Orientador: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Antônio Jorge Abdalla / Banca: Sérgio Schneider / Resumo: O aumento da demanda por petróleo e seus derivados tem instigado o desenvolvimento de materiais para dutos com elevadas tenacidade à fratura e resistência mecânica, como os aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) pertencentes às classes API. Aliada à utilização destes aços, a aplicação do processo de soldagem por resistência elétrica de alta frequência (HF/ERW) tem conquistado maior interesse no setor. Entretanto, defeitos nas juntas soldadas constituem uma das principais causas de falhas em dutos, principalmente quando associados às condições externas de operação, o que tem sido motivo para estudos relacionados à integridade estrutural destes tubos. O objetivo deste trabalho foi estudar a tenacidade à fratura de um tubo de aço API 5L X70 soldado pelo processo HF/ERW, a partir de dados obtidos com ensaios CTOD de espécimes de flexão por três pontos, tipo SE(B) "gull wing". A metodologia proposta envolveu ensaios de CTOD a variadas temperaturas, incluindo a região de transição dúctil-frágil, a fim de avaliar a integridade estrutural do material em condições críticas de operação. Os ensaios foram realizados com base nas normas ASTM E1820 e BS7448, e consistiram na utilização de corpos de prova retirados diretamente da parede do tubo, com posterior planificação. De forma geral, as amostras de material base apresentaram uma boa tenacidade à fratura em todas as temperaturas de ensaio, o que não aconteceu com as amostras de material de solda, que apresentaram baixa tenacidade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increasing demand for oil and its products has driven the development of materials for ducts with high fracture toughness and high mechanical strength, such as high strength low alloy (HSLA) steels, appertaining to the API classes. In addition to the use of these steels, the application of the high frequency resistance welding process (HF/ERW) has gained greater interest in the sector. However, defects in the welded joints are one of the most causes of failures in pipelines, especially when they are associated with external operating conditions, which has been the reason for studies related to the structural integrity of these tubes. The aim of this work was to study the fracture toughness of an API 5L X70 steel tube welded by the HF/ERW process, from data obtained with CTOD tests bending specimens by three points, type SE (B) gull wing. The proposed methodology involved CTOD tests at various temperatures, including the ductile-brittle transition region, in order to assess the structural integrity of the material under critical operating conditions. The tests were performed based on the ASTM E1820 and BS7448 standards, and consisted of the use of specimens taken directly from the wall of the tube, with subsequent planning. In general, the base material samples showed good fracture toughness at all test temperatures, which did not occur with the samples of welded material, which presented low toughness. The toughness results obtained showed that the methodology used for the study of structural integrity by means of the CTOD tests with samples drawn directly from the wall of the tube, with subsequent planning, was adequate. Although the ASTM E1820 and BS7448 standards adopt different parameters for the determination of the CTOD value, it was observed that the CTOD values were very close / Mestre

Orientador: Angelo Caporalli Filho / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Karia Regina Cadorso / Banca: Mirian de Lourdes Noronha Motta Melo / Resumo: A obtenção de granulometria ultrafina em aços com baixo teor de carbono pode contribuir para ampliação de suas aplicações na indústria, devido as propriedades mecânicas superiores que podem ser alcançadas com o refinamento de grãos, tais como: resistência mecânica, dureza, e tenacidade. O processo conhecido como Equal Channel Angular Pressing (ECAP) induz deformações plásticas severas suficientes para alterar as características microestruturais dos metais reduzindo seu tamanho de grão, e consequentemente melhorando algumas propriedades mecânicas, sem alterar a composição química dos materiais, ao utilizar temperaturas abaixo do ponto de recristalização dos metais. Neste trabalho o processo ECAP foi conduzido com corpos de prova na temperatura de 550°C utilizando como material de estudo aço SAE 1020. Os corpos de prova foram separados em três grupos. No primeiro grupo as amostras não foram submetidas a nenhum tratamento térmico entre os passes, no segundo grupo foi aplicado tratamento de alívio de tensões após os passes, e por fim, no terceiro grupo e foi aplicado um tratamento de recozimento intercrítico após o primeiro passe. Ensaios mecânicos de tração, dureza e charpy foram realizados com objetivo de verificar a influência do processo ECAP no comportamento mecânico do aço. Com intuito de verificar as alterações microestruturais causadas pelo processo ECAP foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica e eletrônica de varredura. O trabalho tem como objetivo principal in... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ultrafine grained microstructures obtaining in low carbon steels may contribute to enlarge the application of this material in industry, due to superior properties that can be achieved, such as: mechanical strength, hardness, and toughness. The process known as Equal Channel Angular Pressing (ECAP) induces severe plastic deformation sufficient to modify metals microstructures characteristics, reducing its grains size, and consequently improve its mechanical properties without materials chemistry composition changes, under temperatures below to recrystallization point. At this work ECAP process was carried out with specimens at 550° C using steel SAE 1020 as material. The specimens were divided into three groups. The specimens in the first group none heat treatment was applied between and after ECAP passes, in the second group the specimens were submitted under stress relief heat treatment after ECAP passes, and in the third group, specimens were submitted under intercritical annealing after first pass. Mechanical tensile strength, hardness and charpy impact tests were used with aim to verify the ECAP influence in steel mechanical behavior. In order to verify microstructures evolution caused by ECAP were applied optical and scanning electron microscopy. The aim of this work is grain refining by means of ECAP process with two parts tool elaborated in this study. The microstructure analysis and mechanical tests results shown that the heat treatments applied, combined with ECAP p... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Mauro Hugo Mathias / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Rafael Humberto Mota de Siqueira / Banca: Cássia Cavalcanti da Silva / Resumo: O desenvolvimento dos aços avançados de alta resistência tornou-se fundamental na produção de veículos com peso reduzido, seguros e mais econômicos, dentro do contexto da indústria automobilística. Dentre os aços avançados de alta resistência destacam-se os aços de fases complexas (CP) que são caracterizados por apresentarem alta conformabilidade e alta capacidade de absorção de energia e deformação. Eles são considerados aços multifásicos por apresentarem uma microestrutura complexa formada por ferrita, bainita, martensita e austenita retida e por finos precipitados. O trabalho teve por objetivo fazer uma comparação do aço de fases complexas, mais especificamente o aço CPW-800, com e sem utilização da soldagem a laser, baseado em ensaios mecânicos, tais como de tração; de fadiga axial e de impacto, para analisar as propriedades mecânicas; validar os resultados com uma análise estatística não-paramétrica (teste de Kruskal-Wallis) e realizar um estudo da microestrutura deste material. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir se a solda a laser teve uma influência significativa em relação aos ensaios mecânicos realizados. Em relação à superfície fraturada dos ensaios de fadiga axial e impacto, concluiu-se que a mesma possui característica dúctil do material, com a presença de dimples ou alvéolos. Na análise da microestrutura do aço de fases complexas, foi observado contornos de grãos mais refinados e homogêneos e também que as fases claras compõem-se de ferrita/austenit... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of advanced high strength steels has become essential in the production of safe, lightweight and economical vehicles within the context of the automotive industry. Among the advanced high-strength steels, the complex phase steels (CP) are characterized by high formability and high energy absorption and deformation capacity. They are considered multiphase steels because they present a complex microstructure formed by ferrite, bainite, martensite and retained austenite and by fine precipitates. The aim of this work was to compare the steel of complex phases, more specifically CPW-800 steel, with and without the use of laser welding, based on mechanical tests such as traction; of axial and impact fatigue, to analyze the mechanical properties; validate the results with a non-parametric statistical analysis (Kruskal-Wallis test) and perform a study of the microstructure of this material. From the obtained results it is possible to conclude if the laser welding had a significant influence in relation to the mechanical tests performed. In relation to the fractured surface of the axial fatigue and impact tests, it was concluded that it has a ductile characteristic of the material, with the presence of dimples or alveoli. In the analysis of the microstructure of the steel of complex phases, it was observed more refined and homogeneous grain contours and also that the light phases are composed of retained ferrite / austenite and dark martensite / bainite phases. / Doutor

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

Atualmente, no setor de máquinas agrícolas o uso de aços de alta resistência está começando a ganhar espaço e cada vez mais lembrado nos projetos estruturais; para atender as necessidades citadas acima e também para redução de emissão de poluentes. A utilização dos aços de alta resistência na indústria de implementos agrícolas está focada nos aços DP (Dual Phase), sendo este o objeto de estudo desta presente pesquisa. Este trabalho visa analisar o comportamento mecânico, priorizando a análise de resistência à fadiga em flexão de uniões soldadas através do processo de soldagem de metal de gás ativo (GMAW) utilizando dois tipos de arames como material de adição. Neste estudo foram utilizadas chapas metálicas de aços de alta resistência da marca DOCOL 1000 fabricado pela SSAB e os arames de adição fornecidos pela ESAB, sendo um usado largamente na indústria de maquinas agrícolas e o outro um fio especial desenvolvido para soldagem de aços de alta resistência e baixa liga. O processo de solda robotizada foi adotado para assegurar a homogeneidade dos cordões das juntas durante a obtenção das amostras. Para a análise das características mecânicas das amostras foi realizado o ensaio de flexão estático, caracterização macroestrutural, perfil de microdureza e ensaios de fadiga de flexão em quatro pontos. Os resultados mostraram que a vida em fadiga, por flexão em quatro pontos, nas juntas soldadas com o material de adição para aço carbono comum obteve uma melhor resposta em relação ao material de adição especial para soldagem de aços de alta resistência, porém pode-se verificar que ambas as curvas de fadiga respeitaram a curva de projeto conforme norma. / Nowadays, in the agricultural industry the use of high strength steels is being used each day more and more as well and increasingly coming in our mind in structural designs, to meet the requirements mentioned above and also to reduce the emission of pollutants. The highstrength steels application in the agricultural machinery industry is focused on the DP steels (Dual Phase), which is the subject of this present study. The focus of this work is analyze the mechanical behavior, prioritizing the deflection fatigue strength analysis on welded joints by Gas Metal Arc Welding (GMAW) process using two welding wire types. In this study it was used high strength steels sheet metal called DOCOL 1000, manufactured by SSAB and solder wires supplied by ESAB, and one widely used in the agricultural machinery industry for carbon steel welding and other a special wire developed for high strength. The robotic welding process was used to ensure the homogeneity of the weld bead on the samples manufacture process. For the mechanical characteristics analysis was done the static bending test, macrography, microhardness profile and deflection fatigue tests by four points. The results showed that the fatigue life, four-point bending, at welded joint used welding wire to carbon steel achieved a better result regarding a special welding wire to high strength steel, however, both fatigue curve respected project curve as British Standard.

Em determinadas rotas de manufatura de componentes automotivos, principalmente de produtos do segmento rodoviário pesado, são muito comuns processos de desempeno a quente, assim como outros procedimentos como arqueamento e alinhamento de longarinas. O presente trabalho tem por objetivo traçar os principais impactos destes processos sobre os materiais ASTM A570 GR36-C e o aço de alta resistência e baixa liga norma DIN EN 10149 S700MC em uma rota de fabricação de produtos automotivos com interferência de um procedimento a quente. Esses materiais, quando submetidos a determinados ciclos térmicos para alinhamento a quente, através do aquecimento de algumas regiões pontuais e do posterior resfriamento ao ar calmo têm suas propriedades mecânicas alteradas. Para investigar estas modificações, foram reproduzidas as condições do processo atual para mapeamento de dados de temperatura para os subsequentes ensaios de laboratório. Comparando as amostras submetidas ao ciclo térmico, com as produzidas com a mesma matéria prima sem aquecimento, pode-se verificar o impacto causado pelo processo de alinhamento a quente utilizado sobre as propriedades mecânicas do material. Os resultados mostram que o aço ASTM A570 GR36-C não tem suas propriedades alteradas a ponto de inviabilizar o uso do material. Para o aço DIN EN 10149 S700MC as alterações são expressivas em todos os ciclos térmicos realizados. Com isso, ocorrem modificações na microestrutura pelo tratamento térmico ocasionando a diminuição de algumas propriedades mecânicas importantes, como tensão de escoamento, microdureza e limite de resistência à fadiga. Essas últimas variáveis foram correlacionadas e mostraram o mesmo comportamento. / In certain manufacturing routes of automotive components, especially of heavy road segment products are very common straightening processes hot, as well as other procedures such as bending and alignment of rails. This paper aims to draw the main impacts of these processes on ASTM A570 GR36-C materials and high strength low alloy steel DIN EN 10149 S700MC on a route manufacturing of automotive products with interference from a hot procedure. These materials, when subjected to certain thermal cycles to hot alignment by heating of certain individual regions and the subsequent cooling the still air have changed their mechanical properties. In order to investigate this, they were reproduced the conditions of the current process for temperature mapping data for subsequent laboratory tests. Comparing the samples subjected to thermal cycling with produced with the same raw material unheated, one can ascertain the impact caused by hot alignment process used on the mechanical properties of the material. The results show that the steel ASTM A570 GR36-C does not have its properties changed as to make the use of the material. To DIN EN 10149 S700MC Steel changes are significant in all thermal cycles performed. Thus, changes occur in the microstructure by heat treatment causing a reduction of some important mechanical properties such as yield strength, hardness and fatigue strength limit. The latter variables were correlated and showed the same behavior.

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da taxa de resfriamento na microestrutura e nas propriedades mecânicas do aço API 5L X100 soldado com MAG e analisar a suscetibilidade à trinca induzida pelo hidrogênio deste mesmo aço. Foram realizadas soldas por simples deposição em uma seção de um tubo em cinco diferentes temperaturas de pré-aquecimento (-30, 34, 100, 150 e 200 °C) de modo a se obter diferentes taxas de resfriamento. Em uma segunda etapa, foram realizadas juntas soldadas, com quatro diferentes temperaturas de pré-aquecimento de passe de raiz (32, 100, 150 e 200 °C) e temperatura de interpasse de 100 °C. Para avaliar as propriedades metalúrgicas das amostras soldadas com MAG, foram realizados os ensaios de macrofotografia, microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades mecânicas foram analisadas com o ensaio de dureza Vickers (HV5) e microdureza Vickers (HV0.2); ensaio de tração e ensaio de impacto Charpy. Na última etapa do trabalho, foi realizado o ensaio Tekken, visando avaliar a suscetibilidade do aço API 5L X100 à trinca induzida pelo hidrogênio. Foram utilizados eletrodos revestidos com diferentes condições de umidade com o objetivo de depositar diferentes níveis de hidrogênio no metal de solda. / The aim of this work were to study the influence of cooling rate on microstructure and mechanical properties of an API 5L X100 welded by MAG and to analyze the susceptibility of this steel on hydrogen induced cracking. Bead on pipe welds (BOP) were made into five different temperatures (-30, 34, 100, 150 e 200 °C) aiming to reach different cooling rates during welding. On a second stage of this work, MAG welded joints were made with four different pre-heat temperatures on the root pass (32, 100, 150 e 200 °C) and controlled inter-pass temperature of 100 °C. The metallurgical properties of welds were evaluated by macrograph; light microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The mechanical properties were analyzed by Vickers hardness test (HV5), Vickers microhardness test (HV0.2), tensile test and Charpy V-notch. At the last stage of this work, Tekken test was performed to evaluate the susceptibility of API 5L X100 steel on hydrogen induced cracking. SMAW process was used with electrodes on three different humidity conditions aiming to deposit different hydrogen levels on weld metal.

Aços de alta resistência e baixa liga (HSLA) tem sido amplamente empregados na indústria nos últimos anos, em especial na indústria automotiva, com a finalidade de reduzir peso dos produtos sem prejudicar características importantes como a resistência. O aço LNE 380 vem sendo aplicado na fabricação de peças mais robustas e que passam por processos de dobra. Dessa forma, esse estudo tem como objetivo principal determinar as deformações máximas causadas pelas tensões de tração em chapas do aço de alta resistência e baixa liga NBR 6656 LNE 380 submetidas ao processo de dobramento. Chapas de 6,35mm de espessura foram inicialmente analisadas por meio de ensaios de tração para verificar as propriedades mecânicas do aço. Os ensaios de tração apresentaram uma tensão de escoamento de 469±8MPa e tensão máxima de resistência de 539±3MPa. O ensaio de dobramento semiguiado foi utilizado para detectar o nível de deformação na região externa das chapas, ocasionado pelos esforços de tração durante o processo, bem como seu retorno elástico. No ensaio de dobramento utilizaram-se três raios de punçãovariando o deslocamento do mesmo para se obter diferentes raios de dobra. As máximas deformações relativa e verdadeira foram medidas na região externa da dobra, e posteriormente comparadas com resultados teóricos a fim de validar equações indicadas na bibliografia. Os valores teóricos variaram conforme o raio do punção, diferente do observado nos ensaios, onde a deformação permaneceu a mesma para todos os três raios utilizados. A maior deformação, calculada e medida, refere-se ao ensaio realizado com o menor raio de punção, assim como o maior Fator de Retorno Elástico. Verificou-se que no ensaio de dobramento, para o aço LNE 380, nas condições pré-definidas, a variação do raio do punção não interferiu de forma significativa nos resultados, uma vez que, as deformações e retorno elástico medido obteram valores próximos para diferentes raios. / High Strength Low Alloy (HSLA) steels have been widely used in the industry in the last years, especially in the automotive industry, in order to reduce weight products without impairing important characteristics such as strenght. The LNE 380 steel has been applied in the manufacture of more robust parts and that go through bending process. Therefore, this study has as main objective to determine the maximum deformation caused by the tensile stresses in sheets of High Strength Low Alloy steel NBR 6656 LNE 380 submitted to bending process. Sheets of 6,35mm thick were initially analyzed by tensile tests to verify the mechanical properties of the steel. The tensile tests showed a yield stress of 469±8 and maximum tensile strength of 539±3. The semi-guided bending test was used to detect the level of deformation in the external fibers of the sheets, caused by tensile stresses during the process, as well as their springback. Three punch radii were used in the bending test varying their displacement to achieve different bending radii. The maximum relative and true deformations were measured in the outer region of the bend, and subsequently compared with theoretical results in order to validate equations used in the bibliography. The theoretical values varied according to the punch radius that was different from those observed in the tests, where the deformation remained the same for all three radii used. The largest deformation calculated and measured refers to the test performed with the smallest punch radius, as well as the largest springback fator. It was observed that in the bending process, for the LNE 380 steel, under the pre-defined conditions, the variation of the punch radius did not interfein the results significally, since the values of deformation and springback measured were similar for different radii.

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: Antonio Jorge Abdalla / Coorientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: Olivério Moreira de Macedo Silva / Resumo : Este trabalho tem como objetivo avaliar e quantificar as possíveis perdas na resistência mecânica da junta soldada de aço MARAGING 300, após a realização de até três reparos no cordão da solda. O Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) projeta, desenvolve e fabrica foguetes de sondagem e veículos lançadores de satélites (VLS) utilizando propelente sólido e o envelope metálico é o responsável por suportar a pressão de trabalho durante a queima deste propelente. Atualmente o envelope motor é fabricado em aço 300M-ESR e, devido a uma série de vantagem nas propriedades mecânicas encontradas e no processo de confecção, o IAE estuda a substituição do aço 300M-ESR pelo aço MARAGING 300. O método de soldagem utilizado para a realização do trabalho foi o processo de soldagem a plasma (PLASMA ARC WELDING - PAW) em passe único, utilizando-se a técnica keyhole com metal de adição. Estas juntas soldadas são avaliadas por ensaios não destrutivos, adotando critérios de aceitação de acordo com a norma AWS D17.1. Neste trabalho, a confecção dos reparos foi feita de forma manual, utilizando o método TIG (TUNGSTEN INERT GAS). Foram realizadas as avaliações de resistência mecânica, perfil de dureza Vickers (HV) por microindentações, análises químicas, análises metalográficas e fractográficas da junta soldada nas diversas condições de soldagem. Os resultados mostram que após a solda e reparos, antes do tratamento térmico de envelhecimento, a região fundida e a região adjacente à solda apresentam uma dureza abaixo das outras regiões afetadas termicamente, isto se deve a segregação de solutos na região. Com o envelhecimento há uma elevação nos níveis de dureza de cerca de 200HV, porém a zona fundida e a zona próxima à solda permanece com uma dureza um pouco inferior ao restante do material. As anális... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study aims to evaluate and quantify the possible losses of mechanical resistance in the welded join of MARAGING 300 steel submitted within three after repairs in the cords of the welded. The Institute of Aeronautics and Space (IAE) designs, develops and manufactures sounding rockets and satellite launcher vehicles (VLS) using solid propellant and the motor case is responsible for supporting the pressure during the burning of this propellant. Currently, the motor case is made of 300M-ESR steel. Due to a number of advantages found in the mechanical properties and the manufacturing process, IAE is studying the replacement of 300M-ESR steel by MARAGING 300 steel. The welding method used for achievement of the work was the process of plasma arc welding (paw) in a single pass, using the keyhole technique with filler metal. The welded joints are evaluated by adopting non-destructive testing acceptance criteria according to AWS D17.1. In this work, the repairs were done, manually, using the tungsten inert gas method (TIG). Measures of mechanical strength, Vickers hardness (HV), chemical analysis, metallographic analysis and fractography of the welded joint were made at the various welding conditions. The results show that after welding and repair and before the aging heat treatment the adjacent region to the weld fusion zone have hardness lower than other regions affected thermally. It is due to segregation of solute in the region. After aging treatment there is an increase in levels of hardness of about 200HV, but the fusion zone and near the weld zone with hardness remain slightly lower than the rest of the material. The analyzes of the fractured surface showed that the rupture of the specimens occurred in the region of the heat affected zone near the weld , and has a appearance of mixed fractures with formation predominantly of microvoid (dimples) ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre