ANÁLISE ESPECTRAL DE ONDAS ULTRASSÔNICAS LONGITUDINAIS APLICADAS AO ESTUDO DE CARACTERIZAÇÃO DE AÇOS IF TRATADOS TERMICAMENTE

Abstract

This thesis propose the microstructural characterization of the distribution of grain sizes in Interstitial Free (IF) steel heat treated through the spectral analysis of longitudinal ultrasonic waves. The motivation for this study is to obtain an methodology of analysis of the ultrasonic attenuation can be further automated and used in quality control of heat treatment of steels. The ultrasonic methodology used is the pulse-echo by contact, and the signal acquired from the samples of steel is the voltage versus time, which is subsequently transformed mathematically in signal attenuation of voltage versus frequency, and smoothed with a linear filter. The theoretical basis for analysis is the transition from the Rayleigh scattering regime to the stochastic scattering regime. Despite the smoothing filter translates the transition point to higher frequencies is possible to associate the wavelengths corresponding to the second frequency points of the second derivative with grain sizes obtained by metallographic method and image analysis. The best results in the associations between the ultrasonic method and metallographic are variations less than 10.4% of minimum, maximum, grains, and the average of these added to a portion of the standard deviation.

Este trabalho tem por objetivo caracterizar o aço IF tratado termicamente quanto aos tamanhos de grãos através da análise espectral de ondas ultrassônicas longitudinais. A motivação deste trabalho é a de obter um método de análise da atenuação ultrassônica que possa ser futuramente automatizado e utilizado no controle de qualidade do tratamento térmico dos aços. A metodologia ultrassônica utilizada é a do pulso-eco por contato, e o sinal adquirido a partir das amostras de aço é o da tensão versus tempo, que é posteriormente transformado matematicamente no sinal de atenuação da tensão versus frequência, e suavizado com um filtro linear. A base teórica para análise é a transição do regime Rayleigh para o regime estocástico. Apesar do filtro de suavização transladar o ponto de transição para frequências mais altas é possível associar os comprimentos de onda correspondentes a pontos de frequência da derivada segunda com os tamanhos de grãos obtidos pelo método metalográfico e de análise de imagem. Os melhores resultados nas associações entre o método ultrassônico e metalográfico são variações menores que 10,4 % para os tamanhos de grãos mínimos, máximos, e a média destes adicionada a uma parcela do desvio padrão.