A substituição total de uma articulação de joelho é uma técnica amplamente usada para corrigir os danos irreversíveis na juntas originais, causadas por patologias como osteoartrite e artrite reumatóide. Com o aumento número de pacientes jovens e mais ativos, a evolução na técnica da substituição da articulação total de joelho visando desempenho de longo prazo passa a ser uma demanda crítica. Portanto, na tentativa de evitar as falhas prematuras e prolongar a vida em serviço como um todo, as modificações na bandeja tibial podem produzir erros fundamentais. O design da bandeja tibial é um importante fator, porque a sua fratura pode ocorrer em função de elementos geométricos da mesma, como raios de concordância e cantos vivos. A escolha do material e do processo de fabricação também são importantes. No tocante a rota de fabricação, pode ser visto que as ligas forjadas tem o maior limite de fadiga, se comparado com as obtidas pelo processo de fundição. Entretanto, a combinação das técnicas de desenho assistido por computador (CAD), engenharia assistida por computador (CAE) e manufatura assistida por computador (CAM) podem ser uma solução rápida e barata para alcançar melhores características das bandejas tibiais. Contudo, testes pré-clínicos devem ser executados para garantir que as bandejas tibiais não falharão prematuramente devido à fadiga. As técnicas de metalografia, microdureza e espectrometria foram empregadas neste trabalho com o objetivo de caracterizar metalurgicamente a liga de aço inoxidável atualmente empregada. A rugosidade superficial foi avaliada, assim como o número de ciclos para a iniciação das trincas. Com a utilização do método de elementos finitos, verificou-se o ponto de maior tensão e, aliado ao estudo de fractografia, foi determinado o modo de falha Os resultados indicaram que o material atualmente empregado não está em conformidade com todos os requisitos das normas vigentes, de forma que um material alternativo é sugerido. Com o objetivo de melhorar a resistência à fadiga sem apresentar problemas de ordem clínica, cinco geometrias foram propostas e os resultados da análise de tensões pelo método de elementos finitos indicaram um grande potencial de aumento da vida em fadiga.

Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Perito Cardoso / Co-orientador: Prof. Dr. Silvio Francisco Brunatto / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 13/04/2015 / Inclui referências : f. 86-90 / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: A crescente aplicação dos tratamentos termoquímicos assistidos por plasma no âmbito industrial motivou o desenvolvimento deste trabalho. Agregando bons resultados no tratamento de superfícies e sendo uma técnica pouco agressiva ambientalmente, a nitretação por plasma possui aplicações na substituição dos banhos de sais, conhecidos por gerar resíduos e gases nocivos ao ambiente. A nitretação por plasma em baixas temperaturas, abaixo de 400 °C, pode gerar benefícios ao melhorar o comportamento tribológico dos aços inoxidáveis, pelo aumento da dureza da camada tratada, mantendo sua resistência a corrosão. Isto se deve à difusão do nitrogênio e formação de uma camada nitretada com espessura dependente do tempo, temperatura, pressão, composição e fluxo da mistura gasosa. Neste contexto, o presente trabalho trata da influência da composição química dos aços inoxidáveis martensíticos AISI 410, AISI 410NiMo, AISI 416 e AISI 420, na cinética de tratamento. Para tanto foram realizados tratamentos primeiramente fixando o tempo em 4 h e variando a temperatura de 300 à 500 °C (de 50 em 50 °C), seguido de tratamentos a temperatura fixa de 350 °C e variando o tempo de 4 à 16 h (de 4 em 4 h). Dentre os aços estudados, a composição química apresentou influência significativa na cinética de crescimento da camada, pois os elementos de liga substitucionais aqui estudados, Ni e Mo, facilitam a difusão do nitrogênio devido a distorção causada na rede cristalina, e a composição influencia na cinética de precipitação de nitretos de cromo CrN, assim como no grau de supersaturação da matensita expandida, ainda há diferenças relacionada com a presença dos caminhos de alta difusividade. A cinética da sensitização é dependente da composição do aço sendo o AISI 410NiMo o aço com baixa cinética de precipitação de nitretos de cromo e maior espessura de camada para as mesmas condições de tratamento (temperatura fixa em 350 °C), entretanto menor dureza na camada nitretada em relação aos aços AISI 410, AISI 416 e AISI 420. Palavras-chave: nitretação em baixa temperatura, aço inoxidável martensítico, crescimento da camada nitretada, dependência com a composição. / Abstract: The increasing application of plasma assisted thermo-chemical treatments in industry has motivated the development of this work. The main reasons for its application are the quality and performance of the treated surfaces and the fact that this process is environmental friendly. For example, plasma nitriding has applications in replacement of salt baths, known to generate solid waste and toxic gases. The plasma nitriding process at low temperatures, typically below 400 °C, can improves the tribological behavior of stainless steels, increasing surface hardness, and maintaining the steel corrosion resistance. This is due to the diffusion of nitrogen and to the formation of a nitrided layer with a thickness dependent on time, temperature, pressure, and composition of the gas mixture. In this context, the present work has studied the influence of the chemical composition of martensitic stainless steel AISI 410, AISI 410NiMo, AISI 416 and AISI 420, in the kinetic of the nitriding treatment. For this purpose treatments were carried out for fixed time of 4 h for temperatures ranging from 300 to 500 °C (in steps of 50 °C). Additionally, treatments were carried ou t at fixed temperature of 350 °C and for treatment time ranging from 4 to 16 h (in steps of 4 h). Among the treated steels, the chemical composition presented a significant influence on the layer growth kinetics. For the case of substitutional alloying elements studied here, Ni and Mo, seems to facilitate the diffusion of nitrogen due to distortion in the crystal lattice, and also influences the kinetics chromium nitride CrN precipitation and very probably the degree of supersaturation of the expanded matensite. So, the kinetics of sensitization is dependent upon the composition of the steel, being the AISI 410NiMo steel that presenting the lowest kinetics of chromium nitrides precipitation and the thicker layer, among the studied steels, for the same treatment conditions (temperature fixed at 350 °C), however i t presents the lowest nitrided surface hardness when compared to steel AISI 410, AISI 416 and AISI 420, what was attributed to different hardening mechanism. Keywords: low-temperature plasma nitriding, martensitic stainless steel, nitrided layer growth, composition dependence.

Orientador: Prof. Dr. Ramón Sigifredo Cortés Paredes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 13/10/2014 / Inclui referências : f. 105-109 / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: A geração de energia proveniente de usinas hidrelétricas é de suma importância no Brasil, sendo mais de 64% da produção nacional vinda desse tipo de geração. Os rotores das turbinas utilizadas nas hidrelétricas sofrem desgastes e, as pás dessas turbinas estão sujeitas ao aparecimento de trincas que precisam ser reparadas para que haja eficiência e segurança durante a transformação da energia hidráulica em elétrica. Esse reparo pode ser feito através de adição de material por procedimentos de soldagem. O presente trabalho estuda parâmetros do processo de soldagem Plasma com alimentação de vareta para que posteriormente, com esses parâmetros já estudados, possa ser realizado o procedimento de reparo. Foram retirados corpos de prova de uma pá de turbina feita de aço inoxidável martensítico macio CA6NM que foram soldados com adição de eletrodo ER410NiMo. A solda foi realizada com multipasse e os parâmetros variados foram corrente, pós aquecimento e recuo do eletrodo. O objetivo é avaliar a qualidade da solda através do ensaio de líquidos penetrantes e estimar a influência dos parâmetros na dureza dos cordões e da ZTA, além de avaliar a presença da ferrita ? na microestrutura. Foram levantados os valores de pós aquecimento, corrente e recuo do eletrodo que tiveram maiores e menores médias de dureza. Também foi evidenciada a presença da ferrita ? tanto no interpasse, cordão de solda e na ZTA dos CP e que a soldagem multipasse contribui para uma diminuição do teor dessa fase no metal de solda devido ao ciclo térmico imposto pelos passe subsequentes. Palavras-chave: Aços Inoxidáveis, Plasma, CA6NM, multipasse, ferrita delta. / Abstract: Power generation from hydroelectric plants is of paramount importance in Brazil, with more than 64% of the national production coming of this type of generation. The rotors of the turbines used in power plants suffer wear and the blades of these turbines are subject to the appearance of cracks that need to be repaired to ensure efficiency and safety during the transformation of hydraulic energy into electricity. This repair can be made by adding material by welding procedures. This work studies the parameters of Plasma welding process so that later, with these parameters already studied, the repair procedure can be performed. Samples were taken from a turbine made of soft martensitic stainless steel CA6NM and were welded with added ER410NiMo electrode. The welding was carried out with multipass and varied parameters were current, post heating and retreat of the electrode. The objective is to evaluate the quality of the weld through the liquid penetrant testing and estimate the influence of the parameters on the hardness of the beads and HAZ, and to evaluate the presence of ? ferrite in the microstructure. The values of post heating, current and retreat of the electrode that had higher and lower average hardness were studied. It was also revealed the presence of ? ferrite both interpass, weld bead and HAZ of the samples and that the multipass welding contributes to a decrease in this phase content in the weld metal due to thermal cycle imposed by the subsequent pass. Key words: Stainless Steel, Plasma, CA6NM, multipass, delta ferrite.

Orientador: Prof. Dr. Ramón Sigifredo Cortés Paredes / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 08/07/2016 / Inclui referências : f. 117-120 / Resumo: Os processos de aspersão térmica são utilizados na obtenção de revestimentos com objetivos diversos, dentre estes a redução ao desgaste, prevenção à corrosão do ambiente de serviço ou reparo de superfícies. A deposição do revestimento pode ser realizada por diferentes processos de aspersão, como chama arame, arco elétrico, chama oxi acetilênica de alta velocidade, plasma de arco não transferido, entre outros, onde para cada processo sempre se procuram os parâmetros ideais de deposição em função das variáveis disponíveis do processo, do material a ser aplicado e do objetivo proposto para a camada. O substrato também se apresenta como um importante parâmetro a ser considerado, no qual variáveis como grau de limpeza da superfície, a rugosidade média ou máxima e principalmente a temperatura da superfície do substrato no momento da deposição das partículas aspergidas influenciam a forma como a colisão, o molhamento e o empilhamento contínuo ocorrem durante a formação do revestimento, de modo a proporcionar alguma modificação no espalhamento da lamela formada, na quantidade de detritos formados e incorporados e na quantidade final de poros e/ou "vazios entre panquecas". Este trabalho realiza a aplicação de um aço inoxidável duplex AF2209 pelo processo de aspersão chama arame com objetivo de compreender como a temperatura do substrato pode interferir ou não na formação do revestimento e sua amplitude, estudando de forma analítica (qualitativa e quantitativa) a variação da porosidade, "vazios entre panquecas", a alteração na relação Creq. / Nieq. devido a diversas reações dos elementos alfagêneos e gamagêneos inerentes ao processo de aspersão mas também passível de ser influenciado pela temperatura do substrato, a quantidade e tamanho formada das fases ferrita e austenita que são "sensíveis" à elevada taxa de resfriamento do processo e a formação ou não de fases precipitadas de cromo ou molibdênio no revestimento, entre outras avaliações. O processo de aspersão utilizado possui em relação a outros processos de aspersão, menor intensidade de energia térmica e cinética fornecidos à partícula aspergida e a aplicação é obtida em condições constantes dos parâmetros da tocha chama arame, de modo que as modificações obtidas no revestimento em aço inoxidável foram estudadas em função somente da variação da temperatura do substrato no momento da aplicação da camada para 150 °C, 300 °C, 450 °C até 650 °C, e comparadas à condição ambiente T.A. ( 25 °C). Os resultados obtidos indicam que a temperatura do substrato influi de modo direto na quantidade e composição final dos óxidos formados após a colisão das partículas e indiretamente na composição química das panquecas depositadas, o que modifica a relação Creq. / Nieq.. A taxa de resfriamento diminui em função da temperatura do substrato e modifica as frações finais formadas das fases ferrita e austenita com dimensão nanométrica, reduzindo quantidade da fase ferrita para uma menor taxa de resfriamento. Conclui-se que para a aspersão térmica de revestimento metálico em atmosfera ativa, a temperatura do substrato é capaz de alterar de forma significativa a composição e microestrutura final desejada. Palavras-chave: Aspersão Térmica. Aço Inoxidável Duplex. Pré-aquecimento do substrato. / Abstract: The thermal spray processes are used to obtain coatings with several goals, among them to reduce wear, prevent corrosion on the service environment or surfaces repair. The coating deposition may be performed by different spray processes such as combustion wire, electric arc, high velocity oxy acetylene, not transferred plasma arc, among others, where in each case always seek optimal deposition parameters due the available variables of the process, the material to be applied and the objective proposed for the coating. The substrate also appears as an important parameter to be considered, in which variables such as degree of surface cleaning, the average or maximum roughness and particularly the temperature of the substrate upon deposition of the sprayed particles influence how the collision, wetting and the continuous stacking occur during formation of the coating, to provide a modification of the spreading lamellae, the amount of formed and entrained debris and the final amount of pores and / or "voids between pancakes". This work done applying a duplex stainless steel AF2209 the spraying combustion wire process in order to understand how the substrate temperature may interfere or not the formation of the coating and its amplitude studied analytically (qualitative and quantitative) variation of porosity, "voids between pancakes," the change in Creq. / Nieq. relationship due to various reactions of alfagêneos and gamagêneos elements inherent in the spraying process but also likely to be influenced by the substrate temperature, the amount and size formed of ferrite and austenite phases are "sensitive" to the high cooling rate applied and training or not precipitated phases of chromium or molybdenum in the coating, among other assessments. The spray process used has in relation to other processes lesser degree of thermal and kinetic energy supplied to the sprayed particle and the application is obtained under constant conditions of Torch parameters draws wire so that changes obtained from the stainless steel coating will be studied depending only upon the temperature variation at the time of the application layer to 150 ° C, 300 ° C, 450 ° C to 650 ° C, and compared to the ambient condition TA ( 25 ° C). The results indicate that the substrate temperature influences the amount and final composition of oxides formed after the collision of the particles in a direct mode and indirectly the chemical composition of the deposited pancakes, which modifies the Creq. / Nieq. relationship. The cooling rate decreases as a function of the substrate temperature and modifies the final formed fractions of ferrite and austenite nanometric phases, where we can conclude that for the thermal spray coating metallic in a active atmosphere, the substrate temperature can alter significantly the composition and desired final microstructure. Keywords: Thermal Spraying. Duplex Stainless Steel. Preheating of the substrate.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência do tratamento criogênico em um aço DIN 1.4110, verificando sua resistência mecânica e propriedades metalúrgicas antes e depois dos testes realizados. Para isso amostras do aço foram tratadas termicamente em um forno de atmosfera controlada a 1060°C para realização da tempera, após foi realizado um revenimento a 300°C por 1,5 hora. O tratamento criogênico foi realizado entre a tempera e o revenimento e os parâmetros variados foram a temperatura do tratamento e o tempo de exposição (1, 6 e 12 horas). As temperaturas utilizadas foram duas e variaram conforme o método utilizado: -80°C (Tratamento criogênico superficial), para esta temperatura foi utilizado o sistema de nebulização direta com controle de temperatura; para as peças tratadas a -196°C (Tratamento criogênico profundo) foi utilizado o método de imersão direta. Para avaliar a microestrutura foram realizadas metalografias e análises através de microscópio óptico e MEV. Na avaliação do desgaste foi utilizado um tribômetro tipo esfera/plano e perfilômetro para avaliar os canais de desgaste. Também foi realizado ensaios de dureza e de difratometria de raio-X para avaliar a quantidade de austenita retida. Os resultados obtidos apontam para uma melhoria das propriedades mecânicas em relação à amostra não tratada (dureza elevada e melhoria na resistência ao desgaste de até 15 %) em ambos os casos: tratamento criogênico profundo a -196 C e superficial a - 80 ° C. Os valores encontrados para a quantidade de austenita retida que eram de 61,4% para as amostras não tratadas variaram de 27,7% até 20,3% para as tratadas. Não houve alteração microestrutural visível em nenhuma amostra com relação á distribuição de carbonetos. O coeficiente de atrito das amostras não apresentou uma alteração significativa, ficando com valor próximo a 0,8 em todas as amostras. / This study aims to evaluate the influence of cryogenic treatment on a steel DIN 1.4110, checking its mechanical strength and metallurgical properties before and after the tests. To do such work, steel samples were heat treated in a controlled atmosphere furnace to 1060 ° C to do the quenching after tempering was carried out at 300 ° C for 1.5 hour. The cryogenic treatment was performed between the quenching and tempering and the parameters varied were temperature and the exposure time (1, 6, and 12 hours). The temperatures used were two and varied according to the method used: -80 ° C (Shallow cryogenic treatment), to reach this temperature was used a direct misting system with temperature control, for pieces treated at -196 ° C (deep cryogenic treatment) the method used was immersion. To evaluate the micro structure metalografies were analyzed by optical microscope and SEM. The wear resistance was analyzed with a tribometer (ball/ plan) and profilometer to evaluate the wear channels. It was also performed hardness tests and X-ray diffraction to evaluate the amount of retained austenite. The results obtained show improved mechanical properties compared to untreated sample (high hardness and improved wear resistance of up to 15%) in both cases: deep cryogenic treatment at -196 C to - 80 ° C and superficial. The values found for the amount of retained austenite which were 61,4% for the untreated samples ranged from 27.7% to 20.3% for those treated. There wasn't any micro structural variation or difference in the carbide distribution between the samples. The friction coefficient of the samples did not show a significant change, getting a value close to 0.8 for all samples.

Este trabalho buscou analisar as características de ruptura e os mecanismos de propagação de trinca em alta temperatura de aços inoxidáveis austeníticos do tipo AISI 304. Foram comparadas as características de aços nunca expostos a trabalho, de aços envelhecidos em laboratório, de aços que trabalharam por mais de 105 horas em linha de craquearnento catalítico em temperaturas da ordem de 650-730°C e destes mesmos aços expostos a trabalho submetidos a tratamentos de solubilização. Os tratamentos de envelhecimento nos aços novos e de solubilização nos aços expostos a trabalho foram realizados com o intuito de enfatizar a influência de precipitados de segunda fase na resistência e nos mecanismos de propagação de trinca em alta temperatura do aço inoxidável, sendo as partículas de segunda fase precipitados de carbonetos e componentes intermetálicos. Cada grupo de teste foi realizado mediante a aplicação de carga constante em corpos de prova pré-trincados (disk-shaped ) mantidos a urna temperatu ra constante de 600°C, tendo corno parâmetro principal de comparação o nível inicial de intensidade de tensões aplicado à ponta da trinca. / This work aims to analyse rupture and crack propagation mechanisms during AISI 304 high temperature expossure. Virgin materials, laboratory aged materials, service exposed materials that worked for more than 100 000 hours in catalitic lines in a temperature range of 923-1003 K and these service exposed materials solution treated were compared. Aging and solution treatments were made to give emphasis on second phase particles influence in high temperature resistance and crack growth, and th is particles are either carbide phases or intermettalic phases. Each group of tests were carried out under constant load and temperature (873 K) in compact-tension disk shaped specimens, with the initial stress intensity factor in crack tip being the main parameter to compare the performance ofthe materials.

Os aços inoxidáveis super duplex são materiais relativamente recentes no âmbito industrial, porém seu uso vem crescendo constantemente. Isso se deve a sua excelente combinação de resistência mecânica e resistência a corrosão, incentivando o seu uso em ambientes agressivos. Porém, esse material é suscetível ao hidrogênio fazendo com que seu uso seja limitado em condições onde pode haver permeação de hidrogênio, como é o caso da proteção catódica. O entendimento do processo de fragilização nessa classe de aço trata-se de um desafio tecnológico, especificando sua condição de uso para evitar colapso estrutural. O material estudado trata-se do aço UNS S32760 hidrogenado em três diferentes potenciais catódicos, com o objetivo de compreender melhor o comportamento do material com a absorção de hidrogênio e, também, relacionar os resultados com especificações de uso já existentes. Os corpos de prova hidrogenados foram submetidos a ensaio de baixa taxa de deformação tornando possível a obtenção de parâmetros como tensão máxima, elongação e redução de área na região de fratura. Avaliações macroestruturais e microestruturais foram realizadas com o objetivo de identificar os micromecanismos de fratura. Além disso, para melhor compreensão dos mecanismos de fratura, estas foram observadas através de microscopia eletrônica de varredura para avaliar a influência da proteção catódica. A soma das análises realizadas tornou possível concluir que o aço inoxidável super duplex UNS S32760 já apresenta mecanismos de fragilização em potenciais de -800mVECS em desacordo com algumas especificações existentes. À medida que o potencial aplicado se torna mais catódico, o hidrogênio exerce maior influência no material, entretanto em potenciais extremamente elevados a identificação do fenômeno de fragilização se torna problemática, já que a redução de área e trincas na superfície não são facilmente identificáveis. / Super duplex stainless steel is a modern material in the industry, but its use is gradually increasing. This is due to its excellent blend of mechanical and corrosion properties pushing its use in aggressive environments. However, this material is sensitive to hydrogen making its use limited in environments where the hydrogen permeation can take place, such as in cathodic protection. The understanding of the embrittlement process in class of steels is a technological challenge, specifying the correct use condition to avoid possible structural collapse. The material studied was the UNS S32760 steel hydrogenate in three different cathodic potential, with the aim to better understand the behavior of this material with absorbed hydrogen and, also, connect the results with current standards. The specimens with hydrogen were evaluated in a slow strain rate test making it possible to obtain parameters as maximum stress, elongation and area reduction in the fracture. Macrostructures and microstructures evaluations have been made with the aim to identify the fracture micromechanisms. Furthermore, to obtain a better understanding of the fracture mechanism, the fracture surfaces have been observed with scanning electron microscope to evaluate the influence of the cathodic protection. The sum of all analysis realized make possible to conclude than the super duplex stainless steel UNS S32760 presents embrittlement phenomena at potential of -800mVECS in discordance with some standards currently in use. As the applied potential become more cathodic, the hydrogen acts more influence in material, however in extremely high potentials the recognition of embrittlement phenomena becomes difficult to evaluate, since the area reduction and cracks in the surface are not easily distinguished.

Aços inoxidáveis são materiais usados em aplicações específicas onde uma boa resistência à corrosão, boa resistência à oxidação e boa resistência mecânica são requeridas. O processo de shot peening tem sido utilizado para melhorar as propriedades mecânicas de superfícies metálicas. Além disso, o processo de shot peening pode ter influência no comportamento eletroquímico do material, dependendo dos parâmetros de processos utilizados na aplicação do mesmo. Shot peening é um processo aplicado para acrescentar tensões residuais compressivas em superfícies metálicas com o objetivo de melhorar a resistência à fadiga, a resistência à corrosão sob tensão, e desgaste abrasivo. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito do processo de shot peening na morfologia da superfície, na resistência à corrosão e na resistência à oxidação do aço inoxidável ferrítico AISI 430. Na realização deste estudo foi definida a utilização de três condições de amostras, sendo a primeira amostra com a superfície no estado como recebido, a segunda amostra com superfície lixada e a terceira a amostra tratada com o processo de shot peening. Para avaliar influência do processo de shot peening na morfologia da superfície das amostras, foram realizados os ensaios de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaio de perfilometria e avaliação da molhabilidade. Para avaliar a influência do shot peening no comportamento eletroquímico da superfície das amostras foram realizados, avaliação do potencial de circuito aberto (OCP), polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Ensaio de oxidação por ganho de massa em alta temperatura foi realizado para analisar a influência do shot peening na resistência a oxidação e a análise de difração de raio-X foi realizada para avaliar as fases presentes. Os resultados obtidos demonstraram que as amostras de aço inox AISI430 tratadas com shot peening apresentaram um comportamento mais hidrofílico comparado com as amostras na condição como recebido e lixada. Além disso, o processo de shot peening, com os parâmetros de processo de aplicação usados neste estudo, alterou significativamente a morfologia da superfície reduzindo à resistência a oxidação e a resistência à corrosão das amostras de aço inoxidável AISI 430. / Stainless steels are used in specific applications where corrosion resistance, oxidation resistance and a high mechanical resistance are required. The shot peening process has been used in order to improve the metallic surfaces mechanical properties. Thus, the shot peening process might have influence in the electrochemical behavior of the material, depending of the defined process parameters. Shot peening is a process applied in order to add residual compression stresses in metallic surfaces with the intent of improving the fatigue life, stress corrosion cracking, and galling. The proposal of this study is to evaluate the effect of the shot peening process in the morphology of the surface, corrosion resistance and oxidation resistance of a ferritic stainless steel AISI430. In order to perform this study it was established the use of three samples conditions, being the first one with the surface in the original state condition (as received), the second one with the sanded surface and the third one treated through shot peening. In order to evaluate the influence of the shot peening in the morphology of surface of samples, there were submitted to optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), profilometry test and wettability test. In order to evaluate the effect of the shot peening process in the electrochemical behavior of the surface of samples, the tests such as open circuit potential monitoring (OCP), potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy were carried out. Oxidation test was carried out to analyze the influence of the shot peening in the oxidation resistance and the X-ray diffraction (XRD) was performed to evaluate the presented phases. The obtained results showed that the samples of stainless steel AISI 430 treated with shot peening had a more hydrophilic behavior compared with the samples in the original state condition and sanded surface. Beyond that, the shot peening process with the used process parameters of application in this study changed significantly the morphology of the surface reducing the oxidation resistance and corrosion resistance of the samples of stainless steel AISI430.

Os aços inoxidáveis possuem uma grande importância tecnológica devido suas excelentes propriedades mecânicas, além de ser capaz de gerar sobre a superfície um filme de óxido protetor que retarda o processo de corrosão. Porém, em determinados projetos, a cor cinza metálica do aço inoxidável não é cor final desejada. Buscando atender a demanda por aços coloridos, foram crescidos filmes óxidos interferentes sobre a superfície do aço inoxidável AISI 204. Através do método eletroquímico, foi aplicada corrente com forma de onda quadrada em solução com H2SO4 5 mol/L e CrO3 2 mol/L. Foi avaliado a influência do tempo de imersão em solução oxidante, a temperatura do sistema e a densidade de corrente aplicada para a coloração no crescimento do óxido. O pós-tratamento por passivação foi utilizado em um grupo de amostras a fim de avaliar sua influência na resistência à corrosão. A suscetibilidade à corrosão das amostras foi avaliada através da espectroscopia eletroquímica em solução NaCl 0,1mol/L e de ensaios acelerados de exposição à névoa salina e câmara de vapor condensado. Utilizou-se a técnica de fotometria para determinar a cor e a luminosidade dos filmes formados. Através dos resultados obtidos, observou-se que as peças produzidas à temperatura de 40°C apresentaram filmes uniformes e cores homogêneas, assim utilizou-se esta temperatura nos demais ensaios. A partir dos ensaios acelerados de corrosão, foi verificado que os filmes de óxidos crescidos sobre o inoxidável mantem a resistência à corrosão em ambiente úmido e ambiente marítimo. Os resultados do ensaio de espectroscopia eletroquímica indicaram que as peças com filme de óxido crescido em sua superfície apresentam resistência à corrosão de mesma ordem de grandeza do aço inoxidável sem este filme. A caracterização da superfície revelou que os filmes de óxidos interferentes são porosos e rugosos. O estudo da composição química mostrou que o processo de coloração produz filmes de óxidos ricos em cromo. / Stainless steels have great technological importance due to their excellent mechanical properties, besides being able to generate on the surface a protective oxide film that retards the corrosion process. However, in certain designs, the metallic gray color of the stainless steel is not desired final color. Seeking to meet the demand for colored steel, oxide film interfering were grown on the surface of stainless steel AISI 204. Through electrochemical method was applied current with square waveform in H2SO4 solution 5 mol/L with CrO3 and 2 mol/L. The influence of the time of immersion in the oxidant solution, the system temperature and current density applied to dye in the growth of the oxide were evaluated. The post treatment of passivation was used in a group of samples in order to evaluate its influence on corrosion resistance. The corrosion susceptibility of the samples was evaluated by electrochemical spectroscopy in a solution of NaCl 0,1 mol/L and accelerated tests of exposure to salt fog and condensed steam chamber utilizing the photometry technique for determining the color and brightness of the formed films. By the results obtained, it was observed that parts produced at a temperature of 40°C had a uniform and homogeneous film color, so that temperature was used in other assays. From the accelerated corrosion tests, it was found that the grown oxide films on stainless maintains corrosion resistance in wet environment and marine environment. The results of the electrochemical spectroscopy indicated that the test pieces with oxide film grown on its surface have corrosion resistance of stainless steel of the same order of magnitude without this film. The characterization of the surface showed that the interfering oxide films are porous and rough. The chemical composition study showed that the coloring process produces oxides films rich of chromium.

As células a combustível de operação em altas temperaturas (800 a 1000 °C) do tipo óxido sólido (SOFC), são sistemas de geração de energia que convertem diretamente energia química em eletricidade pela combinação de um combustível com o oxigênio. Com a redução da temperatura de operação desse tipo de célula para uma faixa entre 600 e 800°C, a possiblidade do emprego de materiais metálicos como interconectores têm sido proposta em substituição aos materiais cerâmicos convencionais. Entre as ligas metálicas, os aços inoxidáveis ferríticos têm sido propostos devido às suas propriedades de condutividade elétrica, coeficiente de expansão térmica compatível com os demais constituintes da célula e baixo custo. No entanto, quando exposto a temperaturas elevadas em determinadas atmosferas o interconector em aço inoxidável pode sofrer o aumento gradual da resistência elétrica, devido à formação de uma camada de óxido sobre a superfície (Cr2O3). Além disso, pode ocorrer a migração de cromo para o cátodo, comprometendo o desempenho eletroquímico da célula a combustível. Neste contexto, a aplicação de revestimentos cerâmicos protetores é uma das possíveis soluções para esses problemas. Este trabalho teve por objetivo a obtenção de filme cerâmico sobre o aço inoxidável ferrítico AISI 430. Os filmes foram obtidos pela técnica de spray pirólise a partir de uma solução precursora contendo nitratos de La, Sr e Co. Após tratamento térmico foi possível obter a fase perovskita La0,6Sr0,4CoO3. A caracterização morfológica, estrutural e química dos filmes obtidos foi realizada por meio de: microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), difração de raios X (DRX) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Além disso, os filmes foram avaliados quanto à aderência e quanto à resistência à oxidação. Os resultados obtidos mostraram que o aço inoxidável ferrítico AISI 430 revestido, apresentou aumento na resistência à oxidação em relação ao substrato sem revestimento. No entanto, ainda que aderentes, os filmes apresentaram cobertura irregular. / High-temperature solid oxide fuel cells (800-1000°C) are energy power generation, directly converting the chemical energy into electricity by combining fuel and oxygen. With the reduction of SOFC operating temperature into an intermediate temperature range of 600-800 °C, it has become possible to replace conventional ceramics with metallic alloys for interconnects. Of the metallic alloys, ferritic stainless steels are considered among the most promising candidate materials, due to their electronic conductivity, appropriate coefficient of thermal expansion (CTE) with other components in fuel cell and low material cost. However, when exposed to high temperatures in certain atmospheres, stainless steel interconnect may suffer gradual increase in the electrical resistance, due to the formation of an oxide layer on their surface (Cr2O3). Moreover, there may be migration of chromium via chromia scale evaporation into cathode, which can lead to degradation in the electrochemical performance of the fuel cell. In this context, the application of a ceramic protective layer is one of the possible solutions to this problem. The purpose of this work was to obtain ceramic coating on the AISI 430 ferritic stainless steel. The films were obtained by spray pyrolysis technique from a precursor solution containing La, Sr and Co nitrates. After the heat treatment, it was possible to obtain the perovskite phase. The morphology, structural and chemistry of the films obtained were characterized by: scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscope (AFM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Moreover, the films were characterized according to adhesion and oxidation resistance. The results showed that the coated AISI 430 stainless steel presented an increase in oxidation resistance in comparison with uncoated substrate. However, although adherent, the films obtained showed irregular coverage.