Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-28T19:29:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandesNeto_Marcolino_D.pdf: 17556002 bytes, checksum: 0a86fd0b2b2d1ae9aea8308ace674e0e (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho trata da análise de inclusões não-metálicas formadas ao longo das várias etapas do processo industrial de elaboração do aço SAE 1015, desoxidado ao alumínio, produzido via lingotamento contínuo na forma de tarugos, visando conhecer e entender melhor a formação de inclusões com o objetivo de obter um produto siderúrgico de melhor qualidade. Inicialmente, utilizou-se o método metalográfico convencional com o auxílio de microscópio eletrônico de varredura (MEV) acoplado a um sistema de análise por energia dispersiva (EDS), determinando o tamanho, a forma, a distribuição e a composição química elementar das inclusões presentes nas amostras de aço. Na busca de obter maior precisão na caracterização das inclusões, foi desenvolvido um método de separação das inclusões da matriz ferrítica, através da dissolução dessa matriz em ácido clorídrico (HCI). A partir dos resultados da composição química elementar das inclusões, foi desenvolvido um software que fornece, de maneira simples e rápida, em forma de relatório, as inclusões representadas em diagrama de fases ternário, obtendo-se de modo visível as fases constituintes de tais inclusões. Essa técnica constitui-se em uma ferramenta útil que possibilita conhecer e controlar melhor as inclusões presentes nos produtos siderúrgicos. Um estudo termodinâmico e cinético das reações químicas de formação de inclusões em aços foi realizado para avaliar se, em determinadas condições, é possível ocorrer a formação de um determinado tipo de inclusão. A partir desse estudo, foi proposto e desenvolvido um software que faz a ligação entre um modelo matemático de solidificação e um modelo termodinâmico, sendo capaz de prever a formação de inclusões ao longo do processo de lingotamento contínuo de aços / Abstract: This work investigates the non-metallic inc1usions which are formed along the several stages of the industrial process of elaboration of the SAE 1015 steel, killed by aluminum, produced by continuous casting in the billets form, seeking a better understanding of the formation of inclusions with the objective of attaining a siderurgical product of better quality. Initially, a conventional metallographic method was used with the aid of a scanning electron microscope (SEM) connected to an energy-dispersive spectrometer system (EDS), determining: size, form, distribution and the elementary chemical composition of the inc1usions. In order to have the inc1usions more accurately characterized a method of separation of inc1usions from the ferritic matrix was developed, by using the dissolution of the metallic matrix in hydrochloric acid (HCl). A software which uses as input data the results ofthe elementary chemical composition of the inc1usions was developed, can supply in a simple and quick way, in a report form where the inclusions are represented in temary phase diagrams. This permits being obtained the constituents of such inc1usions to be determined, consisting on an useful tool which facilitates a better knowledge and control of inc1usions in siderurgical products. A thermodynamic and kinetic study of reactions of formation of inc1usions in steels was accomplished in order to determine conditions which favors the formation of a paticular type of inc1usion. After this study, a software is proposed, which permits the connection between a mathematical solidification model and a thermodynamic model, and it is able to predict the formation of inc1usions along the continuous casting of steel / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-10-26Bitstream added on 2014-06-13T18:55:40Z : No. of bitstreams: 1 araujo_mrv_me_ilha.pdf: 2852795 bytes, checksum: d4a04e4f21fe65d5c85b4c75afe42115 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O processo de soldagem por Arco Submerso é um dos processos de soldagem mais importantes na fabricação de modernas estruturas de engenharia, utilizado na fabricação metálica como tubos, navios, perfis, vasos de pressão e trocadores de calor, diferencia-se dos demais processos de soldagem pela utilização de um fluxo granular composto basicamente de componentes minerais como óxidos e silicatos. Este fluxo é alimentado à região de solda proporcionando uma solda sem respingos, luminosidade e radiação, além de proteger a região de solda da oxidação atmosférica. As propriedades mecânicas dependem da microestrutura do metal de solda, neste sentido, estudos realizados demonstram que a microestrutura ferrita acicular possui uma ótima combinação entre resistência mecânica e tenacidade. Inclusões não metálicas presentes no metal de solda podem promover a formação da ferrita acicular durante a transformação de fase, no entanto há nucleação de outras microestruturas. A microestrutura ferrita acicular (AF) depende da composição e tamanho das inclusões não metálicas presentes no metal de solda. Estas inclusões são geralmente óxidos, silicatos que são formados durante o processo de soldagem. Algumas substâncias como a zircônia e zirconita são potenciais nucleadores da ferrita acicular, neste sentido adicionou-se no metal de base a zircônia, zirconita e alumina para análise de uma eventual participação destes aditivos na formação da microestrututura do metal de solda. .Os ensaios de soldagem foram realizados com controle e monitoramento dos parâmetros elétricos, visto que estes são fatores importantes na formação da geometria do cordão de solda. Os materiais utilizados como metal de base... / Submerged-Arc Welding (SAW) is one of the most important welding processes applied in the fabrication of modern engineering structures. During the deposition of molten steel, which is protected against oxidation by agglomerated flux layer, the microstructure of the weldment undergoes considerable changes because of the heating and cooling cycles directly related to the welding process were employed. Mechanical properties of welded joint can be improved by a well design welding microstructure. Some studies have shown that acicular ferrite provides an optimum combination of strength and toughness in steel weld metal. The flux formulations are prepared using mineral compounds, such as oxides and silicates, and it is possible to increase the content of acicular ferrite by higher quantity of intragranular nucleation sites. So, dispersed non-metallic inclusions can promote the formation of acicular ferrite during phase transformation, at the expense of other undesirable weld phases such as allotriomorphic and Widmanstätten ferrite. In experimental procedure ASTM A36 steel grade was used as a metal base, together AWS E70-S6 solid wire and a commercial active flux commonly applied for SAW processing. Bead on plate welding was performed in flat position and nominal heat input changed from 1.0 to 3.3 kJ/mm. Transverse sections of weld deposit were prepared according standard grinding (up to 1200-grit SiC paper) and polishing (1.0 æm alumina) methods, followed by moderate etching in 2% nital for optical microscopy (OM). So, it was possible to determine some important weld bead geometry parameters such as penetration, reinforcement and bead width. Using quantitative metallography techniques allowed that some microstructure features were determined too... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Juno Gallego / Banca: Vicente Afonso Ventrella / Banca: Itamar Ferreira / Resumo: O processo de soldagem por Arco Submerso é um dos processos de soldagem mais importantes na fabricação de modernas estruturas de engenharia, utilizado na fabricação metálica como tubos, navios, perfis, vasos de pressão e trocadores de calor, diferencia-se dos demais processos de soldagem pela utilização de um fluxo granular composto basicamente de componentes minerais como óxidos e silicatos. Este fluxo é alimentado à região de solda proporcionando uma solda sem respingos, luminosidade e radiação, além de proteger a região de solda da oxidação atmosférica. As propriedades mecânicas dependem da microestrutura do metal de solda, neste sentido, estudos realizados demonstram que a microestrutura ferrita acicular possui uma ótima combinação entre resistência mecânica e tenacidade. Inclusões não metálicas presentes no metal de solda podem promover a formação da ferrita acicular durante a transformação de fase, no entanto há nucleação de outras microestruturas. A microestrutura ferrita acicular (AF) depende da composição e tamanho das inclusões não metálicas presentes no metal de solda. Estas inclusões são geralmente óxidos, silicatos que são formados durante o processo de soldagem. Algumas substâncias como a zircônia e zirconita são potenciais nucleadores da ferrita acicular, neste sentido adicionou-se no metal de base a zircônia, zirconita e alumina para análise de uma eventual participação destes aditivos na formação da microestrututura do metal de solda. .Os ensaios de soldagem foram realizados com controle e monitoramento dos parâmetros elétricos, visto que estes são fatores importantes na formação da geometria do cordão de solda. Os materiais utilizados como metal de base... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Submerged-Arc Welding (SAW) is one of the most important welding processes applied in the fabrication of modern engineering structures. During the deposition of molten steel, which is protected against oxidation by agglomerated flux layer, the microstructure of the weldment undergoes considerable changes because of the heating and cooling cycles directly related to the welding process were employed. Mechanical properties of welded joint can be improved by a well design welding microstructure. Some studies have shown that acicular ferrite provides an optimum combination of strength and toughness in steel weld metal. The flux formulations are prepared using mineral compounds, such as oxides and silicates, and it is possible to increase the content of acicular ferrite by higher quantity of intragranular nucleation sites. So, dispersed non-metallic inclusions can promote the formation of acicular ferrite during phase transformation, at the expense of other undesirable weld phases such as allotriomorphic and Widmanstätten ferrite. In experimental procedure ASTM A36 steel grade was used as a metal base, together AWS E70-S6 solid wire and a commercial active flux commonly applied for SAW processing. Bead on plate welding was performed in flat position and nominal heat input changed from 1.0 to 3.3 kJ/mm. Transverse sections of weld deposit were prepared according standard grinding (up to 1200-grit SiC paper) and polishing (1.0 æm alumina) methods, followed by moderate etching in 2% nital for optical microscopy (OM). So, it was possible to determine some important weld bead geometry parameters such as penetration, reinforcement and bead width. Using quantitative metallography techniques allowed that some microstructure features were determined too... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pires_JoseCarlosdosSantos_D.pdf: 17102697 bytes, checksum: a5d0215a2daf548ae83264537ddc7e4c (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho trata das análises termo dinâmica e experimental da formação de inclusões ao longo das etapas do processo industrial de elaboração do aço SAE/ ABNT 1010, desoxidado ao alumínio, produzido via lingotamento contínuo na forma de tarugos, visando identificar, caracterizar e catalogar tais inclusões para fundamentar uma base de conhecimento sobre a formação de inclusões não metálicas em produtos siderúrgicos. Através da coleta de amostras do aço SAE/ABNT 1010 e das escórias utilizadas na cobertura deste aço, realiza-se a análise da formação de inclusões nas etapas de fabricação, através de técnicas metalográficas, e com o auxílio de microscópio eletrônico de varredura (MEV) acoplado a um sistema de análise por energia dispersiva (EDS), determinando-se o tamanho, a forma, a distribuição e a composição química das inclusões presentes nas amostras de aço. Com o auxílio de um software para cálculos termodinâmicos, denominado Thermo-Calc, realiza-se um estudo termodinâmico do equilíbrio entre as fases presentes na elaboração e refino do aço, quais sejam: escória, aço e inclusões. Analisam-se também as informações quanto ao ponto de fusão das escórias em função de sua composição, levantadas por simulações com o Thermo-Calc, confrontando-as com resultados experimentais levantados através de análise térmica diferencial. Os resultados obtidos neste trabalho servirão para melhor fundamentar o conhecimento sobre inclusões não metálicas, e permitirão a operacionalização de um bloco integrado de análise que buscará alternativas de solução e melhoramentos na qualidade dos produtos siderúrgicos / Abstract: This work develops a thermodynamical and experimental analysis of the formation of nonmetallic inc1usions along the several stages of the industrial process of elaboration of a SAE/ ABNT 10 1 O steel, kil1ed by aluminum, produced by continuous casting. The aim is to seek a better understanding on the formation of inc1usions with the objective of attaining steelmaking products of better quality. Initially, a conventional metallographic method is used with the aid of a scanning electron microscope (SEM) connected to an energy-dispersive spectrometer system (EDS), determining: size, form, distribution and the elementary chemical composition of the inc1usions. With the aid of an appropriate thermodynamical software, denominated Thermo-Calc, a thermodynamic study of the equilibrium among phases that are present during the elaboration and refining stages ofthe steel, i.e.: slag, steel and inc1usions, is developed. The results obtained in this work will be fundamental in the improvement of a knowledge base on non-metallic inc1usions and they will permit the operation of an integrated analysis block that will look for solution alternatives and improvements in quality of steelmaking products / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica