Desenvolvimento de modelo preditor de propriedades mecânicas de um aço inoxidável super-duplex via técnicas de visão computacional

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorAssis, Weslley Luiz da Silva-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8444210181194986-
Autor(es): dc.contributorSilva, Fabiane Roberta Freitas da-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1166347988791004-
Autor(es): dc.contributorMoreira, Luciano Pessanha-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/5673024226638200-
Autor(es): dc.contributorPereira, Bruno Amaral-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1444495340290407-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/0851568569367034-
Autor(es): dc.creatorBaía, Diego Magalhães-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T17:49:52Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T17:49:52Z-
Data de envio: dc.date.issued2023-05-17-
Data de envio: dc.date.issued2023-05-17-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/28869-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/758391-
Descrição: dc.descriptionOs aços inoxidáveis duplex são conhecidos pelas suas aplicações, onde são necessárias boa resistência mecânica e ótima resistência à corrosão. Sua microestrutura bifásica concede ao material uma combinação das propriedades mecânicas dos aços inoxidáveis ferríticos e aços inoxidáveis austeníticos. Porém, quando exposto a temperaturas entre 350 e 1000 °C, ocorre no aço a precipitação de diversas fases deletérias que afetam expressivamente suas propriedades mecânicas. Para a avaliação dessas propriedades, são realizados ensaios experimentais que, muitas vezes, são destrutivos e demandam uma grande quantidade de corpos-de-prova ou necessitam de geometrias complexas. Sabe-se que muitas das propriedades dos materiais advém principalmente de sua microestrutura e que uma boa parte dessas características podem ser previstas em função da proporção das fases que os compõe. Inclusive, são utilizadas técnicas de estereologia para a caracterização dessas fases, cujo os cálculos podem não ser suficientemente precisos. Dito isso, este trabalho teve como objetivo a elaboração de um código de visão computacional que calcula a fração volumétrica das fases presentes no aço inoxidável super-duplex UNS S32550 e, em função dessas fases, estipula as propriedades mecânicas do aço com base no método da regra das misturas. Para devidos fins, foi realizado tratamento térmico de envelhecimento para a precipitação da fase σ, caracterização metalográfica para a obtenção das micrografias e a realização do cálculo de fração volumétrica pelos métodos experimental e visão computacional. Além disso, ensaios mecânicos de dureza e tração foram conduzidos para a obtenção das propriedades do material e também das fases presentes. Por fim, foram escritos os códigos de visão computacional em linguagem Python a fim de prever as propriedades mecânicas do aço em estudo. Os resultados experimentais sugeriram que a evolução da fase σ segue o modelo JMAK, e sua presença levou as propriedades relacionadas a resistência mecânica aumentarem linearmente, enquanto as propriedades relacionadas a tenacidade diminuíram exponencialmente. O código de visão computacional conseguiu interpretar as fases na microestrutura e calcular a fração volumétrica com eficiência. Por fim, a regra das misturas mostrou-se eficaz para a previsão das propriedades de dureza, limite de resistência e limite de escoamento.-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-
Descrição: dc.descriptionDuplex stainless steels are known for their applications where its is necessary both good mechanical strength and excellent corrosion resistance. The biphasic microstructure provides a mechanical properties combination of the ferritic and austenitic stainless steels. Although, deleterious phases can appear when these steels are exposed at temperatures between 350 and 1000 °C anf they can meanly affect mechanical properties. Experimental testing is necessary to evaluate the materials properties and some of these tests are destructive and require a great number of specimens or complex geometries. Many of the material properties come from the microstructure and they can be predicted by means phases proportion. Moreover, stereology techniques are used to characterize phases and real proportion of present phases calculated by them can be inaccurate. Therefore, this study aimed creating a computer vision code that calculates the volume fraction of present phases on the UNS S32550 super-duplex stainless steel as well as estimates mechanical properties based on the rule of mixtures. Thus, heat treatment and metallography characterization were carried out to induce σ phase precipitation and obtaining micrographics, respectively. Volume fraction was calculated through experimental methods and computer vision. Furthermore, in order to obtain mechanical properties of both steel and phases, tensile and hardness tests were performed. Finally, computer vision codes were written in Python language to mechanical properties prediction. Experimental results suggested the σ phase evolution was in accordance with JMAK model, and while strength properties increased linearly, ductile properties decreased exponentially in function of the σ phase. The computer vision code managed to interpret present phases and calculate the volume fraction efficiently. Ultimately, the rule of mixtures proved to be effective to predict hardness, ultimate strength and yield strength.-
Descrição: dc.description186 p.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectAços inoxidáveis duplex-
Palavras-chave: dc.subjectVisão computacional-
Palavras-chave: dc.subjectModelamento computacional-
Palavras-chave: dc.subjectFase sigma-
Palavras-chave: dc.subjectPropriedades mecânicas-
Palavras-chave: dc.subjectAço inoxidável super-duplex-
Palavras-chave: dc.subjectFração volumétrica-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Metalúrgica-
Palavras-chave: dc.subjectProdução intelectual-
Palavras-chave: dc.subjectDuplex stainless steel-
Palavras-chave: dc.subjectComputer vision-
Palavras-chave: dc.subjectComputational model-
Palavras-chave: dc.subjectSigma phase-
Palavras-chave: dc.subjectMechanical properties-
Título: dc.titleDesenvolvimento de modelo preditor de propriedades mecânicas de um aço inoxidável super-duplex via técnicas de visão computacional-
Tipo de arquivo: dc.typeDissertação-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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