Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T11:50:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 283350.pdf: 12488391 bytes, checksum: 9e45023e00031f5dff764197484e6293 (MD5) / Equipamentos industriais como turbinas hidráulicas são suscetíveis ao desgaste por erosão-cavitação, que se traduz na perda progressiva de material superficial causada pelo impacto das bolhas de vapor formadas em um líquido à pressão e temperaturas críticas. Como a cavitação está sendo conduzida em um meio fluido poderá ocorrer um processo de corrosão associado ao fenômeno puramente mecânico. Este trabalho apresenta os resultados de um estudo de cavitação-corrosão para o aço inoxidável martensítico CA-6NM, tomado como referência por ter desempenho conhecidamente satisfatório do ponto de vista da erosão-cavitação, em comparação com o material cavitalloy no estado "como soldado", como representante típico dos aços inoxidáveis austeníticos ricos em cobalto, atualmente empregados em reparos de turbinas hidroelétricas. O objeto desta investigação foi, essencialmente, verificar a representatividade da corrosão no sistema cavitação-corrosão. Para tal, foram levantadas curvas de polarização potenciodinâmicas em meio de NaCl 3,5% não-desaeradas em condições estáticas e associadas à cavitação. A caracterização das amostras foi feita através de análises da microestrutura, medidas de microdureza e análise por dispersão de energia via microscopia eletrônica de varredura. De acordo com os resultados obtidos constatou-se que, o material ensaiado "como soldado" Cavitalloy não apresentou tranformação de fase austenítica para martensítica associada à deformação a frio devido ao curto período de tempo que foi submetido à cavitação. Observou-se que as avarias provocadas pelo rompimento do filme passivo no ensaio de corrosão para ambas as amostras assumiram uma distribuição menos densa em comparação com a densidade dos defeitos verificada nos materiais submetidos à cavitação-corrosão. As condições de formação do filme passivo são modificadas quando o ensaio de corrosão é conduzido junto à cavitação. Os resultados experimentais mostram que, na busca do aumento da vida útil dos materiais, deve-se levar em conta que o fenômeno mecânico contribui em mais de 90% no processo de cavitação-corrosão.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T19:02:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 243138.pdf: 6148288 bytes, checksum: ff7f2ca121609f197fec313ad4fff4ac (MD5) / O presente trabalho teve por objetivo estudar o comportamento das transformações martensíticas induzidas por deformação de duas chapas de aços inoxidáveis austenítico AISI304N e AISI304H, submetidas a diferentes caminhos de deformação. Este estudo utilizou curvas de limite de conformação - CLC´s, para determinar possíveis correlações entre a conformabilidade das chapas e suas variações microestruturais obtidas durante a deformação. Quando os aços inoxidáveis austeníticos são deformados, podem transformar parte da austenita em martensita- e/ou , principalmente se os esforços aplicados estiverem abaixo da temperatura Md. Durante estas transformações, há também uma mudança no seu comportamento magnético que pode ser utilizada para o acompanhamento da proporção de fases transformadas sob diferentes condições de deformação. Embora tenha se verificado a existência de inúmeros trabalhos que relacionam a obtenção desta martensita com diferentes níveis de deformação e temperaturas, existe ainda pouca informação sobre as relações destas propriedades com as características de conformabilidade das chapas de aço inoxidável austenítico e, que sejam aplicadas a condições fora de carregamentos trativos. Assim, este trabalho avaliou as propriedades de conformabilidade de duas qualidades de chapas de aços inoxidáveis austeníticos, o AISI304 e o AISI304N, por ensaios de tração e de Nakazima, relacionando as variações dos caminhos de deformação com as mudanças microestruturais. Os resultados mostraram uma dependência das microestruturas induzidas com os diferentes caminhos de deformação. The present work was intended to study the effect of strain paths on the martensitic induced transformation of austenitic stainless steel AISI304N and AISI304H, and it's correlations between mechanical behavior and conformability. The austenite present in this steels, can be transformed by deformation, change of initial microstructure to martensite-e and martensite- ´. This transformation changes too the magnetic properties, from paramagnetic to ferromagnetic and the mechanical properties of austenitic stainless steels, and depending of conditions, to contribute to improve the uniform deformation. Although many works has been done about the mechanic properties and martensitic induced transformations, it's a few in studies about strain path from tension test and rolling process. Then, the objective of this work was to study two austenitic stainless steels, AISI304N (with 1,5%w copper) and AISI304H, by microstructural and mechanical evaluation, and to correlate their conformabilities with microstructures, using like base the Foming Limits Diagram´s to simulate different strain path's.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciências e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:50:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210336.pdf: 6041832 bytes, checksum: 7041aad6235affc1f4899d991f0a0831 (MD5) / A erosão por cavitação deteriora componentes em serviço, tais como partes metálicas de bombas de água, válvulas e, em especial, pás de turbinas hidráulicas, sendo nesse último caso responsável por elevados prejuízos, ligados tanto aos custos da manutenção direta, como sobretudo às enormes perdas devido à interrupção na geração de energia elétrica. As pás de turbinas hidráulicas necessitam, portanto serem protegidas para que apresentem um maior tempo de operação e, um maior intervalo entre as intervenções de manutenção. Atualmente a principal solução consiste no revestimento superficial do substrato, em geral de aço carbono ou baixa-liga, pelo depósito de um material mais nobre por soldagem Dentre os materiais aplicados para revestimentos incluem-se aços inoxidáveis austeníticos, destacando-se os aços inoxidáveis ao Co, e ligas à base de Co, no entanto esses últimos são mais sensíveis a trincas, difíceis de esmerilhar e de mais alto custo. Nesse contexto este trabalho buscou formular, depositar e avaliar aços inoxidáveis ao Fe-Cr-Mn-Si-N, depositados pelo processo PTA, que tem como uma de suas principais características a grande flexibilidade na formulação e deposição de novas ligas. A resistência à erosão por cavitação avaliada segundo a norma ASTM G 32-85, ao lado da microestrutura caracterizada por microscopia ótica e MEV, da composição química determinada por ASS, da análise das fases presentes nos revestimentos antes e após a erosão por cavitação avaliadas no EDX, da qualidade da superfície dos depósitos avaliados por END, serviram como critérios para avaliar os revestimentos depositados. Verificou-se que os revestimentos apresentaram boa soldabilidade (sem trincas de solidificação, baixa porosidade, boa molhabilidade, bom acabamento superficial), baixo custo de produção e especialmente a liga L03* (0,03%C; 0,35% N; 13,2%Cr; 11,8% Mn; 2,8%Si; bal %Fe), dureza e resistência à erosão por cavitação bem próxima as principais ligas comerciais destinadas a essa função.

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: O aço inoxidável austenítico 316L é um material empregado nas indústrias que requerem resistência à corrosão e mecânica como a indústria de petróleo, gás natural e papel e celulose. O uso do laser vem se tornando uma ferramenta atrativa em relação as soldagens convencionais, devido aos seus benefícios que vão desde processo sem contato, controle de energia do feixe e fácil automatização do sistema. Nesse trabalho o objetivo foi analisar a influência do processo de soldagem laser pulsado Nd: YAG nas características mecânicas e microestruturais da junta soldada de chapas de aço inoxidável austenítico AISI 316L com 1,0 mm de espessura, averiguando o efeito da energia de soldagem nas características do cordão de solda desenvolvidas no Laboratório de Soldagem Laser, do Departamento de Engenharia Mecânica da FEIS UNESP. Foram realizadas soldagens de juntas de chapas aço inoxidável austenítico com valores fixos de energias de soldagem em 8 Joules, largura temporal em 4 ms, velocidade de soldagem em 1 mm/s, variando apenas a frequência entre 2 e 10 Hz, com isso obteve-se diferentes taxas de sobreposição, com proteção gasosa de argônio. Com as diferentes condições obtidas foram realizadas análises macrográficas das juntas soldadas, através de secções transversais das mesmas e, ensaios de microdureza Vickers e ensaios de tração. Os resultados obtidos mostraram que o cordão de solda se comportou de forma frágil, rompendo-se todos no cordão, a fractografia da seção transversal aparentem... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Erick Siqueira Guidi / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: Este trabalho possui como principal objetivo elaborar e parametrizar uma comporta deslizante conforme norma AWWA C561. Inicialmente uma pequena revisão bibliográfica é apresentada com o intuito de fornecer o embasamento teórico necessário para realizar o projeto e a parametrização. Diversos modelos 3D são criados, com vãos de 200 x 200 mm até 1500 x 1500 mm para verificar a funcionalidade do projeto e da parametrização. Simulações em elementos finitos também foram realizadas utilizando os softwares Autodesk Inventor e ANSYS Workbench. Sendo o ANSYS um software específico para simulações em elementos finitos, os resultados obtidos no Inventor são comparados com os resultados do ANSYS para validar sua utilização quanto a obtenção de tensões de von Mises e deslocamento. Após a análise dos resultados concluiu-se que os valores simulados no Inventor são satisfatórios. Um cuidado especial deve ser tomado com a concentração de tensão encontrada na região dos apoios, onde o esforço cortante é predominante / Abstract: This work, presents as its main objective to create and parameterize a project of a sliding gate according to AWWA C561. Initially, a theoretical review is presented with the intention to provide the theoretical foundation needed to accomplish the project and the parametrization. Different 3D models are created with the span varying from 200 x 200 until 1500x 1500 in order to verify the workability of the project and the parametrization. Finite elements simulations are performed using the software Autodesk Inventor and ANSYS Workbench. As the ANSYS is a specific software for finite elements simulations, the results obtained using the Inventor are compared to the results using ANSYS to validate its usage when obtaining von Mises stress and displacement. After analyzing the results, it was concluded that the values found in the Inventor simulations are satisfactory. A special attention must be taken with the stress concentration on the support region, where the shear stress is predominant / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-01T04:08:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333863.pdf: 4459835 bytes, checksum: 875cbc576e50e1051979119c5f07c3bf (MD5) Previous issue date: 2015 / A crescente demanda por energia estimula a pesquisa em materiais que permitam ampliar a eficiência das usinas termelétricas a vapor, com a adoção de temperaturas e pressões de trabalho cada vez mais elevadas. O aço inoxidável martensítico X22CrMoV12-1 (equivalente ao aço 12Cr1MoV), laminado a quente e endurecível por precipitação, foi desenvolvido para uso em palhetas de turbinas a vapor, possuindo alta resistência à fluência e à corrosão. A precipitação de carbonetos M23C6 e MX no revenido permite que o aço X22CrMoV12-1 mantenha grande parte de suas propriedades mecânicas mesmo após longo tempo em serviço, onde pode atingir temperaturas próximas a 600 °C. É de grande interesse compreender a influência dos tratamentos térmicos de revenido na microestrutura e no comportamento mecânico, visando o aumento da eficiência energética de turbinas a vapor. Diferentes tratamentos foram empregados com o objetivo de obter elevada resistência mecânica, utilizando temperaturas de revenido de 660, 690 e 740 °C. Corpos de prova do material foram usinados e tracionados a quente, aplicando-se quatro velocidades de deformação (0,005; 0,05; 0,5 e 5 mm/min) e três temperaturas de ensaio (500, 550 e 600 °C), a partir dos quais foram obtidos parâmetros de Larson-Miller. Os corpos de prova revenidos a 660 °C apresentaram os maiores valores de resistência mecânica, quando comparados ao aço tratamento termicamente em temperaturas mais elevadas, enquanto sua microestrutura mostrou-se mais refinada.<br> / Abstract: The increasing demand for energy brings interest to materials that can raise the efficiency of thermoelectric steam power plants, with the adoption of higher temperatures and pressures of operation. The martensitic stainless steel X22CrMoV12-1 (equivalent to a 12Cr1MoV steel), hot rolled and hardened by precipitation, was developed for use in steam turbine blades, having high creep and corrosion resistance. The precipitation of M23C6 and MX carbides during temper allows the steel X22CrMoV12-1 to maintain great part of its mechanical properties even after long service, where temperatures around 600 °C can be reached. There is a great interest to understand the influence of precipitation treatment in its mechanical behavior, in order to increase the energy efficiency of thermoelectric turbines. Different treatments were applied to obtain high mechanical strength using tempering temperatures of 660, 690 and 740 °C. Specimens of the material were machined and hot tensile tested using four deformation rates (0.005, 0.05, 0.5 and 5 mm/min) and three test temperatures (500, 550 and 600 °C), obtaining Larson-Miller parameters. The specimens tempered at 660 °C showed higher mechanical strength compared to the steel specimens tempered at higher temperatures, also exhibiting a more refined microstructure.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T20:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 207496.pdf: 3676871 bytes, checksum: 0bc84ff93d3acc97fae377c16f432b23 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T11:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 202018.pdf: 13149703 bytes, checksum: 2a69394c6899fa7ea466471ce2f73ac8 (MD5) / Indústrias de gás e óleo apresentam problemas sérios relacionados à corrosão por dióxido de carbono e ácido sulfídrico. Neste trabalho foram avaliados os comportamentos dos aços inoxidáveis 13Cr e 13Cr-5Ni-2Mo quando expostos aos meios úmidos de CO2, H2S e alto teor de Cl- e acetato presentes em linhas de produção de petróleo. Estes meios foram simulados em autoclaves e em LOOP de corrosão. Através de impedância eletroquímica, resistência à polarização linear, ruído eletroquímico e perda de massa os aços foram caracterizados. Observou-se a alta resistência á corrosão do 13Cr-5Ni-2Mo em relação ao 13Cr, estando todos os resultados coerentes entre si. Após os ensaios, amostras foram levadas ao MEV para caracterização. O 13Cr apresentou camadas espessas que crescem a temperatura e o 13Cr-5Ni-2Mo apresentou camadas perceptíveis ao MEV apenas em 175oC. A composição das camadas foi obtida por EDS, ESCA e DRX. O EDS indicou camadas ricas em Cr e Fe no 13Cr para todos os meios, e presença de S nos de H2S, indicando à presença de FeS. O ESCA sugeriu Fe2O3 e CrO3 para as camadas do aço 13Cr, e Fe2O3, CrO3, MoO3 e Ni2O3 para o 13Cr-5Ni-2Mo. O DRX, indicou ausência de formas cristalinas nas camadas do aço 13Cr, estando coerente com formas normalmente encontradas para os óxidos. Quanto ao 13Cr-5Ni-2Mo, somente formas cristalinas relacionadas à estrutura da base metálica foram identificadas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-13Bitstream added on 2014-06-13T18:29:04Z : No. of bitstreams: 1 schiavetto_mg_me_araiq.pdf: 2674494 bytes, checksum: 7d2a426d4ea0452fdeaf7aa10ce4b83a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Revestimentos híbridos orgânico-inorgânicos preparados pelo processo sol-gel são considerados como uma boa alternativa para a passivação da superfície do aço, em substituição a compostos a base de cromo que apresentam problemas ambientais devido a sua alta toxicidade. Filmes híbridos a base de polisiloxano foram depositados em substratos de aço inoxidável 316L por dip-coating a partir de um sol preparado via catálise ácida com a hidrólise e co-policondensação do tetraetoxi silano (TEOS) e 3- metacriloxipropril trimetoxi silano (MPTS), seguido da polimerização radicalar dos grupos metacrilato. Características estruturais do híbrido a base de polisiloxano foram estudadas por ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C e 29Si, espectroscopia de fotoelétrons induzida por raios X (XPS), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TG) em função da razão TEOS/MPTS, que variou entre 0 e 2. Os resultados de RMN e TG mostraram para a amostra com razão TEOS/MPTS = 2 um alto grau de polimerização e policondesação maior que 85% e uma estabilidade térmica de até 415 °C. Todos os filmes apresentaram boa adesão e a morfologia foi analisada por microscopia de força atômica (AFM) e microscopia óptica. A eficiência contra a corrosão dos filmes depositados sobre o aço inoxidável foi investigada por XPS, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e curvas potenciodinâmicas de polarização, após a imersão das amostras em meio salino neutro e acidificado. Os resultados mostraram uma eficiente proteção do aço no meio salino. Os efeitos anticorrosivos da incorporação de íons cério IV no híbrido a base de siloxano foram estudados por XPS e testes eletroquímicos que mostraram melhorias na proteção contra a corrosão dos filmes modificados por Ce4+. / Organic-inorganic hybrid coatings prepared by the sol-gel process are considered as a good alternative for the passivation of steel surfaces, substituting chromium compounds, which present environmental problems due to their high toxicity. Polysiloxane-based hybrid were deposited on 316L stainless steel substrates by dip-coating in a sol prepared by acid-catalyzed hydrolytic co-polycondensation of tetraethoxysilane (TEOS) and 3-methacryloxy propyltrimethoxysilane (MPTS), followed by radical polymerization of methacrylic moieties. Structural features of the polysiloxane-based hybrids were studied using 13C and 29Si nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA), as a function of the TEOS/MPTS ratio, which ranged between 0 and 2. The NMR and TGA results indicated for the hybrid film with a TEOS/MPTS ratio of 2 a high degree of polymerization and polycondensation, of up to 85% and elevated thermal stability up to 415 °C. All films presented good adhesion and morphological analyses were performed by atomic force microscopy (AFM) and optical microscopy. The efficiency of the corrosion protection of hybrid-coated stainless steel was investigated by XPS, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization curves, after immersion of the samples in a neutral saline and acidified environment. The results have shown an efficient protection of the steel surface in saline solution. The effects of the incorporation of cerium IV ions in polysiloxane-based hybrid were studied by XPS and electrochemical tests and the results indicate the improvement on the protective properties against corrosion of the films modified by Ce4+.

Resumo: Neste trabalho a influência das condições de tratamento de nitretação assistida por plasma à baixa temperatura, sobre a porosidade superficial do aço inoxidável austenítico AISI 316L, obtido por moldagem por injeção de pós (MIP) foi estudada. Um estudo da cinética de crescimento da camada tratada e sua influência sobre a porosidade superficial foi realizado, variando-se a temperatura e tempo de nitretação. Foram executados tratamentos de 350, 380, 410 e 440 ºC para tempos de tratamento de 8 horas. Para temperatura de 380 ºC, tratamentos de 4, 8 e 16 h foram realizados. Os experimentos foram realizados empregando-se uma mistura gasosa composta por 60% N2 + 20% H2 + 20% Ar, com fluxo gasoso de 5,00 × 10?6 m3s?1 (300 sccm) e pressão de 6 Torr. Para gerar a descarga foi utilizada uma fonte de potência de corrente contínua pulsada de 5 kW, com onda quadrada e tensão de pico de 700 V, operando a 4,2 kHz. As amostras tratadas foram caracterizadas por meio de microscopia ótica, difratometria de raios X e por medições de microdureza e rugosidade. A fim de quantificar a porosidade superficial, a técnica de análise de imagens foi empregada em micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura em dois momentos distintos, antes e após a realização do tratamento de nitretação. Os resultados obtidos indicam uma tendência de redução da porosidade superficial provocada provavelmente pela formação da fase expandida e/ou pela redeposição de átomos metálicos arrancados da superfície pelo fenômeno de pulverização catódica. Observou-se ainda que a nitretação levou a um aumento considerável da dureza superficial pela formação da fase austenita expandida com nitrogênio e que esse incremento na dureza é maior para maiores temperaturas e tempos de tratamento. Os resultados mostram ainda a formação de trincas nas regiões vizinhas aos poros existentes na superfície. Tais trincas são provavelmente decorrentes dos esforços de compressão quando da formação da fase expandida com nitrogênio, que poderiam resultar em flambagem junto à fina camada nitretada, levando a uma instabilidade geométrica desta camada superficial na proximidade dos poros existentes na superfície das amostras.