Tenacidade à fratura do aço CA6NM temperado e revenido e de sua junta soldada sem TTPS

Abstract

O aço CA6NM temperado e revenido é utilizado em rotores de turbinas hidráulicas, bombas e compressores. O objetivo da pes- quisa é determinar a tenacidade à fratura da liga CA6NM temperada e revenida, e de sua junta soldada sem tratamento térmico posterior à soldagem (TTPS). Com essa finalidade, corpos de prova CT são usinados a partir de lingotes do aço CA6NM para avaliação da tenacidade da liga usada numa turbina hidráulica. Pela condição elastoplástica do material, os corpos de prova são ensaiados através da integral J, sendo levantada a curva de resistência J-R e caracterizado o início de crescimento da trinca JIC. Nas juntas soldadas fabricadas a partir dos lingotes, sem TTPS, a fragilidade apresentada não permite o levantamento da curva J-R nos corpos de prova CT, e a tenacidade é caracterizada através do KIC. O procedimento de soldagem visa um provável reparo de erosão por cavitação na turbina, onde o TTPS não pode ser realizado. Os resultados confirmam a tenacidade elevada para o aço CA6NM, com valores aproximadamente três vezes maiores que os obtidos na junta soldada sem TTPS. Em relação à fratura, o aço CA6NM apresenta um comportamento dúctil e a junta soldada sem TTPS um comportamento frágil.

The steel CA6NM quenched and tempered is used in rotors of hydraulic turbines, pumps and compressors. The ob- jective of this work is to quantify the fracture toughness of the alloy CA6NM quenched and tempered, and in its welded joint without post-welded heat treatment (PWHT). For that purpose, CT specimens are machined from pieces of the alloy CA6NM for toughness evaluation of the alloy used in a hydraulic turbine. Because of the elastoplastic condition of the material, the specimens are tested using the J integral concept, being raised the curve of resistance J-R and characterized the crack initia- tion JIC. For the welded joint without PWHT, the brittleness of the joint did not allow the assessment of the curve J-R in the CT specimens, and the toughness is characterized with the KIC concept. The welding procedure considers the conditions of a probable repair of erosion by cavitation in the turbine, where the PWHT is not viable. The results confirm the high toughness for the steel CA6NM, with values approximately three times larger than the obtained ones in the welded joint without PWHT. The results confirm the high toughness for the steel CA6NM, with values approximately three times larger than the obtained ones in the welded joint without PWHT. In terms of the fracture, the steel CA6NM presents a ductile behavior and the welded joint without TTPS a brittle behavior.