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[en] CORRELATION BETWEEN THE INDUCTION HOT BENDING PARAMETERS FOR API X80 PIPE AND THE RESULTING MECHANICAL AND MICROSTRUCTURAL PROPERTIES / [pt] CORRELAÇÃO ENTRE PARÂMETROS DE CURVAMENTO POR INDUÇÃO DE TUBO API X80 E PROPRIEDADES MECÂNICAS E MICROESTRUTURAISRAFAEL DE ARAUJO SILVA 17 January 2018 (has links)
[pt] O presente trabalho compara os efeitos de dois parâmetros diferentes de
curvamento a quente na microestrutura e nas propriedades mecânicas de um tubo
de aço API 5L X80, com carbono equivalente Pcm de 0,17 porcento e sigma NbTiV de
0,11 porcento produzido pelo processo UOE e originado de chapa obtida por
processamento termomecânico sem resfriamento acelerado, cujo limite de
resistência é de 679 MPa. Os dois parâmetros de curvamento consideram potência
de 105 kW e frequência de 2500 Hz, sendo que o segundo curvamento foi
realizado com potência de 205 kW e freqüência de 500 Hz. O aumento da
potência e a redução da freqüência promoveram um aporte térmico maior e uma
camada de zona afetada mais espessa, onde o aquecimento ocorre por resistência
à passagem das correntes induzidas, resultando em distribuição mais uniforme de
tamanho de grão austenítico e aumento da temperabilidade. Durante o
curvamento, um gradiente térmico é formado ao longo da espessura, onde a
superfície externa é temperada em água e a superfície interna é resfriada ao ar
calmo, resultando em alterações microestruturais e de propriedades mecânicas.
Após curvamento com frequência de 500 Hz, os valores de limite de escoamento
são limítrofes e os de resistência superiores aqueles normalizados pela API 5L,
sendo estas variações creditadas a presença de uma maior fração volumétrica de
ferrita bainítica através da espessura do tubo na curva. O tratamento térmico
posterior a 600 graus C mostrou, em ambos os casos, que a temperatura otimizada
melhora o limite de escoamento e a tenacidade do trecho curvado. / [en] The present work aimed to compare the effect of two different bending
parameters on the microstructure and the yield stress of a API5L X80 steel pipe
(679 MPa) with Pcm of 0.17 percent and sigma NbTiV of 0.11 percent produced by the UOE
process and originated from a plate obtained by thermomechanical processing
without accelerating cooling. The two bending parameters considered power of
105 kW and 2500 Hz of frequency and 205 kW and 500Hz. The increase in power
lead to a higher heat input and a thicker layer of heat affected zone, due to the
lower frequency and the resistance to the eddy currents which resulted in a more
homogeneous distribution of the austenitic grain size increasing the hardenability.
During the bending process, a temperature gradient is formed through the
thickness, where this temperature gradient is formed, while the external surface is
water quenched the internal surface is still air cooled, leading to a microstructural
and mechanical properties changes. The strength values obtained after bent at
500Hz, closed to those determined by the API 5L, are credited to the presence of a
higher depth and volume fraction of ferrite bainite through thickness. The post
heat treatment at 600oC proved to be, in both cases, the optimized temperature in
order to improve the yield stress and leading better values of toughness.
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[en] ANALYSIS OF THE BEHAVIOR OF DIN 42CRMO4 AND DIN 34CRNIMO6 STEELS IN VERY HIGH CYCLE FATIGUE / [pt] ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DOS AÇOS DIN 42CRMO4 E DIN 34CRNIMO6 EM REGIME DE FADIGA DE ALTÍSSIMO CICLOJULIANA DE PAIVA CORREA 29 September 2021 (has links)
[pt] Inúmeros sistemas de Engenharia estão submetidos a cargas cíclicas durante longos tempos quando em serviço. Sendo assim, a determinação do desempenho de materiais no regime de super longa vida em fadiga (107–1012ciclos) tornou-se de grande relevância na estimativa da vida útil de componentes mecânicos e estruturas. Neste contexto, o uso de equipamentos de ensaios que operem em frequências ultrassônicas, normalmente em 20 kHz, viabilizou estudos sobre a resistência à fadiga de materiais em regime de altíssimo ciclo. Até o momento, a principal contribuição destes estudos foi mostrar que não existe um limite de fadiga para materiais após 107ciclos, o que permite questionar várias metodologias de projeto desenvolvidas ao longo dos anos com base em uma vida infinita do material sob condições cíclicas de carregamento. O presente trabalho teve como objetivo investigar a resistência à fadiga de altíssimo ciclo de dois aços estruturais, DIN 34CrNiMo6 e DIN 42CrMo4, adotados na fabricação de eixos virabrequins de centrais termoelétricas que falharam por fadiga em serviço, de maneira prematura. Os corpos de prova selecionados para os testes foram dos tipos ampulheta, ampulheta entalhado e cilíndrico entalhado, com dois diferentes raios de arredondamento. Os ensaios foram realizados em equipamento ultrassônico, com amplitude de tensões que variaram entre 0,3 – 0,5 do limite de resistência mecânica dos materiais e conduzidos até um número alvo de ciclos para falha de 109 ciclos. Considerando os ensaios de corpos de prova ampulheta, os resultados revelaram a maior resistência à fadiga do aço DIN 34CrNiMo6, apesar dos dois materiais apresentarem propriedades mecânicas semelhantes. Como poderia ser esperado, a presença de concentradores de tensão reduziu a vida em fadiga de ambos os materiais. Entretanto, o aço DIN 42CrMo4 apresentou a maior sensibilidade ao entalhe, com uma pequena diminuição do número de ciclo para a falha. / [en] The DIN 42CrMo4 e DIN 34CrNiMo6 steel behavior analysis in fatigue regime in very high cycle. The uncountable engineering systems are submitted loading cyclic during long time in services. So, the determination of material performance in regime in super long life in fatigue (107–1012cycles) belong the high relevance to estimate the live cycle of mechanical of components and structures. Based on it, the use of testing equipment to operate in ultrasonic frequency, normally in 20 kHz. That permits the studies about material fatigue resistance in very high cycle. In this moment, the main contribution of these studies was to demonstrate that no exist fatigue limit to material after 107 cycles, that it allows to question many projects methodologic that was developed long of years based on infinite material life under of loading cyclicals conditions. This present work had the objective to investigate the fatigue resistance in very high cycle of two structure steels (DIN 42CrMo4 and DIN 34CrNiMo6). These steels are used to manufacturing of crankshaft of thermoelectric central that failure due to fatigue in services in premature way. The selected specimens had the three types of format; Hourglass, notched Hourglass and notched Cylindrical with two different rounding of radius. These tests were performed in ultrasonic equipment, with variation of stress between 0,3 – 0,5 of material mechanical resistance and they are performed until maximum number of cycles per failure of 109 cycles. Considering the test of hourglass specimens, the results presented higher fatigue resistance of DIN 34CrNiMo6 steel, although DIN 42CrMo4 as same mechanical properties of DIN 34CrNiMo6 steel. And as it is waited the existence of stress concentrators accelerated the fatigue life in both materials. However, the DIN 42CrMo4 presented higher sensibility to notch, with small decrease of number of cycles to failure.
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[pt] AVALIAÇÃO DE FALHA POR FADIGA EM TESTE ULTRASSÔNICO COM BASE NA EVOLUÇÃO DA TEMPERATURA E MECANISMOS DE INICIAÇÃO DE TRINCAS / [en] FATIGUE FAILURE ASSESSMENT IN ULTRASONIC TEST BASED ON TEMPERATURE EVOLUTION AND CRACK INITIATION MECHANISMSMARIA CLARA CARVALHO TEIXEIRA 09 November 2023 (has links)
[pt] A determinação da vida à fadiga para projetar estruturas e componentes mecânicos é extremamente importante. A curva S-N pode ser afetada por diferentes condições operacionais e alguns fatores são mais pronunciados no teste ultrassônico de fadiga, dependendo do material. A influência da alta frequência nos fenômenos de autoaquecimento e o efeito da frequência são discutidos. Um aspecto relevante em VHCF é o mecanismo de iniciação e propagação de trincas. Os fenômenos como olho de peixe e área fina granular (FGA) foram encontrados nas superfícies de fratura. Esta tese está dividida em 3 tópicos: evolução da temperatura, amplitude de deformação da microplasticidade e investigação da região FGA. Os materiais em estudo são os aços DIN 34CrNiMo6 e DIN 42CrMo4. O teste de fadiga ultrassônica foi realizado em diferentes condições de carregamento no modo intermitentes e acompanhado por câmera termográfica infravermelha. Esses resultados obtidos para a câmera termográfica foram usados para desenvolver um modelo de inteligência artificial usando aprendizado de máquina para prever a curva temperatura-número de ciclos. O modelo foi capaz de prever a temperatura e os valores do coeficiente de determinação estão acima de 0,98. Para prever a vida à fadiga, foram escolhidos parâmetros baseados em tensão, curva S-N tradicional, temperatura no início do teste, (razão de Rayleigh), dissipação de calor, Qcyc e gradiente de temperatura. A temperatura em estado estacionário foi atingida em aproximadamente 5E+04 ciclos em ambos os aços. Observa-se que o número de ciclos até a falha aumenta à medida que a inclinação da temperatura (fase I) e a dissipação de calor diminuem. (razão de Rayleigh) forneceu melhor concordância com os resultados experimentais seguido por Qcyc. Além disso, grãos ultrafinos na seção transversal do FGA entre 500 -700 nm dentro da superfície da fratura foram detectados pela análise FIB e EBSD. O local grain refinament foi escolhido como o melhor modelo para explicar a formação de FGA. As inclusões não metálicas Al2O3 foram responsáveis por todas as iniciações internas da trinca de fadiga. / [en] The determination of fatigue life to design structures and mechanical components
is extremely important. The S-N curve can be affected by different operational
conditions, and some factors are more pronounced under ultrasonic fatigue test,
depending on the material. The influence of the high frequency in self-heating
phenomena and frequency effect are discussed. A relevant aspect in VHCF is the
mechanism of crack initiation and propagation. The fish-eye and fine granular area
(FGA) phenomena were encountered on the fracture surfaces. This thesis is divided in
3 topics: temperature evolution, microplasticity strain amplitude, and investigation of
the FGA region. The materials under study are DIN 34CrNiMo6 and DIN 42CrMo4
steel. Ultrasonic fatigue test was conducted at different intermittent driving and loading
ratios, accompanied by an infrared thermographic camera. These results obtained by
the thermographic camera were used to developed an artificial intelligence model using
machine learning to predict the temperature-number of cycle curves based on the
fatigue life. The model was able to predict the temperature and the coefficient of
determination values to be above 0.98. In order to predict the fatigue life, parameters
were selected based on stress, the traditional S-N curve, slope temperature at the
beginning of the test, (Rayleigh ratio), heat dissipation, Qcyc, and gradient temperature. A steady state
temperature was reached approximately in 5E+04 cycles with both steels. It is
noticeable that the number of cycles to failure increases as slope temperature and heat
dissipation decreases. (Rayleigh ratio) provided better agreement with the experimental results
followed by Qcyc. Moreover, ultrafine grains in the cross–section of the FGA between
500 - 700 nm within the fracture surface were detected by FIB and EBSD analysis.
Local grain refinement was choose the best model to explain FGA formation. The
non-metallic inclusions were ultimately responsible for all internal crack initiations of
Al2O3.
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Caractérisation du syndrome de chevauchement de l’asthme et de la maladie pulmonaire obstructive chroniqueRodrigue, Claudie 04 1900 (has links)
Maladies fréquentes, l’asthme touche 8,4% de la population canadienne âgée de 12 ans et plus et la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) touche de 5 à 15% de la population âgée entre 35 et 79 ans. L’asthme et la MPOC peuvent coexister chez un patient. Ce phénomène appelé syndrome de chevauchement de l’asthme et de la MPOC (ACOS) toucherait environ 10% à 55% des patients MPOC. Afin de mieux caractériser l’ACOS et les effets indésirables des médicaments utilisés pour traiter la MPOC, deux études ont été mises en place. Une première étude réalisée auprès de pneumologues a permis de décrire les méthodes de diagnostic, de traitement et d’évaluation de la maitrise de l’ACOS dans la pratique clinique. Les pneumologues rapportent que le diagnostic devrait être basé sur les caractéristiques cliniques, les tests de fonction pulmonaire et l'intuition clinique du médecin. De plus, un corticostéroïde inhalé en combinaison et un bronchodilatateur inhalé à longue durée d’action devraient être introduits rapidement dans le plan de traitement. La deuxième étude a permis d’évaluer la fréquence des effets indésirables chez les patients MPOC/ACOS traités avec un bronchodilatateur inhalé à longue durée d’action. Cette étude démontre que les effets indésirables sont fréquents chez les patients MPOC/ACOS et que la sécheresse buccale et la gorge sèche sont les plus rapportés. Ces résultats démontrent que la mise en place de lignes directrices pour l’ACOS ainsi qu’une meilleure connaissance du profil de tolérance des bronchodilatateurs inhalés à longue durée d’action seraient bénéfiques pour les patients / Asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are frequent in Canada with a prevalence of 8.4% among Canadians aged 12 and over for asthma and a prevalence of 5 to 15% among Canadians aged 35 to 79 years. Asthma and COPD can coexist in a patient and this Asthma-COPD overlap syndrome (ACOS) affects about 10% to 55% of COPD patients. To better understand this syndrome, two studies were designed and conducted. First, focus groups evaluated how pulmonologists diagnose and treat ACOS, and how they assess its control in routine clinical practice. The pulmonologists reported that the diagnosis must be based on clinical characteristics, pulmonary function tests, and clinical intuition. They also agreed that the treatment should target the features of both asthma and COPD. The second study assessed the prevalence of adverse events in COPD/ACOS patients on long-acting inhaled anticholinergics (LAAC) and β2-agonists (LABA) in a real-world setting. This study demonstrates that side effects are common among COPD/ACOS patients. Dry mouth and dry throat were the most reported side effects. These results demonstrate that more explicit guidelines for ACOS and a better understanding of the safety profile of long-acting bronchodilators would be beneficial for patients.
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[pt] CARACTERIZAÇÃO POR EBSD DA ORIENTAÇÃO CRISTALOGRÁFICA FERRITA-AUSTENITA EM AÇOS UNS S32205, UNS S32750, UNS S33207 E SUA INFLUÊNCIA NA CORROSÃO POR PITES / [en] EBSD CHARACTERIZATION OF FERRITE-AUSTENITE CRYSTALLOGRAFIC ORIENTATION IN UNS S32205, UNS S32750, UNS S33207 STEELS AND ITS INFLUENCE ON PITTING CORROSIONFABIANA DA SILVA SANTOS 18 May 2023 (has links)
[pt] Atualmente, pesquisas envolvendo metais e suas ligas têm como um de seus
objetivos o controle microestrutural, como forma de aprimorar as propriedades de
interesse, para as aplicações desejadas. Um fator importante que possui influência
nas propriedades dos materiais policristalinos são os tipos, e distribuições de
contornos de grãos e/ou de fase. A aplicação de processos que envolvam altas
temperaturas, como tratamentos térmicos ou processos de soldagem, podem levar
a transformações de fase, as quais modificam a cristalografia, composição química,
distribuição e tamanho dos grãos. Os aços inoxidáveis duplex são ligas bifásicas
constituídas de proporções aproximadamente iguais de ferrita e austenita
pertencentes ao sistema Fe-Cr-Ni. Essa estrutura bifásica combina elevada
resistência, boa tenacidade e excelente resistência à corrosão. Devido à essas
excelentes propriedades são utilizadas em vários setores industriais como:
indústrias químicas, petroquímicas, de petróleo e gás, e de construção naval.
Incrementos na concentração de Cr e Ni nestes aços levam a formação de duas
novas classes, os aços super e hiper duplex, cujas propriedades são semelhantes aos
aços duplex, porém superiores. Neste caso, devido ao aumento no teor dos
elementos de liga os processos de soldagem podem levar a formação de fases
intermetálicas e/ou precipitados, as quais são deletérias as propriedades dos aços,
facilitando o processo de corrosão. Muitas das transformações no estado sólido que
ocorrem nos aços, seguem determinadas relações de orientação cristalográfica.
Essas relações descrevem as interfaces de baixa energia que determinam os
processos de nucleação e crescimento de novas fases. Portanto a determinação das
relações de orientação presente nos aços duplex, super-duplex e hiper-duplex, a
partir de transformações de fase obtidas em condições de equilíbrio e paraequilíbrio
foram estudadas com a intenção de correlacionar com a susceptibilidade à corrosão
por pites. Foram estudados os aços UNS S32205, UNS S32750 e UNS S33207,
respectivamente pertencendo as classes duplex, super e hiperduplex A
determinação das relações de orientação e fração de fases foi obtida por difração de
elétrons retroespalhados (Electron Backscattering Diffraction - EBSD). A
composição química das fases foi obtida por Espectroscopia de Energia Dispersiva
(Energy Dispersion Spectroscopy - EDS). Estes dados foram correlacionados com
os resultados obtidos após testes de corrosão ASTM G-48. Para todos os aços se
observa a tendência do aumento da relação de orientação KS após submissão aos
ciclos térmicos. No entanto, para as condições estudadas não foi encontrada uma
correlação clara entre a presença da orientação KS com a formação de pites na
ferrita. / [en] Currently, research involving metals and their alloys has microstructural
control as one of its objectives, to improve the properties of interest, for the desired
applications. An important factor that influences the properties of polycrystalline
materials are the types and distributions of grain and/or phase boundaries. The
application of processes involving high temperatures, such as heat treatments or
welding processes, can lead to phase transformations, which modify the
crystallography, chemical composition, distribution and size of the grains. Duplex
stainless steels are biphasic alloys made up of approximately equal proportions of
ferrite and austenite belonging to the Fe-Cr-Ni system. This two-phase structure
combines high strength, good toughness and excellent corrosion resistance. Due to
these excellent properties, they are used in various industrial sectors such as:
chemical, petrochemical, oil and gas, and shipbuilding industries. Increases in the
concentration of Cr and Ni in these steels lead to the formation of two new classes,
super and hyper duplex steels, whose properties are like duplex steels, but superior.
In this case, due to the increase in the content of alloying elements, the welding
processes can lead to the formation of intermetallic phases and/or precipitates,
which are deleterious to the properties of the steels, facilitating the corrosion
process. Many of the solid-state transformations that occur in steels follow certain
crystallographic orientation relationships. These relationships describe the lowenergy interfaces that determine the processes of nucleation and growth of new
phases. Therefore, the determination of orientation relationships presents in duplex,
super-duplex and hyper-duplex steels, from phase transformations obtained under
equilibrium and paraequilibrium conditions, were studied with the intention of
correlating with the susceptibility to pitting corrosion. The UNS S32205, UNS
S32750 and UNS S33207 steels were studied, respectively belonging to the duplex,
super and hyperduplex classes. of the phases was obtained by Energy Dispersion
Spectroscopy (EDS). These data were correlated with the results obtained after
ASTM G-48 corrosion tests. For all steels, there is a trend towards an increase in
the KS orientation ratio after submission to thermal cycles, however no clear
correlation between the presence of the KS orientation and the formation of pits in
the ferrite was found.
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