Estudos anteriores de precipitação, em outros aços superferríticos, constataram a ocorrência de precipitação das fases sigma, qui, de Laves e até de austenita, que no posterior resfriamento pode se transformar em martensita. O objetivo principal do presente trabalho foi estudar a precipitação de fases de Laves no aço inoxidável superferrítico X 1 CrNiMoNb 28 4 2 (Werkstoff-Nr. 1.4575). Para isto foram utilizadas algumas técnicas complementares de análise microestrutural, tais como microscopia óptica, eletrônica de varredura (MEV) e eletrônica de transmissão (MET). A composição química das fases foi estudada por análise de raios X por dispersão de energia tanto no MEV como no MET. A estrutura cristalina das fases foi estudada por difração de elétrons em área selecionada no MET. A fase que se precipita em maior quantidade no aço 1.4575 é a fase sigma. No entanto, também foram identificadas de maneira inequívoca, nos contornos de grãos, após envelhecimento a 850 ºC, pequenas quantidades de fase de Laves do tipo MgZn2, com estrutura hexagonal compacta e composição química (Fe,Cr,Ni)2(Nb,Mo,Si). O crescimento da fase de Laves é inibido pelo envolvimento da fase sigma, que também precipita nos contornos de grãos, mas em maior quantidade. Não foram detectadas as presenças das fases qui e austenita na temperatura estudada. / Previous precipitation studies in other superferritic stainless steels observed the occurrence of precipitations of sigma, chi and Laves phases and even of austenite, which on subsequent cooling may transform into martensite. The main objective of the present work was to study the Laves phase precipitation in a X 1 CrNiMoNb 28 4 2 (Werkstoff- Nr. 1.4575) superferritic stainless steel. Therefore, several complementary techniques have been employed such as optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The chemical composition of the phases has been studied using X-ray energy dispersive analysis both in SEM and TEM. Crystal structure of the phases has been analyzed using selected area electron diffraction in the TEM. The phase that precipitates in larger quantity in the 1.4575 steel is the sigma phase. However, it has been identified, in an unequivocal manner, on grain boundaries, after aging at 850 ºC, small quantities of Laves phase of the MgZn2 type, with a compact hexagonal structure and a chemical composition of (Fe,Cr,Ni)2(Nb,Mo,Si). Growth of the Laves phases is inhibited through the involvement of the sigma phase, which precipitates in higher quantities on grain boundaries. No chi and austenite phases have been detected in the studied temperature.

Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-04-07T16:06:13Z No. of bitstreams: 2 WELDER MICHAEL ALTIERI.pdf: 5253852 bytes, checksum: 02453c4a8417bfa541c50eda2b2e5d17 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-04-20T14:51:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 WELDER MICHAEL ALTIERI.pdf: 5253852 bytes, checksum: 02453c4a8417bfa541c50eda2b2e5d17 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-20T14:51:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 WELDER MICHAEL ALTIERI.pdf: 5253852 bytes, checksum: 02453c4a8417bfa541c50eda2b2e5d17 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-12-02 / Steel production is estimated to be over of 1,500 million tons per year. Among them, stainless steels stand out, having as one of their main characteristics the corrosion resistance, especially in aggressive environments. As with most steel alloys, stainless steels are classified according to their chemical composition, with austenitic stainless steels accounting for the largest manufacturing share among the category. Its choice is given due to the excellent properties, highlighting its corrosion resistance, toughness, weldability, etc. As one of the most employed, stainless steels are processed in different ways into the industry, with welding being one of the main ones. Different processes as well as different alloying elements provide to each type of steel a different property, since it has direct influence with its microstructure. It is known that austenitic stainless steels have a predominantly austenitic microstructure, but during solidification due to microsegregation of elements it can be altered. One of the main phases formed during solidification in austenitic stainless steels is known as delta ferrite, derived from the segregation of ferrite stabilizing elements. This phase tends to minimize the susceptibility of hot cracks during the solidification, as well as to increase the mechanical resistance, but to the detriment of the ductility, being one of the main mechanisms for the precipitation of intermetallic phases, like sigma phase, that has its precipitation accelerated by the presence of delta ferrite formations and is considered a deleterious phase, as it decreases the resistance and ductility parameters of the materials. This work analyzed the behavior of two distinct stainless steels, AISI 316L and 317L, in order to know the effects of these phases, as well as their nucleation mechanisms. May be concluded that the presence of stabilizing elements of ferrite, chromium and molybdenum, tend to accelerate the precipitation of the sigma phase at 850°C, as well as to delay the dissolution of the delta ferrite in the solution annealing condition, 1080°C. It is also observed that in the presence of these phases the material has its tensile strength increased, but with ductility reduction. / Estima-se que a produção de aço seja superior a 1.500 milhões de toneladas. Dentre eles destacam-se os inoxidáveis, tendo como uma de suas principais características a resistência à corrosão, especialmente em ambientes agressivos. Assim como a maioria das ligas metálicas os aços inoxidáveis são classificados de acordo com sua composição química, sendo os aços inoxidáveis austeníticos os responsáveis pela maior parcela de fabricação dentre a categoria. Sua escolha é dada devido as excelentes propriedades, destacando, sua resistência à corrosão, à oxidação, tenacidade, soldabilidade, entre outras. Como um dos mais empregados, os aços inoxidáveis são processados de inúmeras maneiras na indústria, sendo a soldagem uma das principais. Diferentes processamentos, bem como diferentes elementos de liga fornecem a cada tipo de aço uma propriedade diferente, visto que esta tem influência direta com sua microestrutura. Sabe-se que aços inoxidáveis austeníticos possuem microestrutura predominantemente austenítica, porém durante a solidificação devido à microssegregação de elementos ela pode ser alterada. Uma das principais fases formadas durante a solidificação em aços inoxidáveis austeníticos é a ferrita delta, derivada da segregação de elementos estabilizadores da ferrita. Esta fase tende a minimizar a susceptibilidade de trincas a quente durante a solidificação, bem como aumentar a resistência mecânica, porém em detrimento a ductilidade, sendo ainda um dos principais mecanismos para a precipitação de fases intermetálicas, como a sigma, que tem sua precipitação acelerada quando da presença de formações de ferrita delta e é considerada uma fase deletéria, por diminuir os parâmetros de resistência e ductilidade dos materiais. Este trabalho analisou o comportamento de dois aços inoxidáveis distintos, AISI 316L e 317L, a fim de conhecer os efeitos destas fases, bem como seus mecanismos de nucleação. Conclui-se que a presença de elementos estabilizadores da ferrita, cromo e molibdênio, tendem a acelerar a precipitação da fase sigma a 850°C, bem como retardar a redução da ferrita delta na condição solubilizado, 1080°C. Observando-se ainda que na presença destas fases o material tem seu limite de resistência aumentado, porém com diminuição da ductilidade.

Com o propósito de auxiliar o ortodontista na escolha de braquetes ortodônticos com menor potencial tóxico, seja local ou sistêmico, para seus pacientes, o objetivo deste estudo foi comparar diferentes marcas comerciais de braquetes ortodônticos, a fim de identificar, em ambientes orais simulados durante 28 dias, aquelas marcas que liberam as menores taxas de Ni e Cr. Para tal, foram empregados 280 braquetes divididos igualmente de acordo com o modelo e a marca comercial: (1) Kirium Line® Abzil®, (2) Mini Master Series® American Orthodontics®, (3) Discovery® Dentaurum®, (4) Full Size® Unitek®, (5) Morelli M.B.T.® Morelli®, (6) NuEdge® TP Orthodontics® e (7) Victory® Unitek®. A norma ISO 10271/2001 foi utilizada para padronização do método. Cada braquete foi imerso em 0,5 mL de saliva sintética ou de fluido de placa artificial durante 28 dias a 37°C. A cada 7 dias, a solução foi substituída e analisada por um espectrômetro de absorção atômica e atomização eletrotérmica (ETAAS) ou por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) para quantificação do conteúdo (?g L-1) de Ni e Cr nas soluções. O teste Kruskall-Wallis foi empregado para determinação das diferenças estatísticas entre as taxas de liberação de Ni e Cr pelos braquetes das marcas comerciais estudadas nas duas soluções de imersão. Os resultados indicaram que as diferentes marcas comerciais de braquetes apresentaram diferentes comportamentos corrosivos. Além disso, a solução de fluido de placa provocou a liberação de quantidades significativamente maiores de Ni e Cr, em comparação com a solução de saliva sintética. Portanto, pôde-se concluir que a marca comercial, cujos braquetes apresentaram as menores taxas de liberação de Ni e Cr, foi a Dentaurum®, seguida, em ordem crescente, pelas marcas Victory® Unitek®, American®, TP®, Full Size® Unitek®, Morelli® e Abzil®. / In order to assist orthodontists on choosing brackets with less potential to induce local or systemic toxicity to their patients, this study aimed at comparing different manufacturers of orthodontic brackets and at identifying the ones that released less amounts of nickel (Ni) and chromium (Cr) in simulated oral environments. 280 brackets were equally divided according to the following models and manufacturers: (1) Kirium Line® Abzil®, (2) Mini Master Series® American Orthodontics®, (3) Discovery® Dentaurum®, (4) Full Size® Unitek®, (5) Morelli M.B.T. ® Morelli®, (6) NuEdge® TP Orthodontics®, and (7) Victory® Unitek®. International standard ISO 10271/2001 was applied to provide test methods. Each bracket was immersed in 0.5 mL of synthetic saliva or artificial plaque fluid during 28 days at 37°C. Solutions were replaced every 7 days, and were analyzed by means of an electrothermal atomic absorption spectrometer (ETAAS) or by an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP OES) to quantify (g L-1) the amount of Ni and Cr released. Kruskall-Wallis test was applied to determine if differences existed between Ni and Cr release according to bracket manufacturers and to solutions. Results indicated that brackets from different manufacturers presented different corrosion behavior. In addition, artificial plaque fluid induced more Ni and Cr release then artificial saliva. It was therefore concluded that brackets from Dentaurum® presented the less quantities of Ni and Cr released in both studied solutions. Increasing rates of Ni and Cr were detected to the following manufacturers: Victory® Unitek®, American®, TP®, Full Size® Unitek®, Morelli® e Abzil®.

Orientador: Paulo Roberto Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T11:09:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bubani_FrancodeCastro_M.pdf: 7334881 bytes, checksum: 9cc4f96ceff0972bc2552404b4ccee84 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os efeitos da adição de níquel e da temperatura em ligas ferro-cromo foram estudados. Sete ligas de base ferro, com 18% Cr e teores de níquel variando entre zero e 60%, foram utilizadas no estudo (0, 10, 20, 30, 40, 50 e 60% Ni). Foram realizados ensaios de tração em temperatura ambiente, 350 e 700 ºC; simulação por termodinâmica computacional; microscopia ótica no estado recozido, nas amostras de quick stop, após deformação a frio, a 350 e a 700 ºC; difração de raios X no estado recozido, após deformação a 350 e a 700 ºC; ensaio de dureza a quente a 100, 200, 300 e 400 ºC; ensaio de impacto Charpy em temperatura ambiente e a -196 ºC; e ensaio de quick stop; análise térmica por DTA; ensaios de dureza no estado recozido, nos cavacos obtidos em torneamento, após deformação a 350 e 700 ºC. Os resultados dos ensaios de tração a 350 ºC foram correlacionados com os dados obtidos por Marques (2007), visando relacionar propriedades mecânicas e usinabilidade. A tendência geral de redução da usinabilidade com o aumento do teor de níquel foi relacionada com o aumento da resistência mecânica e da ductilidade a quente, proporcionados pelo níquel. A alta usinabilidade observada na liga 30% Ni foi relacionada com a presença de inclusões com cálcio nesta liga, o que proporcionou ganhos muito expressivos em usinabilidade, mas sem prejudicar as propriedades mecânicas avaliadas. / Abstract: The effects of nickel addition and temperature in iron-chromium alloys have been studied. Seven iron-base alloys with 18% Cr and nickel content varying from zero to 60% were used in the study (0, 10, 20, 30, 40, 50 and 60% Ni). The alloys were submitted to tension tests at room temperature, 350 and 700 ºC; computational thermodynamics simulations; optical metallography observations in annealed state, after deformation at room temperature, 350 and 700 oC, and in quick stop samples; x-ray diffraction, annealed and after deformation at 350 and 700 ºC; hot hardness test at 100, 200, 300 and 400 ºC; Charpy impact tests at room temperature and at -196 ºC; quick stop test; differential thermal analysis tests; Vickers hardness tests: annealed, on chips, after deformation at 350 and 700 ºC. The results of the tension tests at 350 ºC were correlated with the data obtained by Marques (2007), aiming at reaching a relationship between mechanical properties and machinability. The general tendency of reduction in machinability with the increase of nickel content was related to the increase in mechanical strength and hot ductility provided by nickel. The high machinability observed in the 30% Ni alloy was related with the presence of calcium inclusions in this alloy, which allowed for significant gains in machinability, but without loss to the evaluated mechanical properties. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Roberto Mei, Antonio José Ramírez Londoño / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T11:54:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Theodoro_MariaClaudia_M.pdf: 33501237 bytes, checksum: 62a29876bfd5fdbffed02fa45d21d938 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A Soldagem por Atrito com Pino Não-Consumível (SAPNC) ou Friction Stir Welding (FSW) é uma técnica que proporciona a união de materiais no estado sólido. Traz como vantagens em relação à soldagem onde ocorre a fusão dos materiais, a redução de macro e micro defeitos, ausência trincas e porosidades causadas pela fusão e solidificação do material, redução da segregação de solidificação, excelentes propriedades mecânicas da junta soldada e boa reprodutibilidade. A técnica também não necessita de metal de adição nem gás de proteção e não produz gases nocivos ao homem ou meio ambiente. Diversos tipos de soldagem dissimilar por SAPNC já foram obtidos com bons resultados em alumínio-alumínio, cobre-alumínio, magnésio alumínio, alumínio-aço e aço-aço. Os principais interessados nas juntas dissimilares são a indústria petroquímica, automobilística, naval e aeronáutica. Apesar de terem sido registrados soldagens dissimilares de diversos tipos de materiais, não há dados na literatura sobre soldagem dissimilar de aços inoxidáveis austeníticos UNS S31603 e duplex UNS S32750 pela técnica de SAPNC. Sendo assim, o presente trabalho se torna inédito por ser o primeiro registro de soldagem por atrito com pino não consumível desses dois aços. Placas de aços inoxidável austenítico (UNS S31603) e superduplex (UNS 32750) com 6 mm de espessura soldadas por atrito com pino não consumível utilizando um passe de ferramenta de PCBN-WRe com penetração entre 90 e 92 % da espessura da chapas, apresentaram bons resultados em duas condições: 1) velocidade de rotação de 150 rpm, avanço de 100 mm/min e com controle de força axial de 57 kN; 2) velocidade de rotação de 200 rpm, avanço de 100 mm/min e com controle de posição. A análise metalográfica das juntas soldadas não indicou a presença de defeitos internos ou superficiais. Não foram detectadas por microscopia óptica e difração de raios-X outras fases além de ferrita e austenita na região de solda. O ensaio de dobramento indicou que não houve penetração total em ambas as juntas, sugerindo um segundo passe de xvii soldagem ou a utilização de uma ferramenta com comprimento de pino maior, que permita penetração superior a 92% da espessura da chapa / Abstract: The Friction Stir Welding (FSW) is a solid-state joining process that has, as advantages, reduction or absence of superficial and internal flaws, absence of cracks and porosities caused by material fusion and solidification and good repeatability. The joints also present excellent mechanical properties. Many aluminum-aluminum, cooper-aluminum, magnesium-aluminum, aluminum-steel and steel-steel FSW dissimilar welds presented good results. Petrochemical, automotive, naval and aeronautics industries are the most interested in dissimilar joints. In spite of many diferent dissimilar joints registred, no dissimilar joints of UNS S31603 and UNS S32750 have been performed by FSW. This project seems to be inedited for being the first dissimilar friction stir welded joint of this both materials. Austenitic (UNS S31603) and superduplex (UNS 32750) stainless steel 6 mm thick plates one pass friction stir welded with a PCBN-WRe tool and thick plate penetration between 90 and 92% presented good results in two conditions: 1) tool rotation speed of 150 rpm, traverse speed of 100 mm/min and axial force control of 57 kN; 2) tool rotation speed of 200 rpm, traverse speed of 100 mm/min and tool position control. These welded joints showed adequate bead width, absence of galling and good appearance. Metallographic analysis presented no internal defects. Optical microscopy and X-ray diffraction showed no other phase on the joint except ferrite and austenite. The bendind tests indicate lack of penetration in both joints, suggesting two weld passes or tool penetration greater than 92% of the material thickness to perform total penetration joints / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador : Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T16:43:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_VagnerAlves_D.pdf: 38478701 bytes, checksum: 3b9c82d7e18215a719acbe37e6f3b68d (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho foram estudados os efeitos do recozimento a temperaturas de 600 a 1300 °C e deformação plástica a frio, por tração em 10 e 20%, sobre a microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à corrosão de um aço inoxidável austenítico ISO 5832-9, utilizado para a fabricação de implantes ortopédicos. Foram realizadas análise química, microscopia ótica, ensaios de dureza Vickers, tração, tenacidade à fratura (CTOD), polarização potenciodinâmica cíclica, corrosão por pite/fresta, corrosão intergranular, fadiga-corrosão e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que o material na condição como recebido apresentou microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à corrosão dentro dos requisitos da norma ISO 5832-9, sendo esta a condição que apresentou as melhores propriedades mecânicas e de corrosão dentre as condições estudadas. O material deformado em 20% manteve a resistência à corrosão e mostrou resistência à fadiga-corrosão superior à condição como recebido; entretanto, a baixa tenacidade à fratura observada nos ensaios de CTOD restringe a utilização do material nestas condições. O material tratado a 800 e 900°C apresentou diminuição simultânea da tenacidade à fratura (CTOD) e da resistência à corrosão. A diminuição da tenacidade à fratura foi atribuída à precipitação de Cr2N e fase qui (X). A precipitação de Cr2N é mais intensa a 800°C e a precipitação da fase qui (X) ocorreu mais intensamente a 900°C, nas condições estudadas neste trabalho. O material tratado em 1100, 1200, 1250 e 1300 °C por 1 hora apresentou diminuição da resistência mecânica e aumento da tenacidade à fratura com o aumento da temperatura de tratamento. O material tratado a 1300 °C apresentou baixa resistência à fadiga-corrosão. O aumento da tenacidade à fratura foi atribuído ao maior espaçamento das partículas. A faixa de temperatura ideal para a solubilização do material, determinada neste trabalho, situa-se no intervalo de 1000 a 1100 °c / Abstract: The influence of annealing treatment, performed at temperatures from 600 to 1300 °C, and cold work performed by tensile at 10 and 20%, on the mechanical and corrosion properties of an ISO 5832-9 austenitic stainless steel used for orthopedic implants manufacturing has been studied. Has been performed chemical analysis, optical and scanning electronic microscopy, and hardness, tensile, fracture toughness (CTOD), potentiodynamic anodic polarization, pitting or crevice corrosion, intergranular corrosion, and fatigue-corrosion tests. The results for the material in as received condition showed microstructure, mechanical and corrosion resistance in accordance which the ISO 5832-9 standard and better than other conditions studied in this work. The condition 20% cold worked showed high corrosion resistance and fatigue-corrosion resistance higher than as received condition, but on the other hand, the fracture toughness is very low for using the material in this condition. Simultaneous decrease in fracture toughness and corrosion resistance was observed for 800 and 900°C treatments. This effect was attributed to Cr2N and phase chi (x) precipitation. The phase chi (x) precipitation occurs more intensively in 900°C and Cr2N precipitation occurs more intensively in 800°C, for the conditions studied in this work. Decrease in mechanical resistance and increase in fracture toughness was observed for conditions annealing at 1100, 1200, 1250, and 1300 °C with increasing the treatment temperature. Decrease in fatigue-corrosion resistance has been observed for 1300 °C treatment. The increase in fracture toughness was attributed to increasing the displacement between partic1es. The indicate temperature range for annealing studied in this work is from 1000 to 1100 °C, i.e., higher than the carbide and intermetallic phases precipitation range and lower than the high grain growth range / 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 2018-08-01T19:39:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giordani_EnricoJose_D.pdf: 32895725 bytes, checksum: 0c97b681bb94f24e4f73bfaa31b4f07c (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Atualmente ocorre um número considerável de falhas de implantes ortopédicos, temporários e permanentes, fabricados com o aço inoxidável austenítico ASTM F 138, o material metálico mais utilizado na fabricação de implantes ortopédicos. O aço inoxidável austenítico ISO 5832-9 vem também sendo utilizado na fabricação de implantes, há alguns anos, como substituto do aço ASTM F 138, sem uma base sólida de pesquisa sobre o seu desempenho. Este trabalho tem por objetivos caracterizar e analisar a microestrutura, as propriedades mecânicas básicas (tração e dureza), a resistência à corrosão localizada e as propriedades de fadiga em meios neutro e meio fisiológico artificial (solução aquosa de NaCl a 0,9%), além de estudar os mecanismos de nucleação de trincas por fadiga, em meio neutro e fisiológico artificial, de dois aços inoxidáveis austeníticos utilizados na fabricação de implantes ortopédicos, ASTM F 138 e ISO 5832-9, na condição solubilizados. Assim, este estudo é uma das bases da análise da substituição do aço ASTM F 138 pelo ISO 5832-9. A análise microestrutural revelou que a presença de partículas de precipitados, caracterizados como fase Z (NbCrN), é responsável por uma redução acentuada no tamanho médio de grão austenítico do aço ISO 5832-9 (diâmetro médio R: 15_m) quando comparado com o aço ASTM F 138 (diâmetro médio R: 60_m). Atribuise principalmente ao refino de grão e à presença do nitrogênio em solução sólida os altos níveis de resistência mecânica do aço ISO 5832-9 (ae R: 500 MPa e at R: 860 MPa) quando comparado com o aço ASTM F 138 (ae R: 250 MPa e at R: 590 MPa). Os ensaios de suscetibilidade à corrosão localizada, em solução aquosa de NaC1 a 0,9%, revelaram que o nitrogênio em solução sólida também confere um melhor desempenho ao aço ISO 5832-9 quando comparado com o aço ASTM F 138. Apesar da combinação de melhor resistência mecânica e melhor resistência à corrosão, os ensaios de fadiga, para altos níveis de tensão, revelaram que a presença do meio fisiológico artificial tem maior influência sobre a vida em fadiga do aço ISO 5832-9 quando comparado com o aço ASTM F 138. Entretanto, o estudo dos mecanismos de nucleação de trincas por fadiga e fadiga-corrosão mostrou que essa maior influência se deve ao estabelecimento de condições favoráveis à corrosão em frestas no interior de descontinuidades geométricas formadas a partir da ruptura de grande parte das partículas de precipitados da fase Z, logo no primeiro ciclo de carregamento sob condições de deformação plástica. Desta forma, se o material não experimentar deformações plásticas a frio e assim a integridade dos precipitados for mantida, a combinação de melhores resistência mecânica e resistência à corrosão sugere que o aço ISO 5832-9 é um material muito promissor para a fabricação de implantes ortopédicos, principalmente para aplicações mais severas envolvendo tempos mais longos e altos níveis de solicitação / Abstract: The ASTM F 138 stainless steel is current1y the most used material to produce orthopedic implants and a considerable nurnber of failure of temporary or perrnanent orthopedic implants occurs. Since some years the austenitic ISO 5832-9 stainless steel is also being used in implants fabrication as a replacement to the ASTM F 138 without a consistent research ofits perforrnance. The objectives of the this work were to characterize and analyze the rnicrostructure, the basic mechanical properties (tensile and hardness), the localized corrosion resistance, and fatigue properties in neutral and artificial physiological solution of the ASTM F 138 and ISO 5832-9 stainless steels under solubilised conditions, tOOt are being used as orthopedic implant materiaIs. Moreover a study of the fatigue and corrosion fatigue crack nucleation mechanisms of these materials are cared out. Thereby, this study is one of the bases to analyze the replacement of ASTM F 138 by ISO 5832-9 in orthopedic applications. Microstructural analysis revealed that the presence of particles of precipitates, characterized as Z-phase (NbCrN), is responsible for considerable austenitic grain refinement of ISO 5832-9 steel (average diameter _ 15 11m) when compared to ASTM F 138 steel (average diarneter _ 60 j..lm). The high levels of strength of ISO 5832-9 steel (Sy _ 500 MPa e Su _ 860 MPa) when compared to ASTM F 138 steel (Sy _ 250 MPa e Su _ 590 MPa) are main1y attributed to grain refinement and nitrogen presence in solid solution in ISO 5832-9 steel. The localized corrosion tests in 0.9% NaCI aqueous solution revealed tOOt the nitrogen in solid solutions also confers the better perforrnance of ISO 5832-9 steel when compared to ASTM F 138 steel. Despite the combination ofbetter strength and better corrosion resistance, the fatigue tests to high stress levels revealed tOOt the presence of artificial aggressive environrnent has stronger influence on the fatigue life of ISO 5832-9 then on the ASTM F 138 steel. However, the fatigue and corrosion fatigue crack nucleations studies showed tOOt the greater influence due to establishrnent of favorable conditions to crevice corrosion within the geometrical discontinuities forrned from rupture of many particles of Z-phase precipitates still in first cycle of stress under conditions of plastic deforrnation. In this way, if the material does not undergoes cold plastic deforrnation and so the integrity of precipitates was maintained, the combination of better strength and better corrosion resistance suggests tOOt the ISO 5832-9 steeJ is a very prornising material to orthopedic implants producing, main1y in more severe applications involving longer times em higher stress levels / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Olivio Novaski / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T09:12:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rios_MarciaReginadaSilva_M.pdf: 5234683 bytes, checksum: 6fcc031ee73adbbcadf9c1f723e117cb (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Este trabalho teve por objetivo a análise comparativa do desempenho de dois tipos diferentes de lubro-refrigerantes, sintético e emulsionável, na furação do aço inoxidável ABNT 304. Para tanto foram utilizadas brocas de metal duro com cobertura de nitreto de titânio e refrigeração interna. Durante os ensaios, foram determinados os esforços de corte gerados no processo de furação, o desgaste da broca e a qualidade dos furos obtidos. A comparação da performance dos dois meios é importante devido à crescente questão ambiental, onde as restrições ao descarte das emulsões são cada vez mais rigorosas. Os fluidos sintéticos, por apresentarem maior estabilidade microbiológica, proporcionam um aumento significativo no tempo de durabilidade do sistema lubrorefrigerante, evitando assim, a geração de resíduos líquidos. O desgaste VB da broca, utilizada com o sistema sintético, foi acentuadamente menor que o obtido no outro sistema, levando à conclusão que um maior número de furos pode ser feito com a mesma ferramenta. Resumo: Este resultado é muito importante quando se analisam os tempos improdutivos em um sistema de manufatura e estes são gerados por trocas sucessivas de ferramentas. Por outro lado, o sistema sintético é um meio de lubrificação com mínimo impacto ambiental / Abstract: The goal of this work is the analysis comparative between two differents types of cutting fluids, synthetic and emulsion, in Austenitic Stainless steel 304 drilling. For this work, cemented carbide metal oil OO11s with Titanium Nitride coating and internal lubrication were used. Cutting forces in the drilling process, the drill wearing and the holes quality level were determined. The performance parallels of these two ways of lubrication is very important to the enviromental care, where the governamentals regulation and emulsion discard restrictions are more and more stronger. The Synthetic Fluids have more microbiologycal stability, so they improve the lifetime of a lubricant system, avoiding liquid sewage. The VB drill wear which worked in the synthetic system was lower than that one which works in the half-synthetic system, driving us to conclude that a higher number of holes can be manufactured with the same tool. This result is very important when it is analised the lost of time in a manufacture process by tools changing. So, the result shows that is possible to use a synthetic lubricant and be enviromental mend / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Roberto Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T12:28:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_AdilsonAntoninho_D.pdf: 25767273 bytes, checksum: c33643cf7ea34b13549c31a95275f014 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Foram estudados tubos de aço inoxidável AISI 446, utilizados em fomos de radiação na Usina de Processamento de Xisto da Petrobrás. Foram examinadas amostras de tubos novos e após o uso com o emprego de metalografia ótica, microscopia eletrônica de varredura, espectrometria por energia dispersiva, difração de raios-x, medidas de dureza (macro e microindentação) e dilatometria. Os resultados encontrados mostraram que os tubos novos apresentam carbonetos de cromo e uma amostra apresentou uma pequena quantidade de fase sigma. A quantidade de carbonetos e de fase sigma aumentou consideravelmente após o uso. O estudo da composição química das amostras em diversas posições nos possibilitou verificar uma carbonetação e sulfetação significativas nas amostras dos tubos usados. Esta carbonetação é diretamente responsável pelo aumento da quantidade de carbonetos. Foi possível ainda concluir que há uma diferença significativa de composição química de uma face do tubo para a outra, decorrente da distribuição de temperatura n(,) fomo. Em função desta diferença a carbonetação é muito mais acentuada na região mais quente. Os tubos usados foram submetidos a uma série de tratamentos térmicos, visando pesquisar a possível recuperação dos tubos, com reversão das fases formadas. Foi verificado que a fase sigma se dissolve a 900°C e os carbonetos a 1200°C. Nas condições estudadas o tratamento térmico por até 96 horas não causou a reprecipitação da fase sigma, confirmando que seu aparecimento só ocorre após longos tempos de exposição. A verificação das microestruturas resultantes após os tratamentos térmicos através da difração de raios-x mostrou que os carbonetos mudam de estrutura variando entre Cr2C, Cr3C2 ,Cr23C6 e Cr7C3 dependendo da posição no tubo e da área analisada. O efeito da carbonetação após o tratamento térmico foi de fazer surgir, para as temperaturas acima de 1100°C, a austenita, que em alguns casos se decompôs em perlita mais ferrita. Considerando que o aço AISI 446 é essencialmente ferrítico, a ocorrência da austenita é resultado do enriquecimento em carbono da matriz com o tratamento de solubilização.Visando caracterizar melhor a fase sigma foram fundidas amostras experimentais de Ferro-Cromo. Após laminação estas amostras possibilitaram a identificação inequívoca da fase sigma o que serviu de padrão para ser utilizado nas análises por difração de raios- x dos tubos de aços novos e usados / Abstract: Tubes of AISI 446 ferritic stainless steels used in a heating furnace of a Petrobrás petrochemical plant, were studied. Samples of brand new and used tubes were investigated using optical microscopy, scanning electron microscopy, energy-dispersive spectrometry, X-ray diffraction, hardness and microhardness measurements and dilatometry. It was found that under the working conditions the tubes were subjected to, precipitation of carbides and sigma phase occurs. The amount of carbides and sigma increased considerably after use. The chemical analysis of the samples in several positions made it possible to identify significant sulfidation and enrichment in carbon, in the used samples. This carbon enrichment is directly responsible by the increase in the amount of carbides. It was also possible to establish a significant difference in chemical composition from one side of the tube to the other, due to the temperature distribution in the furnace, in face of this difference, carbon enrichment is much more pronounced in one side than in the other. The tubes were also submitted to a series of heat treatment to check its effect in the components involved. It was seen that the sigma phase does dissolve at 900°C and the carbides also dissolve but at 1200°C. Under the conditions investigated, aging did not resulted in reprecipitation of sigma phase, thus confirm the sluggish nature of its precipitation. The x-ray diffraction results after heat treatment showed a change in structure of the carbides which can be Cr2C ,Cr3C2 ,Cr23C6 and Cr7C3 depending on the position of the sample in tube and the analysed area. The effect of carbon enrichment after heat treatment was sueh that the resulting microstructures after treating above 1100°C showed the presence of austenite which under some conditions decomposed to perlite plus ferrite. Taking in consideration that AISI 446 steel is essentially ferritic, the occurrence of austenite is the result of the matrix enrichment in carbon with the solubilizing treatment. Aiming to better characterize the sigma phase, iron-chrome samples were east in an experimental furnace. After rolling the samples the identification of sigma through x-ray diffraction was easy to be confirmed. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-13T12:50:57Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 739948 bytes, checksum: e22b7ad0fc203f73756f4e4f2c810e59 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T12:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 739948 bytes, checksum: e22b7ad0fc203f73756f4e4f2c810e59 (MD5) Previous issue date: 2018-03-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Biofilmes bacterianos formados em áreas de processamento de alimentos podem se tornar fonte de contaminação cruzada. Dessa forma, torna-se importante a correta manipulação das matérias-primas que chegam até a indústria, além do uso adequado de sanitizantes no processo de higienização de equipamentos e superfícies. Objetivou-se com este estudo avaliar a formação de biofilme e potencial de biotransferência de Pseudomonas aeruginosa em aço inoxidável, em contato com leite integral UHT e caldo de vegetais. E o efeito de três surfactantes, em concentrações abaixo, próxima e acima da concentração crítica de micelas, na redução de biofilmes. Cada meio de cultivo foi inoculado com P. aeruginosa ATCC 15442, distribuídos em poços de microplaca contendo cupons de aço inoxidável AISI 304 # 4 e incubados a 15 °C. O número de células aderidas foi determinado após 24, 48, 72, 96 e 120 h e o potencial de biotransferência a partir de 48 h. Soluções de cloreto de benzalcônio (CB), dodecilbenzeno sulfonato de sódio (DBSS) e Tween 80 foram avaliados sobre os biofilmes formados por 72 h. Cupons de aço, antes e após os tratamentos, foram observados por microscopia confocal de varredura a laser. Verificou-se que, apesar do leite integral conter maior concentração de nutrientes em relação ao caldo de vegetais, não houve diferença na formação de biofilme de P. aeruginosa. O potencial de biotransferência do micro-organismo aos meios de cultivo foi observado durante todo o período avaliado. As soluções surfactantes mostraram-se eficientes na redução do número de células aderidas com o aumento da concentração, principalmente o CB. Tween 80 e DBSS reduziram menos de 2 log UFC∙cm -2 de células viáveis, enquanto o CB reduziu até 6 log UFC∙cm -2 . A partir dos resultados obtidos verificou-se que P. aeruginosa pode produzir biofilmes em superfície utilizada no processamento de alimentos, independente do tipo de resíduo alimentar presente. Os surfactantes aplicados apresentaram melhor eficiência em concentrações mais elevadas, acima da crítica de micelas, e a classe desses agentes também contribuiu para a redução das células aderidas. / Bacterial biofilms formed in food processing areas can become a source of cross-contamination. Thus, the correct handling of the raw materials coming into the industry becomes important, as well as the proper use of sanitizing in the cleaning process of equipment and surfaces. The aim of this study was to evaluate the biofilm formation and biotransferential potential of Pseudomonas aeruginosa in stainless steel, in contact with UHT whole milk and vegetable broth. Also, it was evaluated the effect of three surfactants at concentrations below, above and near the critical micelle concentration, in the reduction of biofilms. Each culture medium was inoculated with P. aeruginosa ATCC 15442, distributed in microplate wells containing stainless steel coupons AISI 304 # 4 and incubated at 15 °C. The number of adhered cells was determined after 24, 48, 72, 96 and 120 h and the potential of biotransference after 48 h. Benzalkonium chloride (BAC), sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS) and Tween 80 solutions were evaluated on biofilms formed for 72 h. Steel coupons, before and after treatments, were observed by confocal laser scanning microscopy. It was verified that, although the milk had higher concentration of nutrients in relation to the vegetable broth, there was no difference in the formation of P. aeruginosa biofilm. The biotransfer potential of the microorganism to the culture media was observed throughout the evaluated period. The surfactant solutions were efficient in reducing the number of cells adhered with the concentration increase, mainly of the BAC. Tween 80 and SDBS reduced less than 2 log CFU∙cm -2 of viable cells, while BAC reduced up to 6 log CFU∙cm -2 . From the results obtained it was verified that P. aeruginosa can produce biofilms on the surface used in food processing, regardless of the type of food residue present. The applied surfactants presented better efficiency at higher concentrations, above the critical micelle, and the class of these agents also contributed to the reduction of the adhered cells.