As trincas superficiais são defeitos que podem ocorrer durante a fabricação de aços. A incidência e gravidade desses defeitos aumentam quando há a adição de elementos químicos fragilizantes na sua composição química, especialmente no fabrico de aços especiais microligados e acalmados ao alumínio.Para neutralizar o efeito nocivo desses elementos (ex: Nb, N e V), tem-se que otimizar os parâmetros do processo de lingotamento contínuo. Este trabalho buscou a otimização dos parâmetros de lingotamento para diminuir as trincas superficiais do aço DIN-20MnCr5 Mod.Os pontos básicos aqui tratados foram: otimização do pó de molde; otimização do resfriamento secundário e; otimização da velocidade de lingotamento. Pode-se concluir que o uso de um pó de molde de alta basicidade, a aplicação de baixas intensidades de resfriamento secundários e as altas velocidade de lingotamento diminuem a formação de trincas superficiais. Algumas conclusões foram tiradas em laboratório através de um simulador termomecânico e todos os resultados foram validados na planta da Gerdau Aços Finos Piratini.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento realizado para a implantação do novo sistema de despoeiramento dos Fornos Elétricos a Arco da Aciaria da Gerdau Riograndense. O desenvolvimento do novo sistema iniciou com a necessidade de substituir o antigo sistema de captação, pois este não estava obtendo o desempenho esperado. Os principais resultados obtidos com a implantação deste projeto foram o atendimento das especificações do projeto, comprovado pelos resultados obtidos nas medições de material particulado (MP), uma vez que as concentrações de material particulado medido estão abaixo do limite de emissão estabelecido pelo órgão de controle ambiental, e os resultados do estudo de dispersão, realizados para avaliar a qualidade do ar, utilizando modelagem matemática, atenderam aos limites legais de emissão estabelecidos pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA. O estudo de dispersão foi elaborado após a implantação do sistema de despoeiramento, considerando os dados de entrada obtidos nas medições realizadas na saída dos gases da nova casa de filtros. As causas para o sucesso do projeto estão associadas a sólidos conhecimentos das tecnologias disponíveis da equipe responsável pela implantação do investimento, a visitas realizadas em outras empresas siderúrgicas, ao modelamento hidráulico que estabeleceu o dimensionamento correto do sistema e as experiências adquiridas na operação do antigo sistema de despoeiramento, pois orientaram as decisões tomadas no decorrer do projeto. A garantia da continuidade do desempenho do sistema implantado está assegurada por sua inclusão no programa de gestão ambiental da empresa.

O tratamento de modificação de óxidos (e sulfetos) com cálcio tornou-se usual na produção de aços de elevada limpeza interna. O conhecimento da composição química de inclusões, dependendo da composição do aço líquido, é requisito fundamental para garantir a lingotabilidade desses aços e propriedades mecânicas adequadas dependendo da aplicação dos mesmos. O objetivo deste trabalho foi o estudo da composição química de inclusões ao longo do processo de refino secundário, com enfoque no tratamento com cálcio. Para tanto, foram comparados dados experimentais (planta industrial) com simulações via termodinâmica computacional (software FactSage). A metodologia utilizada consistiu em: a) obtenção de dados experimentais para determinar os dados de entrada das simulações; b) utilizar os bancos de dados e a rotina de minimização da Energia de Gibbs do software FactSage, para calcular o equilíbrio entre as fases aço líquido (modelo associado) e inclusões (escória - modelo quase-químico modificado) e; c) comparar os resultados obtidos na planta industrial com os simulados via FactSage. O acompanhamento do processo de elaboração do aço na Gerdau Aços Especiais Piratini (AEP) foi fundamental para identificar eventuais desvios de processo, bem como para interpretar eventuais discrepâncias entre os resultados Na simulação de todas as provas, verificou-se que é fundamental um baixo desvio-padrão na análise dos elementos, se o objetivo é simular um padrão de elaboração de aço. Como resultado deste trabalho, verificou-se ainda que entre 10 e 14 ppm é a faixa ideal de cálcio para a formação de inclusões líquidas com teor mínimo de CaS, para os níveis de oxigênio, enxofre e alumínio do SAE 8620 na etapa final do processo de elaboração desse aço na AEP. É importante destacar que faixas mais amplas de cálcio podem ser utilizadas, dependendo do tipo de processo na aciaria e do tipo de produto requerido.

Orientador: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Cristina de Carvalho Ares Elisei / Resumo: A liga de aço SAE 9254 é bastante utilizada na manufatura de molas dinâmicas e, em especial, em molas de válvulas automotivas. O presente trabalho visa identificar as principais características metalúrgicas deste material após o processo de laminação primária, bem como o comportamento e a distribuição das inclusões deformáveis presentes no material. As amostras analisadas foram obtidas por meio de laminação a quente, em vários graus de redução, partindo de um lingote obtido por processo de lingotamento convencional. A caracterização de propriedades mecânicas e microestrutural foram realizadas por meio de ensaio de tração monotônico e ensaio de dureza, microscopia óptica convencional, macroataque e determinação de tamanho de grãos. Para caracterizar as inclusões foram utilizados métodos qualitativos MAX-T, análise de fração volumétrica e mapeamento dos elementos através de difração de raios X e EDS- elétrons secundários na direção normal ao plano de laminação. Os estudos de morfologia e concentração destas inclusões deformáveis constataram que elas se apresentam cada vez em menores tamanhos e em menores frações volumétricas à medida que são realizadas as reduções no processo de laminação / Abstract: SAE 9254 steel is used a great deal to produce dynamic springs and especially, automotive valves springs. The present study seeks to identify the principal metallurgical characteristics of this material after the primary rolling mill, as well as the behavior and distribution of the deformable inclusions in the material. The analysed samples were obtained through the hot holling mill, in several degrees of reduction, starting with an ingot obtained by the conventional ingot casting process. Mechanical and microstructural characterization was accomplished by conventional tests for each property, such as monotonic tensile strength tests and hardness, conventional optic microscopy, chemical catching and grain size determination. To characterize the inclusions, MAX-T qualitative methods and volumetric fraction analysis, and element mapping through X-rays and EDS-electron diffraction secondary in the normal direction to the lamination plan were used. The morphological and concentration studies of these deformable inclusions determined that they show smaller size and smaller concentrations of volume as the reductions in the hot rolling mill process are made / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-25Bitstream added on 2014-06-13T21:00:27Z : No. of bitstreams: 1 oliva_rv_me_guara.pdf: 1375478 bytes, checksum: 3262d22d7d9ad344b00c640163dc65e0 (MD5) / Traditional technologies used to generate vacuum for steelmaking are steam ejectors, liquid ring vacuum pumps and systems combined of them. The steam ejector system has a capacity to generate a medium vacuum 101 kPa (1 atm) a 0,1 Pa (0,01 mbar), the liquid ring pumps only reach 3 kPa (30 mbar) and dried pump cover the range of 101 kPa (1 atm) até 67 Pa (0,67 mbar), band required for use in secondary metallurgy and is the limit of this technology. In this work was realized a case study in the industrial sector that uses the vacuum generation through steam ejectors superheated at 250 ° C and 1,2 MPa (12 kgf/cm2). The vacuum is needed for removal of undesirable gases in the composition of the steel as nitrogen, oxygen, hydrogen and sulfur which causes weakness in the crystalline structure. Currently there have been technological innovations for vacuum generation in applications in VD (vacuum degassing), vacuums until to 67 Pa (0,67 mbar) and VOD (decarburization) for vacuums of 8-20 kPa (80-200 mbar). One of these innovations is mechanical pumps dried formed by three-stage vacuum, joining various technologies, the first and second rotor roots and the third screw rotor. In this study the objective was to measure the real returns offered by the steam ejector system, along with the performance of the boiler compared to the new dry pump technology in steel making industry, will present the advantages, disadvantages and cost effective to replace the vacuum generating system. Representing a 92,7% reduction in energy consumption and 81,4 % reduction in operating costs

No aço galvanizado é comum o uso de revestimentos a base de cromatos, os quais são amplamente reconhecidos por sua eficiência para proteção contra a corrosão. Entretanto, sabe-se que os íons Cr+6 são tóxicos e cancerígenos. Por esse motivo o estudo de alternativas ao seu uso vem ocorrendo em todo o mundo. Os taninos já vêm sendo estudados há anos pelas suas propriedades anticorrosivas, porém ainda não se tem certeza da possibilidade da sua atuação na passivação do aço galvanizado, podendo ser uma possível alternativa à cromatização. Neste estudo foi avaliada a aplicação de revestimentos de taninos sobre o aço galvanizado. Utilizou-se dois taninos comerciais distintos, dois tempos de imersão (8 e 15 minutos), dois pH de soluções (2,5 e 4,5) e duas concentrações de solução de taninos (2 e 10 g/L). Foram realizados ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica, polarização potenciostática, nevoa salina, câmara úmida e intemperismo. Os resultados foram comparados ao revestimento cromatizado e ao aço galvanizado sem tratamento. Foi possível concluir que existe um efeito protetivo dos taninos no aço galvanizado. As amostras de tanino Weibull foram superiores às de Macrospec em todas as condições. As amostras de tempo de imersão de 15 minutos tiveram resultados melhores do que as de 8 minutos. A solução de pH 4,5 apresentou resultados melhores do que de 2,5. E as concentrações de 2 e 10 g/L obtiveram resultados semelhantes para os testes realizados. O revestimento de taninos para o aço galvanizado apresentou bons resultados, porém inferiores ao do cromatizado. / Chromate based coatings are usually used on galvanized steel, being widely recognized for their efficiency to protect against corrosion. However, it is known that Cr+6 ions are highly toxic and carcinogenic. For this reason, the assessment of alternatives for its use is being researched worldwide. Tannins have already been studied for years for their anti-corrosive properties, but it is still uncertain that they can act in passivation of galvanized steel, as a possible replacement for chromate. This study evaluated the application of tannin coatings on galvanized steel. Two different commercial tannins, two immersion times (8 and 15 minutes), two solutions pH’s (2.5 and 4.5) and two tannin solution concentrations (2 and 10 g/L) were tested. Electrochemical impedance spectroscopy, potentiostatic polarization, salt spray, wet chamber and weathering tests were performed. The results were compared with chromate coated and bare galvanized steel. It was concluded that there is a protective effect of tannin in galvanized steel. The Weibull tannin samples were superior to Macrospec in all conditions. The immersion time of 15 minutes samples had better results than 8 minutes. The solution of pH 4.5 showed better results than 2.5. In addition, concentrations of 2 and 10 g / L obtained similar results for the performed tests. Tannin coating on galvanized steel showed good results, but lower than the chromate one.

O processo de desfosforação oxidante do aço inoxidável, neste trabalho, apresentou fases distintas com relação ao uso do agente estabilizante do fluxo de desfosforação. Inicialmente, a etapa de desfosforação, foi feita com o uso do óxido de bário (BaO-30%) combinado com óxido de cálcio (CaO-10%), como agentes estabilizante do P2O5 na escória. Os demais componentes do fluxo de desfosforação (100g/kg-metal), os agentes oxidante (Fe2O3 -10g/kg-metal) e fluidizante (BaCl2 -60%) , foram mantidos constantes em todas as etapas do trabalho. As variáveis estudadas com a combinação BaO+CaO foram: tempo de reação fluxo-banho (tempo zero, 2, 4 e 5 minutos), teor de carbono do banho (1,5 e 2,0%) e redução do teor do agente estabilizante (BaO-15%+CaO-5% e BaO-30%+CaO- 5%). Com estas variáveis chegou-se a um grau de desfosforação (G .P.) de aproximadamente 30%. Na segunda etapa do trabalho, com o uso de BaO-40% como agente estabilizante, foram estudadas as variáveis: tempo de reação fluxo-banho banho (0 ,053; 1,0; (2, 4, 5 e 8 minutos), teor de carbono do 1,5; 2,0 e 3,0%) e a redução do teor de BaO (de 40 para 10% e de 40 para 20%). Foram obtidos com o uso de BaO-40%, valores em torno de 40% de G.P.. A terceira etapa da desfosforação oxidante caracterizou-se pelo grupamento das variáveis: teor de carbono do banho (3%) com a redução do teor do agente estabilizante (de 40 para 30%-BaO), e teor de carbono do banho (3%) com o tempo de reação fluxo-banho (6 minutos). Com o grupamento de variáveis chegou-se a valores de aproximadamente 50% de G.P.. Todos os experimentos foram realizados num forno de indução de alta freqüência com capacidade de 7,5 kg e refratário a base de MgO. A sucata de aço inoxidável, com teor inicial de fósforo de 0,043%, num total de 5 kg, foi primeiramente fundida e "dessiliciada", para depois receber o tratamento de desfosforação. / The oxidant desphosphorization process of stainless steel, in the present work, shows distinct phases in relation to the use of stabilizants agents of desphosphorization flux. The first stage, desphosphorization, was conducted using barium oxide (BaO-30%) combined with calcium oxide (CaO-10%) as stabilizant agents of P2O5 in slag. Others components of desphosphorization fluxs, (100g/Kg-metal), oxidants agents (Fe2O3-10g/Kg-metal) and fluidizants (BaCl2-60%), were kept constant in all work stages. The variables studied with the combination of BaO+CaO were: Reaction time flux -bath (zero time, 2, 4 and 5 minutes), bath carbon content (1,5 and 2,0%) and reduction content of stabilizant agent (BaO-15%+CaO-5% + BaO-30%+CaO-5%). With these variables, desphosphoration degrees (G.P.) around 30% were achieved. In the second work stage, using BaO-40% as stabilizant agent, the following variables were studied: reaction time (2, 4, 5 and 8 minutes) bath carbon content (0,053; 1,0; 1,5; 2,0 and 3,0%) and content reduction o f BaO (from 40 up to 10% and from 40 to 20%). Using BaO-40% values a round 40% of G.P. were obtained. The third desphosphorization oxidant stage was characterized by assembly of the following variables: carbon bath content (3%) with reduction of stabilizant agent (from 40 to 30% BaO) and carbon bath content (3%) with reaction time flux-bath (6 min). With variables assembly the values were obtained next to 50%. All experiments were made in a high frequency induction furnace with capacity of 7,5 Kg and crucible of MgO . The stainless steel scrap, with a 0.043% phosphorus initial content, in a total of 5 Kg, was first of all melting and dessiliconized, and afterwards was submitted to the desphosphorization treatment.

Esse trabalho está incluído numa linha de pesquisa do Laboratório de Soldagem & Técnicas Conexas (LS&TC), a qual investiga a influência dos compostos do revestimento e elementos de liga sobre as propriedades mecânicas e metalúrgicas do metal de solda. Portanto, se projetou, desenvolveu e produziu integralemente no LS&TC um eletrodo revestido básico de baixo hidrogênio (similar aos AWS E9016-B3), com índice de basicidade de 3,7, para soldagem de aços cromo-molibdênio, o qual foi posteriormente modificado através de adição dos elementos de liga titânio, boro e nióbio. Esses consumíveis (4 tipos) mostraram boas condições operacionais, sendo que as propriedades mecânicas e metalúrgicas dos metais de solda assim produzidos foram investigadas, principalmente a tenacidade, nas condições como soldado e após tratamento térmico, com as mesmas apresentando altos valores, sendo superiores ao mínimo exigido pela norma AWS A5.5-81. O tratamento térmico realizado somente agiu positivamente naqueles metais de solda que não continham nióbio. Por outro lado, a adição dos elementos de liga ao consumível original -principalmente o nióbio - reduziu a tenacidade do metal de solda. / This work is part of a research line in progress at the Welding & Related Techniques Laboratory (W&RTL), which investigate the coating compouds and alloy elements influence on weld metal mechanical and metallurgical properties. Therfore, it was fully designed, developed and produced at the W&RTL a low hydrogen basie coaled electrode (similar to AWS E9016-B3), with basicity index 3,7, aiming the welding of chromium-molibdenium steels, which was later on modified through additions of the alloy elements titanium, boron and niobium. These consumables have show fair operational facilities and the mechanical properties of the so produced weld metals were investigated, mainly the toughness in the as welded and after heat treatement conditions, with the results being higher than the minimum imposed by AWS A5.5-81. The heat treatement had a positive effect only on those weld metals without niobium. On the other hand, the alloy elements additions into the original consumable - mainly niobium - produced an overall reduction on weld metal toughness.

Estudou-se a influência da velocidade do meio na corrosão do aço baixo carbono, em soluções aquosas neutras de molibdato de sódio, nitrito de sódio, polifosfato de sódio e metavanadato de sódio, à temperatura ambiente. A avaliação foi feita através de ensaios de imersão em meio estagnado, curvas de polarização potenciostáticas, curvas de variação do potencial de corrosão com o tempo e de ensaios de perda de massa e variação do potencial de corrosão de amostras tubulares em um sistema de recirculação forçado. A velocidade do meio influencia de forma diversa os sistemas estudados. Nos metavanadato de sódio, sistemas polifosfato a influência da de sódio e velocidade foi significativa, sendo que, no primeiro caso, a corrosão parece ser controlada pela dissolução e posterior difusão dos produtos de corrosão, enquanto que, no segundo caso , a corrosão parece ser influenciada pela difusão de oxigênio até a superfície metálica. Nos sistemas nitrito de sódio e molibdato de sódio a influência da velocidade não foi significativa, possivelmente porque, ambos inibidores, nas concentrações estudadas passivam o aço rapidamente, mesmo em meios estagnados. / The influence of flow velocity on the corrosion of mild steel was studied in neutral aqueous solutions of sodium molybdate, sodium nitrite, sodium polyphosphate and sodium metavanadate at room temperature. The assessment of such influence was done by means of weight loss measurements, polarization curves and potential/time curves in stagnant medium, and weight loss rneasurements and potential/time curves of tube sarnples in a flow loop system. Flow velocity affects the systerns studied in different ways. Flow velocity influence was not significant on sodium nitrite and sodium molybdate possibly because both systems, inhibitors quickly at the concentrations passivity steel studied1 even in a stagnant medium.

Este estudo busca avaliar a influência do elemento bismuto na usinabilidade do aço DIN-20MnCr5. Para isso utilizou-se três aços desta qualidade com diferentes concentrações de bismuto (sem Bi, 0,026% Bi e 0,046% Bi). Um quarto aço contendo 0,016% de bismuto foi utilizado em ensaio de campo. Algumas propriedades mecânicas foram testadas a fim de verificar possíveis alterações decorrentes da adição do bismuto. Este estudo foi feito com barras redondas laminadas de bitola 73,03 mm. Com o objetivo de minimizar efeitos do histórico termo-mecânico do material, os aços foram submetidos a um tratamento térmico de normalização anteriormente aos testes. Para a avaliação do desempenho dos três materiais testados quanto à usinabilidade, utilizou-se o método comparativo direto. A caracterização metalúrgica dos materiais estudados envolveu análise da composição química, microestrutura e inclusões. Para a verificação das propriedades mecânicas foram realizados ensaios de dureza, impacto Charpy, resistência à tração e ductilidade a quente. A usinabilidade foi avaliada pela forma do cavaco, através da operação de torneamento cilíndrico e desgaste de flanco através da operação de furação, todos os ensaios conduzidos sem a utilização de fluido de corte. Os resultados obtidos mostram uma influencia significativa do bismuto sobre a usinabilidade do material estudado, com considerável evolução no desempenho do aço com 0,026% e 0,046% de bismuto. Quanto às propriedades mecânicas, não foram verificadas diferenças significativas entre os três diferentes materiais à exceção da ductilidade a quente que se mostrou prejudicada em função da adição de bismuto. O ensaio de campo consistiu no acompanhamento do desempenho do material no processo de fabricação de peças para veículos agrícolas, os resultados encontrados mostraram ganhos expressivos com a utilização do aço com 0,016% de bismuto. / This study evaluates the influence of the element bismuth on the machinability of steel DIN-20MnCr5. For this three different bismuth concentrations were tested (NoBi, 0.026wt.% Bi and 0.046wt.% Bi). A fourth steel containing 0,016%wt.%Bi was used in the field test. Some mechanical properties were also analyzed to verify changes due to the addition of bismuth. This study was done using hot rolled round bars with 73.03 mm in diameter. In order to minimize effects of thermal or mechanical history prior to testing the steels were submitted to a normalizing heat treatment. The direct comparative method was used to evaluate the machinability performance of the three steels tested. The metallurgical characterization of the materials studied involved chemical, microstructural and inclusions analyses. To verify the mechanical properties hardness, Charpy impact, tensile strength and hot workability tests were performed. The machinability was evaluated by the shape of the chip, through turning machining and flank wear through the drilling operation, all tests were performed without the use of cutting fluid. The results show a significant influence of bismuth on the machinability of the material studied, with considerable enhancement in the performance of the steel 0,026wt.%Bi and 0,046wt%Bi. The mechanical properties did not show significant differences between the three steels with the exception of the hot workability which was impaired due to the addition of bismuth. The field test consisted in monitoring the performance of the material in manufacturing parts for agricultural vehicles, the results showed significant gains with the use of steel with 0,016wt.%Bi.