Orientadores: Paulo Roberto Mei, Hans Jurgen Kestenbach / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T16:38:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bellon_JulioCezar_M.pdf: 19486463 bytes, checksum: 0c380788907e194fb8cb468774a5a726 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Realizou-se um estudo sobre a influência de diferentes condições de laminação e resfriamento controlados, simulativos de laminação de tiras a quente, na formação de microestrutura e, por implicação, nas propriedades mecânicas de um aço bainítico de baixo carbono microligado com nióbio, titânio e boro. Adicionalmente ao estudo dos efeitos dos parâmetros de processo, verificou-se também a influência do boro nas propriedades do material. O tratamento termomecânico foi conduzido em escala de laboratório, utilizando-se um laminador FENN duo-reversível de 25 HP. As amostras foram inicialmente reaquecidas a 1200°C, mantidas nesta temperatura por uma hora, e então laminadas na região de rápida recristalização da austenita (1150°-l050°C), com 50% de redução total em três passes, seguido por uma etapa de deformação em baixas temperaturas, correspondentes a região de não recristalização da austenita. Neste último estágio, foram aplicadas diferentes quantidades totais de redução e faixas de temperaturas de laminação. Após a deformação, as amostras foram submetidas a resfriamento ao ar ou acelerado, seguido de resfriamento lento simulando o processo de bobinamento. Neste último estágio, foram utilizadas três temperaturas iniciais. Os resultados obtidos mostraram que, para as condições experimentais aplicadas, o aumento da quantidade total de deformação e o abaixamento das temperaturas de laminação de acabamento, melhoraram a tenacidade provocando contudo uma pequena queda na resistência mecânica. O resfriamento acelerado, seguido de baixas temperaturas de bobinamento, resultou em um ganho de resistência mecânica, sem prejuízo significativo às propriedades de impacto. Finalmente, foi possível comprovar a importância do boro no desenvolvimento de aços bainíticos / Abstract: The influence of different conditions of controlled rolling and cooling was studied, simulating the industrial process of hot strip mill. This simulation aimed the investigation of microstructure formation and mechanical properties of a low carbon bainitic steel microalloyed with niobium, titanium and boron. In addition to the analysis of process parameters, the influence of boron on the material properties was evaluated. The experiments were performed in a thermomechanical processing laboratory, using a 25 HP FENN reversible rolling mill. The samples were initially reheated to 1200°C, kept at this temperature for one hour, and then rolled in the region of high temperature austenite (1150°-1050° C) with 50% of total reduction in three passes, followed by one step of deformation at low temperatures, corresponding to the region of non-recrystallization of austenite. In this stage, three rolling temperature ranges and cumulative reductions were used. After rolling, the samples were submitted to either air or accelerated cooling and then slow cooled , simulating the coiling processo For the latter step, three initial temperatures were applied. The experimental results indicated that increasing the cumulative reduction and lowering the finishing pass temperatures improve the material toughness, with a slight decrease on the Yield Stress and Tensile Strength. Increasing the cooling rate and reducing the coiling temperature, improved the mechanical strength with no significant deterioration on the impact properties. Finally, the importance of boron addition was confirmed for the development of bainitic steels / Mestrado / Engenharia de Materiais / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-05Bitstream added on 2014-06-13T20:16:10Z : No. of bitstreams: 1 silva_ea_me_guara.pdf: 1498613 bytes, checksum: 06fa171181e5ced1500ca8c7e2468fc9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este projeto é um estudo do efeito springback em quatro tipos de aços de alta resistência, sendo estes bifásico, baixo carbono, endurecível após pintura e com interstícios livres, aplicados atualmente como matéria-prima na produção de veículos. Neste contexto está inserido o desenvolvimento de novos aços avançados de alta resistência em consonância com o projeto ULSAB-AVC, que visa à produção de veículos seguros e econômicos para o século 21. A caracterização mecânica do efeito springback foi realizada por intermédio de ensaio de conformação mecânica, denominado dobramento de três pontos ao ar, como uma adaptação ao ensaio de flexão cilíndrica livre. Foram avaliadas também as propriedades mecânicas do material definidas pelo ensaio de tração, objetivando a determinação da resistência à tração, do limite de escoamento e do alongamento. Além disso, foi avaliada a caracterização microestrutural dos aços avançados, identificando e quantificando-se as fases presentes em coexistência por meio do processamento digital de imagens. Os resultados mostram que o efeito springback no aço bifásico, devido à sua alta resistência mecânica, apresenta as maiores taxas de springback e causa uma diminuição na “razão de aspecto” dos grãos que sofreram conformação mecânica e tentaram retornar às suas formas originais. Aços de baixo carbono e endurecíveis após a pintura, não sofrem efeito springback suficiente para causar alteração na forma dos grãos, sendo que a variação da “razão de aspecto” depende da combinação do alongamento e resistência mecânica destes aços. Já o aço com interstícios livres, devido a sua menor resistência mecânica, o efeito springback apresenta as menores taxas e a variação da razão de aspecto depende somente da capacidade de alongamento desse aço / This is a study of the springback effect on four kinds of high strength steel, wich are dual-phase, low carbon, bake hardening and interstitial free, currently used as feedstock in the production of vehicles. In this context is inserted the development of new advanced high steel resistance in accordance with the project ULSAB-AVC, which aims to produce safe and economical vehicle for the 21st century. The mechanical characterization of the springback effect was performed by means of a test of mechanical conformation, called three-point air bending, done by adapting to unconstrained cylindrical bending test. Were also evaluated the mechanical properties of material defined by the tensile test, in order to determine the tensile strength, yield strength and the elongation. Furthermore, was performed the microstructural characterization of advanced steels by identificating and quantificating of present phases in coexistence by means digital image processing. The results indicates that the springback effect in dual-phase steel, due to its high mechanical strength, has the highest springback rates and causes a decrease in the “aspect ratio” of the grains that suffered mechanical conformation attempting to return to its original forms. Low carbon and bake hardening steels, have not enough springback effect to cause change in the shape of the grains and the change of the “ratio aspect” depends on the combination of both elongation and mechanical strength of these steels. Yet on the interstitial free steel, due to its lower mechanical strength, the springback effect has the lowest rates and the change in “aspect ratio” depends only on elongation capacity of the steel

Resumo: A conformação de chapas metálicas é destaque entre os processos de fabricação, principalmente na indústria automotiva. Nas últimas décadas, o aumento da concorrência e a crescente demanda por diminuição de peso, alto desempenho e estruturas resistentes a impacto nos automóveis vêm forçando a indústria do aço, as montadoras e a comunidade científica a se concentrar em uma produção mais eficiente. Como resultado desses esforços, um aumento significativo no uso de aços avançados de alta resistência (Advanced High Strength Steel - AHSS) em automóveis foi observado na última década. Assim, é necessário entender a conformabilidade destes materiais como uma melhor forma de redução de custos e otimização dos processos. Para maior precisão durante a estampagem desses materiais, o retorno elástico tem uma influência significativa. O efeito Bauschinger também tem uma grande influência, pois os processos de dobra, desdobra e redobra são comuns durante a conformação - especialmente com matrizes que usam drawbeads para esticar a chapa. O principal objectivo do presente estudo foi analisar a influência do retorno elástico - relacionados com o efeito Bauschinger - sobre os aços de plasticidade induzida pela transformação (TRIP – Tranformation Induced Plasticity). Os ensaios levaram a uma compreensão detalhada da influência do efeito Bauschinger sobre o retorno elástico mostrando que este aumenta o ângulo de retorno elástico para o aço TRIP 800.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-19. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:43Z : No. of bitstreams: 1 000832736.pdf: 1526672 bytes, checksum: ee8bfcad1aecbfafe63ac8c11901722b (MD5) / Este trabalho é uma proposta para facilitar a quantificação da usinabilidade de um material de alta resistência destinado à produção de peças de segurança para indústria automotiva. A complexidade dos processos de usinagem necessita do desenvolvimento de um método de avaliação da usinabilidade nas mãos de quem produz o material e, pelo grande número de parâmetros envolvidos, dificulta a rápida e precisa obtenção de resultados. A evolução tecnológica tende a desenvolver materiais com melhores propriedades mecânicas e com microestruturas mais refinadas que oferecem maior resistência à usinagem. Neste trabalho foram desenvolvidas ferramentas que permitiram simular uma situação real de usinagem de barras do aço DIN C45, por torneamento radial. O objetivo do trabalho foi avaliar os parâmetros do processo atualmente utilizado, bem como, estabelecer um padrão de referência para aferição, no próprio fornecedor, de melhorias implantadas neste produto. Como resultado foi possível confirmar que o avanço e a rotação atualmente utilizados estão perfeitamente adequados. Entretanto, outro ângulo de saída proposto apresentou aumento significativo da vida da ferramenta nas várias condições testadas. Foi possível realizar a quantificação da usinabilidade, conforme a intenção inicial deste trabalho / This is work is a proposal to quantify the machinability of a high strength material for safety parts production in automotive industry. The complexity of machining processes requires development of an evaluation method of machinability that can be done by those who produce the material before the end-user involvement and, mainly due to large number of parameters involved, it's difficult to obtain fast and accurate results. Technological evolution leads to the development of materials with improved mechanical properties and finer microstructures that offer greater resistance to machining. This work aimed to establish tools that simulated a real situation machining grade DIN C45 steel bars. The goal was to evaluate the process parameters used currently and also to establish a benchmark for evaluation in laboratory for future improvements to be incorporated in the steel bar. In this evaluation, it was confirmed that the advance and speed currently used are perfectly adequate. However, another angle output proposed achieved superior results, significantly increasing tool life in several conditions tested

Resumo: O processo de conformacao de chapas metalicas e amplamente utilizado na industria de transformacao da materia-prima, com destaque para a producao de pecas por dobramento. Nesse trabalho foram conformadas tiras de acos HSLA450, DP800 e TRIP800 pelos processos de dobramento em L e em V, visando atingir uma geometria pre-determinada, sem retorno elastico. O retorno elastico e muito comum em processos de conformacao e tambem de extrema importancia, pois, muitos componentes estruturais sao fabricados pelo processo de dobramento de chapas, sendo posteriormente interligados mediante elementos de uniao. Entretanto, a falta de precisao dimensional dessas chapas dobradas devido a recuperacao elastica, pode resultar em um pre-tensionamento das juntas e elementos de uniao, devido a montagens forcadas, o que pode resultar em falha prematura desses componentes. Assim, foi medido o retorno elastico apos dobramento em L e percebida a variacao do mesmo com diferentes raios de dobra. Foi percebido tambem, que a forca aplicada na chapa durante os processos de dobramento teve variacao com raio de curvatura. No dobramento em V foram aplicadas forcas superiores a necessaria para processo e verificou-se reducao de retorno, anulacao e ate avanco elastico com o aumento da forca aplicada na regiao da dobra.

Resumo

Orientador: Paulo Roberto Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T14:50:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gorni_AntonioAugusto_D.pdf: 6389357 bytes, checksum: 00771a700092212223f9d461024195fc (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo caracterizar o efeito de diferentes condições de laminação a quente controlada sobre a microestrutura e propriedades mecânicas de dois aços de baixa liga e alta resistência equivalentes ao HY -80 que dispensam tratamento térmico de têmpera e revenimento. A primeira liga é endurecível por precipitação de cobre (HSLA-80), enquanto que a segunda apresenta teor extra-baixo de carbono e microestrutura bainítica (ULCB). Na primeira série de ensaios de laminação foi estudado o efeito do grau de deformação total aplicado aos corpos de prova; já na segunda série variou-se a temperatura final de laminação. As amostras laminadas de aço HSLA-80 foram submetidas a um tratamento térmico de envelhecimento adicional. Foi constatado que o parâmetro mais importante do processo de laminação controlada foi o grau total de deformação a quente aplicado ao corpo de prova, o qual influenciou de maneira decisiva todas as propriedades mecânicas nas duas ligas aqui estudadas, com exceção de sua ductilidade e da razão elástica do aço ULCB. A temperatura de reaquecimento influenciou apenas no limite de resistência de ambas as ligas. Já a temperatura de acabamento afetou significativamente sua tenacidade / Abstract: This work was developed to characterize the effect of different controlled rolling conditions upon the microstructure and mechanical properties of two high strength low alloy steels, equivalent to the HY-80 alloy, but that do not need to be submitted to a quenching and tempering heat treatment. The first alloy hardens through copper precipitation (HSLA-80), while the second one has extra-Iow carbon content and bainitic microstructure (ULCB). In the first rolling test series total strain applied to the specimens was varied, while in the second one the effect of several finishing temperatures was studied. All HSLA-80 rolled samples were additionally aged. It was verified that the most important controlled rolling parameter was the total strain applied to the specimens, which strongly influenced all mechanical properties, except ductility and yield ratio of the ULCB alloy. The austenitizing temperature only influenced the tensile strength of both steels. For its turn, the finish rolling temperature significantIy influenced their toughness / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

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

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-29Bitstream added on 2014-06-13T20:08:14Z : No. of bitstreams: 1 000733897.pdf: 2970916 bytes, checksum: 143c1c49a5232d5c6446207a9fe58878 (MD5) / O desenvolvimento do saços avançados de alta resistência tornou-se fundamental na produção de veículos com peso reduzido, seguros e mais econômicos, dentro do contexto daindústria 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. O trabalho tem por objetivo caracterizar a microestrutura do aço de fases complexas. Foram empregadas metalografia convencional e colorida, utilizando os reagentes químicos Nital, Metabissulfito de Sódio e LePera para a identificação das fases presentes no material. As análises da microestrutura final foram feitas via microscopia óptica, utilizando-se atécnica mais clássica que é a iluminação em campo claro, mas também foram utilizadas algumas técnicas diferentes tais como, iluminação em campo escuro,contraste por interferência diferencial (DIC) e método de luz polarizada.Os resultados mostraram que, de maneira qualitativa, para os ataques químicos com os reagentes Nital, Metabissulfito de Sódio e LePera se mostrarameficientes, pois pode-se identificar as fases presentes no aço CP; de maneira quantitativa, para o ataquefeito com Nital também se mostraram eficazes para as quatro condições de microscopia óptica,tais como iluminação em campo claro; em campo escuro; DIC e método de luz polarizada, porcausa da estabilidadedos valores para o cálculo das frações de área das fases presentes neste material / The development of advanced high-strength steels became instrumental inthe production of vehicles with reduced weight, insurance, andmore economical, within the contextof the automobile industry.Among the advanced high-strengthsteels are steels complex phase (CP) that are characterized by having high formability and high energy absorption capacity anddeformation. They are considered multiphase steels for presenting a complex microstructure consisting of ferrite, Bainite, martensiteand retained austenite. The work aims to characterize the complexphase steelmicrostructure.Were employed conventional metallography and colorful, using chemical reagentsNital, sodium metabisulfite andLePera for identification of phases present in the material. The final microstructure analyses were made via optical microscopy, usingmore classicaltechnique that is the bright field lighting, but also some different techniques were used such as lighting in dark field, differential interference contrast (DIC)and method of polarized light. The results showed that, of qualitative way, for the chemical attacks with Nital reagents,sodium metabisulfite and LePera were efficient, as it can identify the phases present in the CP steel; quantitative manner,for the attack made with Nital also proved effective for the four conditionsof optical microscopy, such as bright field lighting; in dark field; DIC and method of polarizedlight, because ofthe stability ofthe values for the calculation of area fractions ofphases present in this material

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-07Bitstream added on 2015-03-03T12:06:19Z : No. of bitstreams: 1 000807057.pdf: 9421347 bytes, checksum: e563f643a679eff568524af829cabda2 (MD5) / Na exploração e transporte de petróleo e gás em águas profundas, os dutos submarinos estão sujeitos a altas tensões e devem suportar elevadas cargas estáticas e dinâmicas oriundas da pressão externa e interna do fluido, do próprio peso e das correntes marítimas as quais podem levar a falhas catastróficas. O comportamento em fadiga dos tubos empregados em sistemas de dutos submarinos vem sendo estudado através de ensaios de propagação de trincas por fadiga, a fim de se obter dados experimentais para definição de inspeções mais seguras de manutenção periódica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da propagação de trinca por fadiga no metal base localizado a 90° e a 180° da junta soldada, bem como no metal de solda da junta soldada longitudinal formada pelo processo a arco submerso de dutos submarinos API 5L X70 destinados ao transporte de gás, petróleo e seus derivados. Os ensaios de propagação de trincas por fadiga foram realizados de acordo com a norma ASTM E-647 em corpos de prova do tipo tração compacto C(T). As curvas da taxa de propagação de trinca por fadiga (da/dN) em função de ?K e as respectivas constantes da lei de Paris foram obtidas a partir de carregamentos sob amplitude constante com razão de carga 0,1. Para cada região do metal base foram extraídos dois corpos de prova ao longo da espessura, sendo um nas proximidades do diâmetro externo e o outro nas proximidades do diâmetro interno. Analogamente em relação ao metal de solda, foi retirado um corpo de prova com entalhe na solda de raiz e outro na solda de reforço. A partir das curvas a vs. N pôde-se inferir que o metal base localizado a 90° da junta soldada tendeu a apresentar uma menor resistência ao crescimento da trinca quando comparado ao metal base localizado a 180°. De maneira geral, os resultados obtidos a partir das ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / In deep water offshore extraction and transport of oil and gas, the pipelines are undergo high stresses. It has to withstand high static and dynamic loads arising from external and internal fluid pressure, its own weight and sea currents that can lead to catastrophic failures. The fatigue behavior of the employed pipe in the offshore pipeline systems has been studied with aid of fatigue crack growth tests, in order to obtain experimental data for definition of safer periodic maintenance inspections. The objective of this work was to assess the fatigue crack propagation behavior in the base metal 90° and 180° from the welded joint of offshore pipeline API 5L X-70 grade steel commonly employed in the transport of oil and gas. In addition, the fatigue test was carried out in the weld metal of a longitudinal welded joint obtained by SAW (Submerged Arc Welding) process. The fatigue crack propagation tests were performed in accordance with ASTM E647 from compact tension specimens C(T). The crack growth rates curves (da/dN) as a function of ?K and the Paris law constants were obtained under constant load amplitude conditions at the stress ratio level of 0,1. For each specific region of base metal (90° and 180°) two specimens were taken across the thickness, one close to the outside diameter and other nearby to the inner diameter. Likewise, two samples were taken from weld metal, one specimen for a root weld and one for a reinforcement weld. From the a vs. N curves it could be inferred that the base metal specimens taken from location 90° tended to have lower fatigue crack growth resistance than the base metal taken from location 180°. Overall, the achieved outcomes from da/dN vs. ?K curves indicated that the fatigue crack growth rate for the base metal taken from location 90° was higher than base metal taken from location 180°... (Complete abstract click eletronic access below