Comparative study of the mechanical properties of SAE 1045 and SAE 1020 steels obtained from unidirectional tensile and three-point bending tests
| العنوان: | Comparative study of the mechanical properties of SAE 1045 and SAE 1020 steels obtained from unidirectional tensile and three-point bending tests |
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| المؤلفون: | Celio Caminaga, Jhony Weliton Antonio, Sílvio Aparecido Verdério Júnior, Felipe Govoni Bejo |
| المصدر: | Matéria (Rio de Janeiro) v.26 n.3 2021 Matéria (Rio de Janeiro. Online) instacron:RLAM Matéria (Rio de Janeiro), Volume: 26, Issue: 3, Article number: e13033, Published: 11 OCT 2021 |
| بيانات النشر: | Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2021. |
| سنة النشر: | 2021 |
| مصطلحات موضوعية: | Aço SAE 1045, General Physics and Astronomy, General Materials Science, Mechanical properties, Aço SAE 1020, Ensaio de flexão, General Chemistry, SAE 1045 steel, Bending test, SAE 1020 steel, Tensile test, Propriedades mecânicas, Ensaio de tração |
| الوصف: | RESUMO Em aplicações de engenharia e da indústria, eixos mecânicos estão constantemente sujeitos a esforços de flexão e, consequentemente, solicitados por tensões normais de flexão. Essas tensões são calculadas pela “fórmula da flexão”, que associa os esforços de flexão com os parâmetros geométricos do elemento solicitado. No entanto a aplicação dessa equação implica algumas restrições, que dificilmente são atendidas em situações reais. O presente trabalho avaliou e comparou a tensão de escoamento em tração e a tensão de flexão no limite da deformação elástica do material, obtidas através do ensaio de tração unidirecional e ensaio de flexão em três pontos, respectivamente. Para a obtenção da tensão de flexão no escoamento foi utilizada a “fórmula da flexão”, de modo a comparar uma situação “real” com uma situação “ideal” e a partir da análise comparativa entre as duas situações observaram-se as diferenças entre os resultados. Os ensaios mecânicos foram realizados em corpos de prova em diferentes condições metalurgicas dos aços SAE 1020 e SAE 1045, sendo essas condições: laminado a quente, trefilado a frio, temperado e revenido, e normalizado. Ao final dos ensaios e da análise dos resultados, foi possivel observar com clareza as diferenças no comportamento dos materiais quando submetidos a diferentes tratamentos térmicos e processos de fabricação. Contudo, a análise comparativa da tensão de escoamento obtida pelo ensaio de tração unidirecional em relação a tensão de flexão no escoamento obtida no ensaio de flexão três pontos indicou que, dependendo do tratamento térmico ou processo de fabricação em que o material foi submetido, existem diferenças significativas entre as tensões comparadas; que podem levar ao superdimensionamento de projetos mecânicos. ABSTRACT In engineering and industry applications, mechanical shafts are constantly subjected to bending stresses and, consequently, required by normal bending stresses. These stresses are calculated by the “flexure formula”, which associates the bending efforts with the geometric parameters of the requested element. However, the application of this equation implies some restrictions, which are hardly met in real situations. The present work evaluated and compared the yield strength in traction and the maximum bending stress at the limit of the elastic deformation of the material, obtained through the unidirectional tensile test and bending test in three points, respectively. To obtain the maximum flexion tension was used the “flexure formula” to compare a “real” situation with an “ideal” situation, and from the comparative analysis between the two situations, the differences between the results were observed. The mechanical tests were carried out on specimens in different metallurgical conditions of SAE 1020 and SAE 1045 steels, being these conditions: hot rolled, cold drawn, quenched and tempered, and normalized. At the end of the tests and the analysis of the results, it was possible to clearly observe the differences in the behavior of the materials when subjected to different heat treatments and manufacturing processes. However, the comparative analysis of the yield stress obtained by the unidirectional tensile test in relation to the maximum bending stress obtained in the three-point bending test indicated that, depending on the heat treatment or manufacturing process to which the material was subjected, there are significant differences between the stresses compared; that can lead to over-dimensioning of mechanical designs. |
| وصف الملف: | text/html |
| اللغة: | Portuguese |
| URL الوصول: | https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=doi_dedup___::efd483acba962ac5b08b11000874cfc9 http://old.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1517-70762021000300334 |
| حقوق: | OPEN |
| رقم الأكسشن: | edsair.doi.dedup.....efd483acba962ac5b08b11000874cfc9 |
| قاعدة البيانات: | OpenAIRE |
| الوصف غير متاح. |