Caso Um: Componentes de Aço CCS F620 na Construção Naval

 

Antecedentes e Objetivo da Pesquisa: Na construção naval, o aço CCS F620 é usado nos principais componentes estruturais. Para melhorar o desempenho desses componentes, os pesquisadores realizaram um tratamento de alívio de tensão de vibração neles e usaram a técnica de nano-indentação para avaliar o efeito de fortalecimento.

 

Procedimento Experimental:

 

Preparação de Amostras: Dois grupos de amostras de aço CCS F620 foram selecionados. Um grupo serviu como grupo de controle não tratado e o outro grupo foi submetido a tratamento de alívio de tensão vibratória. Os parâmetros para o tratamento de alívio de tensão vibratória foram uma frequência de vibração de 2.000 Hz, uma aceleração de vibração de 30 m/s² e um tempo de tratamento de 2 horas.

Teste de nano-indentação: Foi utilizado um testador de nano-indentação e um penetrador piramidal triangular foi adotado para testar os dois grupos de amostras. Vários pontos de teste (por exemplo, 20 pontos) foram selecionados na superfície de cada amostra. A força de carga foi aumentada gradualmente de 0,1 mN para 10 mN, e a curva carga-deslocamento de cada ponto de teste foi registrada.

 

Análise de dados e avaliação do efeito de fortalecimento:

 

Comparação de dureza média: A dureza foi calculada pelo método Oliver-Pharr. A dureza média das amostras não tratadas foi [X] GPa, e a dureza média das amostras tratadas foi [Y] GPa. Como a dureza das amostras tratadas foi significativamente maior que a das amostras não tratadas, indicou que o tratamento de alívio de tensões vibratórias teve um efeito de fortalecimento no aço CCS F620.

Análise de Dispersão de Dados de Dureza: O desvio padrão dos dados de dureza foi calculado. O desvio padrão das amostras não tratadas foi [A] GPa, e o das amostras tratadas foi [B] GPa. O fato dos dados de dureza terem sido mais concentrados após o tratamento indicou que o tratamento de alívio de tensões vibratórias tornou a estrutura interna do material mais uniforme, verificando ainda mais o efeito de reforço.

Análise da Curva Dureza-Profundidade: Ao observar a curva dureza-profundidade, descobriu-se que a dureza das amostras não tratadas caiu rapidamente quando a profundidade de indentação atingiu [C] nm, enquanto a taxa de diminuição da dureza das amostras tratadas foi significativamente mais lenta dentro da mesma faixa de profundidade. A uma profundidade de [D] nm, a dureza das amostras não tratadas caiu para [E] GPa, enquanto a dureza das amostras tratadas ainda permaneceu em torno de [F] GPa. Isto mostrou que o tratamento de alívio de tensões vibracionais permitiu a formação de estruturas dentro do material que poderiam resistir à deformação, e o efeito de fortalecimento foi notável.

 

Caso dois: Componentes de dutos de aço CCS F620 em equipamentos de engenharia offshore

 

Antecedentes e Objetivo da Pesquisa: Os componentes de dutos em equipamentos de engenharia offshore precisam suportar o ambiente marinho complexo e a pressão dos meios internos. O tratamento de alívio de tensões de vibração foi realizado em componentes de dutos de aço CCS F620 na tentativa de melhorar suas propriedades mecânicas, e o efeito de fortalecimento foi avaliado pela técnica de nano-indentação.

 

Procedimento Experimental:

 

Preparação de Amostras: Tubulações de aço CCS F620 foram cortadas em pequenas amostras. Um grupo não foi tratado e o outro grupo foi submetido a tratamento de alívio de tensão vibratória. Os parâmetros de tratamento foram uma frequência de vibração de 1500 Hz, uma aceleração de vibração de 25 m/s² e um tempo de tratamento de 3 horas.

Teste de nano-indentação: Um penetrador esférico foi usado para testes de nano-indentação. A faixa de força de carregamento foi de 0,05 mN a 5 mN. Quinze pontos de teste foram selecionados uniformemente na superfície de cada amostra. As curvas carga-deslocamento foram registradas para obtenção dos dados de dureza.

 

 

 

 

 

 

Nota	Grossura	Força de rendimento	Resistência à tracção	Alongamento	Energia de Impacto
	(mm)	MPa (min)	MPa	% (min)	(KVJ) (min)
					-60 grau
CCS F620	8-260	620	720-890	15	41J

 

 

 

 

 

 

 

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