Este trabalho teve por objetivo determinar a ação inibidora do íon borato na corrosão do aço-carbono, em soluções aquosas aproximadamente neutras, arejadas e desarejadas, na presença ou não de ions cloreto, à temperatura ambiente. Através do traçado de curvas de polarização potenciostáticas, de experimentos cronopotenciométricos e cronogalvanométricos, com ou sem riscagem do corpo de prova, e do comportamento do aço comum em ensaios de imersão a longo prazo, concluiu-se que o ion borato possui uma ação inibidora sobre a corrosão do aço, desde que o potencial não seja muito elevado. Observou-se também que o aço sofre corrosão por pites em soluções de borato, mesmo na ausência de íons agressivos e que os pites ocorrem em potenciais tanto mais baixos quanto mais diluídas forem as soluções de borato. Para soluções contendo 1000 ppm de bórax ou mais, o potencial de pite, determinado por técnicas cronopotenciométricas, está acima do potencial de corrosão. Para soluções com concentrações iguais ou superiores a 5000 ppm de bórax, não foi detectada corrosão por pites na faixa de potencial estudada, isto é, desde o potencial de evolução de H2 até o potencial de evolução de 02. A adição de 100 ppm de NaCl à solução contendo 2500 ppm de bórax reduz o potencial de pite de aço comum, em relação ao seu valor na ausência de íon cloreto. / The inhibitory action of the borate ion on the carbon steel corrosion in neutral aqueous solutions both aerated and deaerated in presence or absence of chloride ions at ambient temperature has been studied. Trough potenciostatic polarization curves, chronopotenciometric and chronogalvanometric experiments, with or without scratched samples, and the materiais behavior in long time immersion tests, it has been concluded that the borate ion acts as inhibitor when the potential is not very high. It has been observed too that pitting corrosion occurs in borate solutions even in absence of agressive ions, and at potentials the lower the more diluted the borate solutions. The pitting potential determinated by chronopotenciometric technics for solutions containing more than 1000 ppm of borax is higher than the corrosion potential. For solutions with concentration equal ou higher than 5000 ppm no pitting corrosion has been detected from H2 evolution potential until the O2 evolution potential. Adding 100 ppm of sodium chloride to 2500 ppm borax solution decreased the pitting potential of the carbon steel (as compared with its value in absence of chloride ions).

O objetivo deste trabalho foi estudar e desenvolver uma técnica que diminuísse a concentração de hidrogênio absorvido pelo aço SAE 1045. A técnica consistiu na modificação superficial de amostras de aço SAE 1045 através de eletrodeposição de Sn na superfície com posterior tratamento térmico para promover a difusão do Sn para o interior do aço. Por meio da técnica de RBS, foram caracterizados os perfis de concentração do Sn no aço com a profundidade. Por outro lado, com o uso da técnica de permeação eletroquímica, aplicada tanto em meio alcalino como neutro, foi avaliada a eficiência das modificações superficiais em inibir a absorção do hidrogênio pelo aço. Foram constatadas significativas reduções da absorção de H em amostras modificadas com a adição de 100nm de Sn eletrodepositado com posterior difusão. Utilizou-se também medidas de impedância eletroquímica e ensaios de voltametria potenciostática e potenciodinâmica para descrever as influências das modificações superficiais no processo de absorção.

O volume de escória de aço inoxidável produzida a partir do forno elétrico a arco é elevado, e trazendo este fato para dentro do desenvolvimento sustentável, surge a necessidade de estudar a sua reciclagem e reutilização como instrumento de fundamental importância para o controle e minimização dos problemas ambientais, e deste modo resolver o seu problema de armazenagem. O objetivo deste trabalho foi analisar a mobilidade de cromo presente na composição da escória de aço inoxidável, quando esta é utilizada como matéria-prima para a confecção de material cerâmico, afim de avaliar o risco de contaminação ambiental que estes novos materiais podem causar durante o seu ciclo de vida. Houve a necessidade do estudo, principalmente, porque a escória apresenta cromo em sua composição, e em função disto envolve toda a problemática ambiental que resíduos de cromo provocam. As ferramentas utilizadas para este estudo foram os ensaios de lixiviação e solubilização baseados nas Normas Brasileiras para material granular, NBR 10005 e NBR 10006, respectivamente, e ensaio baseado na Norma Holandesa para material monolítico, NEN 7345, para corpos cerâmicos com percentuais de escória de 10%, 20% e 30% em peso. Os parâmetros utilizados para avaliação do comportamento deste material foram as diferentes granulometrias da amostra e diferentes soluções acidificantes. As diferentes granulometrias foram obtidas através de quebra aleatória ou cortes em local pré-determinado. Este parâmetro de avaliação foi aplicado nos ensaios baseados nas Normas Brasileiras As diferentes soluções acidificantes, ácido nítrico ou ácido acético, foram utilizadas como parâmetro de avaliação no ensaio baseado na Norma Holandesa. A periculosidade do resíduo foi determinada através da análise química dos extratos resultantes dos ensaios e posterior comparação com a concentração máxima dos componentes estabelecida na NBR 10004. Os resultados mostraram que a escória de aço inoxidável é resíduo não-inerte; o cromo presente na escória está na forma trivalente, podendo ser parcialmente oxidado a cromo hexavalente durante o processamento cerâmico; a granulometria, e conseqüente área superficial, é fator determinante para os ensaios de lixiviação e solubilização; e os dois ácidos utilizados apresentam grandes diferenças na extração dos constituintes, o que indica que os resultados são diferentes conforme a norma de lixiviação utilizada para a avaliação da mobilidade dos constituintes do resíduo.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a avaliação de aquecedores de panela de aciaria e de práticas de movimentação de panelas em uma aciaria elétrica. O objetivo final é a redução da variabilidade do estado térmico da panela durante o vazamento do aço do forno elétrico. Neste estudo são investigados os aquecimentos realizados nos dois tipos de aquecedores existentes e as operações com as panelas durante a etapa sem aço do ciclo das panelas. A eficiência dos aquecedores são comparadas através de ensaios de aquecimento com panelas instrumentadas e a técnica de termografia. A análise da movimentação de panelas é realizada pelo levantamento dos dados operacionais diretamente na usina.Com a identificação dos problemas, são propostas soluções que minimizem seus efeitos sobre o estado térmico da panela. Finalmente, os resultados das soluções propostas, medidas diretamente na aciaria, comprovam que estas medidas contribuíram para melhorar o estado térmico da panela no vazamento e consequentemente o controle sobre as perdas térmicas do aço na panela.

A nitretação dos aços inoxidáveis austeníticos apresenta grande interesse tecnológico, pois tanto em processos convencionais tais como as nitretações a gás e em banho de sais como em processos a plasma, obtêm-se um aumento significativo de sua dureza superficial e resistência ao desgaste. No entanto, devido as altas temperaturas utilizadas nos processos convencionais, observa-se uma extensa formação de precipitados de nitretos de cromo, com consequente redução de resistência à corrosão do material. A proposta deste trabalho é utilizar a tecnologia de plasma para nitretar um aço inoxidável austenítico neste caso o ABNT 316 L a temperaturas relativamente baixas a fim de evitar precipitação de nitretos). As temperaturas utilizadas foram de 350, 375 e 400 0C, variandose o tempo de nitretação de 3 ,4 e 5 horas com duas misturas gasosas (76%N2 e 24%H2 e 5%H2 e 95%N2). As amostras foram analisadas através da microdureza superficial (método convencional e nanodureza), caracterização microestrutural por microscopia ótica, eletrônica de varredura e de transmissão, medida da profundidade de camadas formadas (MEV), rugosidade, determinação das fases presentes (Raios - X), nanodureza , perfil da composição química (GDOS) e resistência à corrosão (névoa salina e curvas de polarização) As amostras nitretadas nestas temperaturas e tempos produziram camadas de 1,9 a 5,5 µm medidas via GDOS e durezas que vão de 330HK a 987HK não observando-se a precipitação de nitretos de cromo, mas sim a formação de uma estrutura supersaturada de nitrogênio intersticial, chamada de “fase S” identificada por difração de Raios - X. As camadas nitretadas apresentaram um gradiente de nitrogênio que diminui, indicando um gradiente junto as características microestruturais, níveis de tensões residuais favoráveis para uma boa adesão, com a formação de uma camada com menor fragilidade. Esta fase “S”, além de produzir altas durezas superficiais, aumentou a resistência à corrosão do aço. Testes em campo com navalhas de corte e facas móveis tiveram um aumento de vida útil de 100% e 217%.

o presente trabalho teve por objetivo estudar o comportamento de um aço de alta resistência e baixa liga (com amostras de composição aproximada de 0,4% C, 0,6% Cr e 0,4% Mo), da classe API scr PIlO, utilizado na perfuração de petróleo offshore, frente a processos de fragilização causados pelo meio. Água do mar sintética foi utilizada como meio, com intuito de padronizar, em laboratório, as condições a que o material fica submetido na prática. Buscou-se avaliar e comparar o comportamento mecânico do material pela modificação dos parâmetros: temperatura, potencial aplicado ao material, e o efeito da presença ou ausência de H2S na solução. Para isso, foram realizados ensaios de tração pelo método de baixa taxa de deformação (da ordem de 10-6S-I), obtendo-se as curvas tensão x deformação nas diferentes situações ensaiadas, comparadas com as obtidas em óleo mineral. Análises fratográficas também foram utilizadas como forma de caracterizar os processos de fragilização. Além disso, estudou-se o comportamento eletroquímico do material nas diferentes condições através de ensaios de polarização potenciostáticos. Com isso, pode-se determinar quais as condições mais danosas e de maior risco para a utilização do material e em quais delas o seu uso é seguro. O aço estudado apresentou-se susceptível a processos de fragilização e todos os parâmetros analisados mostraram-se importantes no estudo desses processos. / The objective of this research was to study the behavior of a high-strength low-alIoy steel, ofthe API 5CT PIlO class, used for the offshore oil drilling, when faced with the embrittlement caused by the environment. Synthetic seawater was used as the environment trying to reproduce in the laboratory the conditions to which the steel is submitted in practice. The evaluation of the mechanical behavior of the material was sought through the modification of the parameters: temperature, applied potential and the effect of H2S in the solution. To achieve the objectives, tensile tests using the slow strain-rate method (strain- . rate in the orderof 10-6S-I)wereperformed,obtainingthe stress x strain curvesin the different experimental situations, comparing the results with those obtained in a mineral oil environment. Fractographic analysis facilitated the evaluation of the degree of embrittlement. Furthermore, the electrochemical behaviour of the steel was studied under different conditions, using potentiostatic polarization tests. From the results, the most damaging and highest risk conditions for the utilization of the material were determined, and also under which conditions its use was safe. The steel studied showed to be susceptible to the environmentalIy induced cracking process, and alI the parameters analyzed were shown to be important in the study of this processo.

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.

O presente estudo teve como foco o tema microestrutura de aços quando submetidos a elevadas taxas de resfriamento, desenvolvido em duas etapas: análise de pontos fundidos na superfície de aços através do processo a laser, com o qual se atinge elevadíssimas taxas de resfriamento; análise de refusões superficiais em aços, na forma de cordão produzido por refusão superficial, também utilizando-se o processo laser. Foram utilizados: aços ao carbono (SAE 1020 e SAE 1045), aço estrutural (ASTM A633), aço rolamento (SAE E52100) e aços ferramenta (SAE L6, SAE H13 e Tipo II VMO). Foram realizados ensaios metalográficos e empregados dois modelos matemáticos para estimar as taxas de resfriamento: para fonte instantânea, para a análise dos pontos; e a teoria de condução de calor de Rosenthal para extração tridimensional nas análises dos cordões produzidos por refusão superficial. Através dos resultados verificou-se que os aços que apresentavam estrutura esferoidizada (SAE E52100, SAE L6, SAE H13 e Tipo II VMO) respondem melhor quando se deseja endurecê-los superficialmente se comparados aos aços que apresentavam estrutura normalizada (SAE 1020, SAE 1045 e ASTM A633). As taxas de resfriamento estimadas foram maiores nos experimentos da realização de pontos. As evoluções microestruturais apresentaram semelhança entre os aços com a mesma microestrutura inicial (esferoidizada e normalizada). Foi encontrado um sítio com dureza elevada na zona afetada pelo calor (ZAC) dos aços normalizados, na região em que antes da aplicação de energia, havia perlita. / The present study has as subject microstructure of steel when submitted to high cooling rates. The work can be divided in two parts: analysis of casting points in the steel surface through the laser process, in which high cooling rates are reached; analysis of remeltings surface in steel, in form of flat weld fillet produced for superficial remelting, also using laser process. The following steels were used: carbon steel (SAE 1020 and SAE 1045), structural steel (ASTM A633), low alloy steel (SAE E52100) and tools steel (SAE L6, SAE H13 and Type II VMO). Metallographic analyses were carried out and two mathematical models were used to estimate the cooling rates: analysis of the points for instantaneous source; and the Rosenthal’s theory of heat conduction for three-dimensional extraction in the analysis of the flat weld fillet produced by superficial remelting. The results showed that steels presenting spheroidised structure (SAE E52100, SAE L6, SAE H13 and Type II VMO) give a better response when surface hardening is desired when comparade to steels presenting normalized structure (SAE 1020, SAE 1045 and ASTM A633). The estimated cooling rates were higher in casting points experiments. The microstructural evolution presented similarities for both initial microstructures (spheroid and normalized). A small site with hardness raised in the heat affected zone (HAZ) of normalized steel presented high hardness, in a region where before the energy application perlite was present.

Este trabalho fornece um método de medição de força de trefilação de arames, em trefiladoras industriais e em experiências de laboratório. Avalia ainda, a partir da força de trefilação medida, o coeficiente de atrito na trifilação de aços de baixo e médio teor de carbono, lubrificados com sabão e óleo sofrendo reduções de 10% e 20%. A avaliação do coeficiente de atrito é feita pela comparação da força medida com a força calculada por modelos teóricos, visando: 1. obter valores de coeficientes de atrito que possam ser usados no cálculo da força de trefilação,para o projeto e utilização de equipamentos de trefilação. 2. comparar os modelos teóricos de Siebel, Sachs e Galeji quanto ao valor do coeficiente de atrito por eles calculados. Face aos resultados finais obtidos conclui-se ser o equipamento de medição de força de trefilação utilizável dentro de uma precisão de +- 1,5%. Analisa-se ainda a variação do coeficiente de atrito face a variação de condições como: lubrificação, rugosidade superficial, pressão média na parede da fieira e resistência ao escoamento média. / This work describes a method to mesure the drawing force on wires, on industrial drawing machines and also in laboratory experiments. It evaluates also, by means of the measurment of the drawing force, the friction coeficient in the drawing of steel with low and medium carbon content, lubricated with soap and oil undergoing reduction of 10%and 20%. The evaluation of the friction coeficient is perfomed by comparasion of the measured force with the calculated force, utilizing theoretical models, aiming: 1. To obtain the values of the friction coefficient that can be used in the calculation of the drawing force, for the design and use of drawing equipaments. 2. To compare the values of the friction coefficients obtained by three theoretical models develloped by Siebel, Sachs and Geleji. From the final results it is concluded that the equipment used in the measurment of the force can be used with an accuracy of +- 1,5%. It is also analysed the variation of the friction coefficient with the variation of lubrication, the surface finish, the average pressure at the walls of the die and the avarege Yeld stress.

Este trabalho se propõe a substituir parcialmente o processo de usinagem, empregado atualmente para a fabricação de uma broca de perfuração de rochas, pelo processo de forjamento, gerando assim uma peça com melhoria nas propriedades mecânicas, economia de matéria-prima, aumento do valor agregado do produto e diminuição dos custos de produção. É ainda uma seqüência da dissertação de mestrado de Charles Chemale Yurgel, buscando otimizações pontuais do mesmo. Foi realizado um projeto de ferramental para a obtenção de tal peça, e este foi simulado computacionalmente pelo software LARSTRANÒ, onde se comprovou a eficácia do mesmo para a obtenção de peças com completo preenchimento da cavidade da matriz. A simulação numérica computacional também indicou a força teórica necessária para a conformação da peça de trabalho, bem como o fluxo do material durante a deformação da mesma. Foram usinados os componentes do ferramental e forjadas as peças, de aço AISI 8640, em temperatura de 1200 ºC. A lubrificação foi à base de composto sintético, aplicado nas ferramentas e na geratriz sob forma de spray. Do processo, tal qual predisse a simulação numérica, originou-se peças com completo preenchimento da cavidade da matriz. A força de conformação foi medida por célula de carga acoplada ao experimento, e registrou-se uma carga de 1122 kN necessária para a obtenção da peça, sendo esta 6% menor do que a previsão do software de simulação. Foram caracterizadas as peças obtidas pelo processo proposto e comparadas com as peças obtidas por usinagem, de onde se chegou a uma economia de material de 45,5 % com aumento na dureza da peça de 3,3 %. Caracterizaram-se ainda, como perdas de processo, 3,6% de material, em peso, como produto de oxidação superficial. Desta maneira, comprova-se a viabilidade da substituição do processo de usinagem pelo processo de forjamento para a obtenção da peça de trabalho, bem como comprova a confiabilidade da simulação computacional como ferramenta de avaliação de projetos de conformação mecânica. / This work aims at showing the feasibility of partial substitution of the machining process by hot forging, to obtain AISI 8640 steel drills bits, used to bore holes in rocks. The current drill manufacturing process, by machining alone, has been a major factor in loss of competitiveness compared to international manufacturers, because of loss of raw materials, long processing time, or high hour/machine cost. Thus, the possibility of optimizing the piece manufacturing process, replacing part of the machining process by hot forging, besides allowing the optimization of mechanical properties, significantly reduces manufacturing costs. This article presents the tooling to obtain the piece, together with the procedure used for testing, comparing the force found in practice to computer simulation with LARSTRAN/SHAPEÒ program. The results proved the feasibility of partial substitution of the process manufacturing, and also proved the reliability of computer simulation in this case.