Orientador: Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T17:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferrandini_PetersonLuiz_M.pdf: 9373196 bytes, checksum: 623a75bde3c3b751f4ccc15c45a3bd83 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Os aços microligados têm sido usados com freqüência em substituição a aços estruturais convencionais e isso leva à busca de otimização de suas propriedades mecânicas, principalmente da combinação resistência mecânica/tenacidade. Sabe-se que essas duas propriedades estão ligadas aos micromecanismos de fratura atuantes em caso de ruptura, e os objetivos desse trabalho são caracterizar e analisar os micromecanismos de fratura de um aço de baixo carbono microligados com Ti e Nb, em várias condições microestruturas. Para isso o material foi ensaiado nas condições como-fornecido - CF, normalizado a duas temperaturas diferentes (l193K - Nl e 1223K - N2), austemperado a 643K a partir da austenitização intercritica a 1043K - A77 e temperado a partir de duas temperaturas diferentes, a saber, 1043K e 1083K- T81, sendo que para a temperatura de 1043K usou-se duas rotas diferentes: "têmpera de subida"- T77 - o material foi aquecido à temperatura de 1043K a partir da temperatura ambiente e então resfriado; "têmpera de descida"- Td77 - o material foi aquecido à temperatura de 1193K a partir da temperatura ambiente, resfriado até a temperatura de 1043K e então temperado. Foram observadas as superfícies de fratura obtidas nos ensaios de tração, CTOD e impacto Charpy. Nos corpos de prova de tração, notou-se uma tendência à diminuição das dimensões dos "dimples" com o aumento do limite de resistência, principalmente quando passou-se das condições ferritico-perlíticas para as condições ferriticomartensíticas. Todas as superfícies de fratura obtidas nos ensaios de tração têm aspecto completamente alveolar. Nos ensaios de tenacidade à fratura, todas as condições metalúrgicas analisadas apresentaram fratura também completamente alveolar, com exceção da condição T77 que apresentou alguma quantidade de facetas de clivagem. Contrariando as expectativas, os ensaios de impacto Charpy mostraram-se mais sensíveis que os ensaios de tenacidade à fratura, tanto em termos de micromecanismos de fratura quanto nos resultados numéricos obtidos: as superfícies de fratura dos corpos de prova dos ensaios de impacto da condição T77 apresentaram grande quantidade de facetas de clivágem enquanto que as superfícies dos corpos de prova da condição Td77 apresentaram apenas leves indícios / Abstract: The microalloyed steels are being utilized for substituting conventional structural steels and it leads to the necessity of improvement of its mechanical properties, mostly the strength/toughness relationship. It is known that these properties are related to the fracture micromechanisms when rupture occurs and this work's purpose is to characterize and analise the fracture micromechanisms of a low carbon Ti/Nb microalloyed steel in some microstructural conditions. The steel was tested in the following conditions: as-received-CF, normalized at two diferent temperatures (1193K-Nl, 1223K-N2), austempered at 643K from intercritical austenitization at 1043K-A77, and quenched from two diferent temperatures that are 1043K and 1083K-T81; for 1043K, two distinct routes were taken: "from room temperature-quench"-T77 - the specimens were heated to 1043K from room temperature and quenched; "from full austenitization-quench"-Td77 - The specimens were heated to 1193K from room temperature, cooled to 1043K and then quenched. The fracture surfaces obtained from the tensile, CTOD and Charpy impact tests were observed. The tensile specimens showed a trend of smaller dimples with raising tensile strength, mostly when shifting from ferriticperlitic structure to ferritic-martensitic structure. AlI the CTOD fracture surfaces were also completely dimpled with the T77 condition being the only exception, showing a few clivage facets. Against the expectations, the Charpy impact tests were more sensitive than CTOD tests not only when analizing the fracture micromechanisms but also when analizing numeric results: the T77 Charpy impact test fracture surfaces showed a remarkable number of clivage facets while the Td77 fracture surfaces showed only slight evidence / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:40:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarvajalFals_HipolitoDomingo_D.pdf: 15847171 bytes, checksum: 825b3a5fe5b5603f37bbcfee014c38ca (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho, apresenta uma nova proposta de ensaio de implante para avaliar a sensibilidade ao trincamento assistido pelo hidrogênio no metal de solda, de um aço alta resistência e baixa liga. As principais modificações realizadas no ensaio de implante foram: um aumento do diâmetro do orifício da placa de teste e a injeção pneumática de uma haste de cerâmica no metal de solda. Para o desenvolvimento do trabalho foi usado o processo de arame tubular e ainda dois consumíveis com composições químicas e propriedades mecânicas diferentes. Utilizou-se como gases de proteção o 'CO IND.2¿ e uma mistura de 'CO IND.2¿ + 5% 'H IND. 2¿, este último, para induzir altos valores de hidrogênio difusível na junta. A técnica de medida de emissão acústica foi usada para correlacionar os parâmetros dos sinais com os modos de fratura. Verificou-se a existência nas superfícies de fratura dos modos Coalescência de Microvazios (CMV), Quase- Clivagem (QC) e Intergranular (IG). Os ensaios realizados com menor nível de hidrogênio mostraram coerência com o modelo de microplasticidade de Beachem, o mesmo comportamento não foi verificado nos resultados dos ensaios realizados com maior nível de hidrogênio. As fraturas obtidas no metal de solda mostraram predominantemente uma morfologia mista devido à formação de microtrincas. Constatou-se que os parâmetros dos sinais de emissão acústica aumentaram com o crescimento da fratura por CMV e ainda que o aumento da área de fratura IG provocou um maior número de eventos de baixa amplitude no sinal.O planejamento experimental permitiu uma validação estatística dos resultados para uma confiança de 90 %. A nova proposta de teste de implante permitiu obter uma correta avaliação da sensibilidade ao trincamento induzido pelo hidrogênio no metal de solda e através de análise estatística residual, comprovou-se que a nova metodologia de ensaio foi eficiente e deve ser otimizada / Abstract: This dissertation proposes a new implant test to evaluate the sensitivity to Hydrogen-assisted cracking in the welding metal of high strength-low alloy steels. The main modifications proposed to be introduced into the normal implant test are: 1) an increase in the diamneter of the orifice of the test plate and 2) the pneumatic injection of a ceramic rod into the weld metal. The details of the test procedure and of its performance verification are described in the text. The flux cored arc welding process was used for the development of the research work, and two consumables, of diverse chemical compositions and mechanical properties, were employed. Two types of gas were used as protection gas: 'CO IND.2¿ and a 'CO IND.2¿ + 5% 'H IND. 2¿ gas blend. The latter intended to induce high levels of diffusible hydrogen in the weld joints. The acoustic emission measurement technique was used to correlate the acoustic signal parameters to the fracture modes. Fractures classified in the fracture modes of Microvoid Coalescence (MVC), Quasi-Cleavage (QC) and Intergranular (IG) were encountered on the surfaces. The experiments run under the lowest hydrogen leveI show consistency with Beachem's microplasticity model. Such behavior was not observed in the results of runs under higher hydrogen levels. The fractures in the weld metal presented predominately a combined morphology due to the formation of microfractures. The parameters of the acoustic emission signals were found to increase with fracture growth in CMV. Further, the area increase of fractures IG provoked a higher number of low-amplitude events in the signal. The experimental planning allowed the statistical validation of the results, for a confidence leveI of 90%. The proposed implant test yielded a good assessment of the sensitivity to hydrogen-assisted cracking in the weld metal. It was proven, by means of residual statistical analysis, that the proposed test is efficientand shall be improved. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-11-03T20:23:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoCaracterísticasMicroestruturais.pdf: 4622852 bytes, checksum: 235793baeaf245cfb090fd33619308ff (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-11-04T17:02:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoCaracterísticasMicroestruturais.pdf: 4622852 bytes, checksum: 235793baeaf245cfb090fd33619308ff (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-04T17:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoCaracterísticasMicroestruturais.pdf: 4622852 bytes, checksum: 235793baeaf245cfb090fd33619308ff (MD5) Previous issue date: 2015 / Dois diferentes tipos de aços eutetóides são empregados na fabricação de trilhos ferroviários usados hoje na construção e manutenção das estradas de ferro do Brasil pela empresa Valor Logística Integrada – VLI. Porém não há produção nacional de trilhos, e a VLI importa esses componentes principalmente do Japão, China e Estados Unidos. Trilhos do tipo standard e premium são classificados de acordo com a presença de elementos de liga em sua composição e de acordo com o tratamento térmico realizado no boleto do trilho. Este trabalho caracteriza a microestrutura, o comportamento mecânico, determina a tenacidade à fratura e o comportamento em propagação de trinca por fadiga de dois trilhos (um standard e um premium), provenientes do Japão e da China. A microestrutura foi avaliada por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV). O tamanho médio das colônias de perlita e o espaçamento interlamelar foram medidos. Além disso, foram realizados ensaios de dureza e tração, ensaios de tenacidade à fratura (mecânica de fratura linear elástica - KIC), e ensaios de propagação de trincas por fadiga (da/dN x K). As superfícies de fratura dos corpos de prova de todos os ensaios foram analisadas via MEV para confirmar o mecanismo de fratura material. As análises metalográficas mostraram a presença de perlita fina em todos os aços como constituinte majoritário, com uma distribuição normal de inclusões, mas com diferenças entre as características microestruturais (tamanho de colônia e espaçamento interlamelar) entre os dois aços estudados. Os ensaios mecânicos mostraram que existe uma diferença de resistência mecânica entre os aços. Os aspectos microestruturais foram correlacionados com os resultados da mecânica de fratura e de propagação de trincas por fadiga, a fim de mostrar o efeito da microestrutura no comportamento mecânico dos aços, que são informações relevantes para uma seleção adequada dos aços, pela VLI, para aplicações ferroviárias. Confirmou-se que uma estrutura mais refinada apresenta maior valor de dureza e de resistência mecânica, menor valor de tenacidade à fratura KIC e pior comportamento em fadiga, com menor valor de resistência à propagação de trinca por fadiga na região de crescimento de trinca I (KTH). A fractografia confirmou o comportamento frágil desses materiais. ________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Two different types of eutectoid steels are used in the manufacture of rails used in the construction and maintenance of Brazilian railroads, by the Valor Logística Integrada – VLI company. However, there is no national production of these type of steels and VLI buys rails mainly from Japan, China and United States. Premium and Standard types of rails are classified depending on the presence of certain alloying elements and the heat treatment done on the rails head. The present work characterizes the microstructure, the mechanical behavior, and determines the fracture toughness and fatigue behavior of two of those steels (one Standard and one Premium), from Japan and China. The microstructure was evaluated by light optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Average grain size and pearlite interlamellar spacing were measured. In addition, hardness, tensile tests, fracture toughness tests (linear elastic fracture mechanics - KIC), and fatigue crack propagation tests (da/dN x K) were performed. The fracture surfaces of the specimens of all tests were analyzed via SEM to confirm the fracture mechanism of each material. Metallographic examination showed the presence of fine pearlite in all steels as major constituent, with a normal distribution of inclusions, but with differences between the microstructural characteristics (colony size and interlamelar spacing) of the two steels. Mechanical tests also showed a large difference in strength between the steels. The microstructural aspects were correlated with the results of fracture mechanics and fatigue crack propagation in order to show the effect of the microstructure on the mechanical behavior of the steels and provide relevant information for an adequate selection of steel for railroad applications, by VLI. It was confirmed that a more refined microstructure has larger value of hardness and greater tensile strength, lower value of fracture toughness KIC and worse fatigue behavior, with smaller value of fatigue propagation resistance in crack growth region I (KTH). The fractography confirmed the brittle behavior of the materials studied.

Resumo: A estampagem tem por finalidade a fabricação de peças a partir de chapas planas. Este processo tem como um dos seus maiores usuários a indústria automobilística, que é um dos maiores mercados para aços de alta resistência e uma importante força motriz para o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias. Desta forma, procura-se cada vez mais pesquisar a influência dos parâmetros nos processos de conformação, permitindo as indústrias conhecer melhor as variáveis e entender a estampabilidade das chapas utilizadas. Nas últimas décadas o aumento da concorrência e a crescente demanda por carros mais seguros, econômicos e menos poluentes exigiram das montadoras, siderúrgicas e comunidade científica investimentos na pesquisa de novos aços. O resultado dessas pesquisas foi o aumento significativo na utilização de aços avançados de alta resistência nos automóveis. O objetivo desse trabalho foi analisar o tipo de fratura em chapas de aço DP600 quando submetidos aos estados de tensões uniaxial, biaxial e plano de deformação, através dos ensaios de tração e estampagem (embutimento e estiramento). Para se obter o estado plano de deformação utilizou-se corpo de prova de 200mm, punção no formato cilíndrico e uma leve carga no prensa-chapas, permitindo o escoamento do material, e também com corpo de prova de 125x200mm estampado com punção hemisférico, travando totalmente a chapa; o estado biaxial de tensão obteve-se com a utilização de corpo de prova de 200x200mm, punção hemisférico e total restrição do fluxo da chapa; e através dos ensaios de tração com corpo de prova no formato “gravata” e estampagem do corpo de prova de 75x200mm, com punção hemisférico, travando totalmente a chapa foram obtidos o estado uniaxial de tensão. Foi constatado, através do MEV, que o estado de tensão teve influência no micromecanismo de fratura, principalmente no estado plano de deformação, que apresentou regiões de clivagem, portanto frágil, envoltas por alvéolos, fratura dúctil. Já nos estados uniaxial e biaxial de tração apresentaram somente alvéolos, caracterizando uma fratura dúctil clássica. Demonstrando que um material não é dúctil ou frágil, depende do estado de tensão ao qual foi submetido para provocar a fratura.

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T06:18:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferraresi_ValtairAntonio_D.pdf: 36452481 bytes, checksum: f0dd5fa9034d7c90c94c5d97ac4c226f (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O fenômeno "Trinca de Reaquecimento" pode ocorrer em juntas soldadas de certos materiais, tanto na zona afetada pelo calor como na zona fundida, durante o Tratamento Térmico de Alívio de Tensão (TTAT) ou em serviço à elevada temperatura. Neste trabalho, foi implementado um Sistema de Medição de Emissão Acústica (SMEA) para detectar o instante de formação e propagação da trinca de reaquecimento durante ciclos de TTAT. O SMEA foi acoplado a um equipamento para o Teste de Implante Modificado que realiza simulações típicas do ciclo de TTAT aplicados em juntas soldadas. Com esta configuração foi estudada a influência da tensão de restrição, da temperatura de tratamento térmico e da taxa de aquecimento do ciclo térmico na susceptibilidade à trinca de reaquecimento, no nível de relaxação de tensão e na transição dos modos de fratura proporcionada pela trinca. Este estudo foi realizado em um aço estrutural de alta resistência e baixa liga, temperado e revenido (SAR 80T), de produção comercial. Foram realizados testes com variações do patamar de temperatura, da taxa de aquecimento e da tensão de restrição inicial, mantendo-se constante as condições de soldagem, realizadas pelo processo MAG. Verificou-se com a realização dos testes que o material de estudo apresentou uma alta susceptibilidade à trinca de reaquecimento, mesmo com variações nas condições de TTAT. A susceptibilidade à trinca de reaquecimento e a relaxação de tensão do aço em estudo não se alteraram significativamente com a variação na taxa de aquecimento. As superfícies fraturadas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde basicamente dois modos de fratura foram identificados. Para temperaturas de tratamento térmico entre 500° e 600°C foi observado o modo de Fratura Intergranular de Baixa Ductilidade (FillD), de coesão frágil, independente do nível de tensão de restrição inicial.Em mais alta temperatura (680°C) e baixo nível de tensão de restrição foi observado o modo de Fratura Intergranular de Microvazios Coalescidos (FIMC), caracterizado pela presença de pequenos "dimples" nos contornos de grãos. Desta análise conclui-se que a transição de um modo de fratura para o outro depende principalmente do patamar de temperatura do ciclo de TTAT. O SMEA mostrou-se adequado na determinação do instante de formação e propagação da trinca de reaquecimento no modo de FillD. Não foi possível detectar com clareza o instante de formação e propagação da trinca de reaquecimento no modo de FIMC / Abstract: The Reheat Cracking phenomenon can occur either in the heat affected zone or in the fusion zone during Post Weld Heat Treatment (PWHT) for stress relief as well as in high temperature operation. An Acoustic Emission Measurement System (AEMS) was used in this work to determine the instant of formation and propagation of reheat cracking during the thermal cycle. The AEMS was connected to a Modified Implant Test which is applied for simulation of thermal cycles typically used for stress-relief treatment of welded components. With this configuration, it was studied the influence of stress, heat-treatment temperatures and heating rate of the thermal cycle on the reheat cracking susceptibility,on stress relaxation and on modes of fractures. This study were developed using a high strength low alloy steel commercially produced (SAR 80T) in Brazil. Tests varying initial loads, heating rate and different heat-treatment temperatures, maintaining constant the welding conditions, were carried-out with Metal Active Gas process. The material presented high susceptibility to reheat cracking, at different conditions of PWHT. It were not observed an important effect of heating rates of thermal cycle on cracking susceptibility as much as an stress relaxation. Surface of fractures were examined by scanning electron microscopy (SEM), where basically two different modes of fracture were identified on basis of fracture appearance. For the temperature range of 500°C to 600°C, under condition of high and low stresses, a low-ductility intergranular fracture mode (brittle decohesion) was observed and fracture surfaces were characterized by almost featureless facets. At higher temperatures (680°C) and lower stresses, the fractures were slight1y more ductile and occurred by creep cavitation in the grain boundaries. Although intergranular, these fractures were basically "dimples" due to coalescence of individualcreep cavities. It was observed that fracture mode depends mainly on the temperature leveI rather than on stress range. It was also conc1udedthat the AEMS is very adequate for the purpose, where the modes fracture showed a predominance for low-ductility intergranular fracture mode. For the modes of fracture by creep cavitation were not possible determine with clarity the instant of formation and propagation of reheat cracking / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T01:54:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tokimatsu_RuisCamargo_D.pdf: 78166945 bytes, checksum: ff9d22f9da782f0aec7ea2bf263baf51 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Os aços de ultra-alta resistência e baixa liga, estão bem estabelecidos tecnologicamente, e a despeito da versatilidade, baixo preço, e excelente resistência mecânica, esses aços possuem sérias limitações. O grande desafio tecnológico, no desenvolvimento dos aços de ultra-alta resistência, está em propiciar aumentos simultâneos de resistência e tenacidade. O aumento de tenacidade à fratura desses aços está diretamente ligado à eficácia do controle microestrutural. Nas últimas décadas, ocorreram drásticas mudanças nos conceitos metalúrgicos, o que possibilitou significativos avanços. Com o desenvolvimento da mecânica da fratura e com o aprimoramento das técnicas de caracterização microestrutural, a capacidade de análise melhorou expressivamente. Em decorrência, a relação entre microestrutura e tenacidade à fratura tem sido continuamente aperfeiçoada. Atualmente, é considerável o esforço de pesquisa direcionado para tentar melhorar a tenacidade à fratura dos aços de ultra-alta resistência, sem reduzir a resistência mecânica...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The ultra-high strength and low alloy steels are very established and independent of versatility, low price, and excellent strength, these steels have severallimitations. The technological challenge, in terms of development of these steels, is to obtain high levels of both strength and toughness simultaneously. The increase offracture toughness ofthese steels depends on the efficiency in controlling the microstructure. In the last decades remarkable advances have been made in improving these steels due to the drastic changes on the metallurgical concepts. The analysis capacity has incresed in a very expressive way with the development of fracture mechanics and microstructural characterization tecniques. As a result, the relationship between microstructure and fracture toughness has continuously improved...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Valdir Alves Guimarães / Banca: Konstantin Georgiev Koslov / Banca: Tessie Gouvea da Cruz / Resumo: Atualmente a indústria automotiva vem buscando soluções no sentido de desenvolver aços com maiores resistências mecânicas, proporcionando a redução de peso dos componentes. Tendo em vista a obtenção de melhores combinações resitência-peso, existe uma tendência de utilização de elementos microligantes como V, Nb, Al e Ti, que são adicionados no processo produtivo do aço, melhorando suas propriedades mecânicas. A utilização do nióbio em aços com baixo teor de carbono e seus efeitos tem sido amplamente pesquisada por vários anos, assim como a contribuição desta adição no refino de grão e aumento de resistência. No entanto várias pesquisas ainda são necessárias para estabelecer a influência da adição de nióbio em aços de médio e alto carbono. No presente trabalho, o principal objetivo é avaliar a influência da adição de nióbio no aço SAE 6150, verificando possíveis alterações de comportamento mecânico e microestrutural. Os aços foram fornecidos em duas composições químicas (com e sem nióbio) pela empresa Gerdau Aços Especiais. De posse das barras laminadas, foram feitos os tratamentos térmicos de normalização, têmpera e revenimento. Após os tratamentos térmicos, foram avaliados os comportamento mecânicos e microestruturais dos aços. Para a caracterização do material foram realizadas análises metalográficas, ensaios de tração, impacto, dureza e tenacidade à fratura. Os ensaios foram realizados de acordo com as normas da ASTM, no Departamento de Materiais e Tecnologia da FEG. Os resultados mostraram que o aço SAE 6150 com adição de nióbio apresentou melhores propriedades mecânicas e uma microestrutura mais refinada. O aço com adição de nióbio apresentou valores de resistência tração superiores. Com o aumento da resistência a tração o comportamento esperado para o aço com nióbio ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Currently the automotive industry has been seeking solutions for develop steels with higher mechanical strengths, providing weight reduction of the components. In order to obtain better resistance-weight combinations there is a tendency to use micro-alloying elements such as V, Nb, Al and Ti, which are added in the steel production process, improving the mechanical properties. The use of niobium in steels with low carbon content and its effects has been widely studied for several years, as well as the contribution of this addition in refining grain and increased resistance. However, several researches are needed to establish the influence of the addition of niobium in medium and high carbon steels. In this study, the main objective is to evaluate the influence of the addition of niobium in SAE 6150 steel, for possible changes of mechanical and microstructural behavior. The steel was provided in two chemical compositions (with and without niobium) by Gerdau Special Steel Company. After the acquisition of rolled bars the following heat treatment were made, normalization, quench and temper. After heat treatments the mechanical and microestructural behavior of steels were evaluated. In the material characterization were made metallographic analysis, tensile, impact, hardness, and fatigue and fracture toughness. Tests were performed in accordance with ASTM standards in the Department of Materials and Technology of FEG.The results showed that SAE 6150 steel with addition of niobium showed better mechanical properties and a more refined microstructure. The steel with added niobium showed superior values of tensile strength. The increase of tensile strength the expected behavior for the steel with niobium was to decrease the fracture toughness, but the steel with niobium showed greater values for fracture toughness comparing the steel without niobium ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-17. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:46:14Z : No. of bitstreams: 1 000848006.pdf: 16886943 bytes, checksum: eace8f6fed8da2ac19cee3c2a9e8b3d2 (MD5) / Atualmente a indústria automotiva vem buscando soluções no sentido de desenvolver aços com maiores resistências mecânicas, proporcionando a redução de peso dos componentes. Tendo em vista a obtenção de melhores combinações resitência-peso, existe uma tendência de utilização de elementos microligantes como V, Nb, Al e Ti, que são adicionados no processo produtivo do aço, melhorando suas propriedades mecânicas. A utilização do nióbio em aços com baixo teor de carbono e seus efeitos tem sido amplamente pesquisada por vários anos, assim como a contribuição desta adição no refino de grão e aumento de resistência. No entanto várias pesquisas ainda são necessárias para estabelecer a influência da adição de nióbio em aços de médio e alto carbono. No presente trabalho, o principal objetivo é avaliar a influência da adição de nióbio no aço SAE 6150, verificando possíveis alterações de comportamento mecânico e microestrutural. Os aços foram fornecidos em duas composições químicas (com e sem nióbio) pela empresa Gerdau Aços Especiais. De posse das barras laminadas, foram feitos os tratamentos térmicos de normalização, têmpera e revenimento. Após os tratamentos térmicos, foram avaliados os comportamento mecânicos e microestruturais dos aços. Para a caracterização do material foram realizadas análises metalográficas, ensaios de tração, impacto, dureza e tenacidade à fratura. Os ensaios foram realizados de acordo com as normas da ASTM, no Departamento de Materiais e Tecnologia da FEG. Os resultados mostraram que o aço SAE 6150 com adição de nióbio apresentou melhores propriedades mecânicas e uma microestrutura mais refinada. O aço com adição de nióbio apresentou valores de resistência tração superiores. Com o aumento da resistência a tração o comportamento esperado para o aço com nióbio ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Currently the automotive industry has been seeking solutions for develop steels with higher mechanical strengths, providing weight reduction of the components. In order to obtain better resistance-weight combinations there is a tendency to use micro-alloying elements such as V, Nb, Al and Ti, which are added in the steel production process, improving the mechanical properties. The use of niobium in steels with low carbon content and its effects has been widely studied for several years, as well as the contribution of this addition in refining grain and increased resistance. However, several researches are needed to establish the influence of the addition of niobium in medium and high carbon steels. In this study, the main objective is to evaluate the influence of the addition of niobium in SAE 6150 steel, for possible changes of mechanical and microstructural behavior. The steel was provided in two chemical compositions (with and without niobium) by Gerdau Special Steel Company. After the acquisition of rolled bars the following heat treatment were made, normalization, quench and temper. After heat treatments the mechanical and microestructural behavior of steels were evaluated. In the material characterization were made metallographic analysis, tensile, impact, hardness, and fatigue and fracture toughness. Tests were performed in accordance with ASTM standards in the Department of Materials and Technology of FEG.The results showed that SAE 6150 steel with addition of niobium showed better mechanical properties and a more refined microstructure. The steel with added niobium showed superior values of tensile strength. The increase of tensile strength the expected behavior for the steel with niobium was to decrease the fracture toughness, but the steel with niobium showed greater values for fracture toughness comparing the steel without niobium ... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Sergio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T22:04:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soffiati_JoaoEmanuel_M.pdf: 11880628 bytes, checksum: 29a510c6bed00d4a1a53fe4897d4cc0f (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Cravamento é um processo de conformação de metais a frio que apresenta baixo custo na utilização de fixação de componentes tubulares. O tipo de cravamento estudado é aplicado em projetos de componentes que necessitem transmitir movimento de rotação, similar às articulações de pedais de freios automotivos. Se a folga da articulação, neste caso, for menor que 0,02mm causará restrições no movimento da articulação, podendo não fechar a válvula de vácuo do sistema de frenagem causando a diminuição da eficiência, em contra partida, se a folga for maior que 0,15mm o acionamento do freio poderá apresentar ruídos. Outro problema é a presença de trincas passantes geradas pela escolha de parâmetros de processos inadequados no cravamento. Usualmente estes parâmetros não são especificados no projeto do sistema de frenagem, causando alta variabilidade no processo de manufatura. Este trabalho apresenta a análise de cravamento considerando seis fatores que foram escolhidos para iniciar a análise: geometria do punção, rugosidade do punção, diâmetro da ponta da haste a ser cravada, espessura da parede do componente tubular, profundidade da indentação e folga entre esfera e diâmetro do tubo para indentação. O processo de manufatura foi simulado experimentalmente através de um dispositivo especialmente projetado e montado para este trabalho e comparado com os resultados obtidos com o software MSC Superforge 2005 / Abstract: Crimping is a cold metal forming process that presents low costs for use in holding tubular components. The type of crimping analyzed is used in projects of components that transmit rotating motion, such as joining systems of brake pedals. If the joining clearance, in this case, is less than 0,02mm the brake movement will be restrained and may not close the vacuum valve of the break system what could cause reduction of efficiency; however, if that clearance is greater than 0,15mm may cause excessive noisy. Another problem is the presence of cracks or fissures generated by the choice of inappropriate process parameters. These parameters are not usually specified in the product design leading to high process variability. This work presents six factors that were chosen to start the analysis: punch geometry, roughness of the punch, diameter of the rod end, thickness of the tubular component, indentation depth, and position of indentation load. The crimping manufacturing process was simulated experimentally through the fixture specially projected and built to this work and compared with the results obtained with the software MSC Superforge 2005 / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Sergio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T01:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarcoFabricioLopesPereirada_M.pdf: 6009072 bytes, checksum: 9390e6123ad97adcd3ad0d0f7f347dc6 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da lubrificação sobre os esforços do processo e produto durante o embutimento profundo de corpos com chapas metálicas, conforme ABNT NBR 5906: 1984 grau EPA de espessura 3,5mm e entender as causas da fratura no produto durante o embutimento sobre condições específicas de processo. Ocorrências de defeitos como trincas, acabamentos indesejáveis, estrangulamentos, entre outros, em componentes estampados desse gênero e nessa ordem de espessura, justificam avaliar como o lubrificante atua sobre as características do processo de embutimento e quais são seus efeitos sobre as características dimensionais do produto. Para avaliar a ocorrência da fratura dos corpos de prova, foi realizado o primeiro conjunto de experimentos (sem lubrificantes) planejados pelo método fatorial, com a intenção de selecionar os corpos de prova para a segunda fase de experimentos. Os resultados foram coletados e analisados, podendo-se concluir nessa primeira fase que a probabilidade de fraturar o corpo de prova é maior em função do diâmetro externo do blanque do que em função do raio da ferramenta e que, a partir dos testes estatísticos não foi evidenciada a influência do prensa chapa sobre a probabilidade de fraturar o corpo de prova. Também nota-se que a não atuação do prensa chapa favorece a diminuição da força máxima de embutimento pela maior influência do raio da ferramenta. Quanto à ocorrência da fratura dos corpos de prova no segundo conjunto de experimentos planejados pelo método fatorial, com o objetivo de avaliar o desempenho de cinco lubrificantes, verificou-se que não houve influência da lubrificação sobre os resultados de fratura. Novamente foi identificada a relação com o raio da ferramenta (R) e com a atuação do prensa chapa, reforçando a hipótese de sensibilidade do produto em função da geometria da ferramenta. Avaliando-se os tipos de lubrificantes sobre a estricção da parede do produto em pontos específicos, observou-se uma deformação significativa quanto comparada com os resultados sem a aplicação de lubrificantes. Os cinco lubrificantes selecionados para os ensaios não minimizaram o efeito de fraturas nos corpos de prova, porém foi evidenciado efeito nos esforços de embutimento, destacando-se dos demais o lubrificante semi-sintético Extrudoil 319 HT. / Abstract: The objective of this work was to evaluate the influence of the lubrication on the process and product during the deep drawing of metallic cups, as Brazilian standard ABNT NBR 5906:1984, degree EPA to thickness 3,5mm and to understand the causes of the cracking during deep drawing, on specific conditions of this process. Occurrences of defects as crack, undesirable finishing, necking, among others, in stamped components in this level of thickness, justify evaluating the lubricant on the characteristics of the deep drawing process and the effect on the dimensional characteristics of the product. To evaluate the occurrence of cracking in the cups, it was planned the first set of experiments (without lubricant) with the factorial design, to select the cups for the second phase of experiments. The results had been collected and analyzed, being able to conclude in this first phase that the probability to crack the cup is bigger in function of the external diameter of blank, in function of the diameter of the tool, and according to the statistical tests, there were not evidences of the influence of the blank holder on the probability for cracking. Also without the blank holder there was a reduction of the maximum force of deep drawing because the biggest influence of the diameter of the tool. To evaluate the occurrence of cracking of the cups a second phase of experiments was planned with the factorial design, with the objective to evaluate the performance of five lubricants. It was verified that there was not influence of the lubrication on the cracking results; however it was again identified the relation with the diameter of the tool and with the performance of the blank holder, strengthening the hypothesis of sensitivity of the product in function of the geometry of the tool. Evaluating the five lubricants influence on the reduction of area of the cup wall in specific points, it was observed a significant deformation when compared with the results without lubricant. The five lubricants selected for the tests had not minimized the effect of cracking, however evidenced the effect in the deep drawing load, being the semi-synthetic lubricant Extrudoil 319 HT the best of these five lubricants. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica