revelou que a tensão de cedência das soldaduras diminuem gradualmente com o aumento da temperatura. A comparação mostrou uma semelhança entre a curva dos fatores de redução da tensão de cedência relativa ao aço em estudo associados a extensões de 1.5 e 2.0% e a curva preconizada pela EN 1993-1-2:2010 (2010) para aços laminados a quente da classe 4 utilizada. Enquanto que a curva dos fatores de redução da tensão de cedência relativa ao aço em estudo associados a extensões de 0.2%, e 0.5% assemelhou-se à curva preconizada pela norma britânica (BS 5950-8).