Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4905_DISSERTAÇÃO Marcela G Ferreira - IMPRESSÃO 2 - PDF 2.pdf: 4143871 bytes, checksum: ed1f902dd2d1ee7ad94bef5ab9cc5743 (MD5) Previous issue date: 2010-12-20 / Diversos processos de reparo por atrito estão sendo estudados atualmente, dentre os quais se destaca o recobrimento por atrito ou, em inglês, Friction Surfacing. Esta técnica consiste na deposição do material de um pino em uma chapa ou substrato através de altas rotações e altas cargas axiais no pino, com um deslocamento horizontal do substrato. Durante o trabalho buscou-se caracterizar o revestimento depositado por atrito, através de ensaios de corrosão, jato de impingimento e análise microestrutural através de Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia Óptica. Para isso, utilizou-se um equipamento do Laboratório de Técnicas em Atrito e Desgaste da Universidade Federal de Uberlândia, a Unidade de Processamento de Pinos por Atrito (UPPA), capaz de realizar reparos por atrito, dentre eles ensaios de preenchimento (FHPP), o qual foi modificado e implementado um sistema de controle de uma plataforma, possibilitando assim a realização dos ensaios de recobrimento com aço AISI 420, onde são fornecidos ao programa de controle os parâmetros de reparo. Entre as vantagens desse processo destacam-se a excelente união metalúrgica entre o recobrimento e o substrato, associada a uma microestrutura refinada. Através dessa técnica, pode-se então aplicar diferentes tipos de materiais sobre substratos, resultando em incrementos na resistência à corrosão e/ou desgaste. Como material base foi utilizado um aço carbono e como material de deposição foi utilizado o aço inoxidável martensítico AISI 420. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da variação dos principais parâmetros de processo no revestimento, por meio da avaliação da microestrutura, espessura da camada revestida, microdureza e avaliação da resistência à corrosão quando submetido a testes de Corrosão estática e Jato de impingimento. Os resultados mostraram que houve um refino de grão na zona afetada pelo calor, aumentando assim a sua dureza. Finalmente, da análise do revestimento obtiveram-se resultados de desgaste e resistência à corrosão satisfatória, quando comparado ao material utilizado como revestimento. Palavras-chave: Revestimento por atrito, erosão, corrosão, AISI 420.

El interés por los tratamientos térmicos de criogenia se ha ido incrementando notablemente en los últimos años, gracias al potencial que tienen de generar mejoras significativas en la resistencia al desgaste en numerosos tipos de materiales, especialmente en aceros para herramientas y matricería, de manera sencilla y con un bajo costo asociado. En la presente tesis doctoral se aborda el estudio de los efectos de la aplicación de distintos tratamientos de criogenia en un acero inoxidable martensítico AISI 420 de bajo contenido de carbono. Para ello se evaluaron los cambios microestructurales mediante técnicas de microscopía óptica y electrónica de barrido y de transmisión, así como también las modificaciones en la dureza del material, en su resistencia al desgaste a través de ensayos de deslizamiento lubricados y en atmósfera inerte y su comportamiento a la fractura, empleando ensayos normalizados de tenacidad al impacto y de tenacidad a la fractura. Finalmente, se evaluó la resistencia a la corrosión electroquímica del material tratado de manera convencional y con criogenia. A partir de los resultados obtenidos, pudo concluirse que los tratamientos de criogenia generan una disminución en el tamaño de los carburos, los cuales además se encuentran distribuídos en el volumen del material de manera más uniforme. A este cambio microestructural se le atribuye el incremento de dureza, de resistencia al desgaste y de tenacidad a la fractura observado en los especímenes tratados criogénicamente, mientras que la resistencia a la corrosión no fue modificada por la aplicación de dichos tratamientos. La modificación de las propiedades mecánicas no involucró la transformación de austenita retenida, lo que representa una contribución a la comprensión de los efectos metalúrgicos de los tratamientos criogénicos y refuerza la tendencia de aplicarlos en aceros de baja aleación e incluso en materiales no ferrosos. / The interest for cryogenic treatments has been increasing in the last years, due to their potential for improving wear resistance in many types of materials, especially in tool and die steels, in a simple and economic way. The present doctoral thesis addresses the effects of the application of cryogenic treatments on an AISI 420 low carbon martensitic stainless steel. In order to do so, the microstructural modifications were evaluated using optical, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Hardness was measured at macro and nano scales, while its wear resistance was tested by means of sliding tests in lubricated and inert conditions. The fracture behavior was analyzed through impact and fracture toughness tests. Additionally, the corrosion resistance of the material was evaluated using electrochemical methods. From the obtained results, it could be concluded that cryogenic treatments reduce the size of carbides and generate a more uniform volumetric distribution of them in the metallic matrix. Therefore, the hardness, wear resistance and fracture toughness increases found in cryogenically treated specimens can be attributed to this microstructural modification. The corrosion resistance of the material remained unchanged after the application of the cryogenic treatments. The modification in the mechanical properties did not involve the transformation of retained austenite into martensite, which contributes to the understanding of the metallurgical effects of the cryogenic treatments and strengthens the tendency to apply them in low alloy steels and even in non-ferrous materials.

Ce document présente les approches suivies et les résultats des investigations théoriques et expérimentales entreprises dans le cadre de l'étude du procédé de crêpage du papier depuis le début de la maîtrise faite en collaboration avec Kruger Produits Ltée. L'objectif du projet est de mieux comprendre les phénomènes reliant la qualité du papier a l'état d'usure des lames de crêpage. À cette fin, une méthode expérimentale basée sur les techniques de mesure par émission acoustique afin de suivre en temps réel le comportement mécanique et l'état d'usure des lames est proposée. Ce suivi en temps réel permet d'identifier par émission acoustique les mécanismes reliés à l'usure des lames par friction et d'établir une corrélation entre le comportement mécanique de la lame et les différents paramètres de qualité du papier, dont le crêpage. Ce mémoire présente donc en premier lieu la problématique du projet, les éléments fondamentaux qui entrent en jeu lors du procédé de crêpage, la description des lames utilisées dans le procédé industriel, l'analyse des principes de base des phénomènes d'usure des lames en relation avec les aspects métallurgiques du matériau et enfin, les principes du suivi de l'usure par la technique d'émission acoustique et le traitement numérique des signaux. La deuxième partie du mémoire s'attarde sur les procédures expérimentales suivies et sur la synthèse des résultats obtenus. La troisième partie présente la conclusion sur les résultats obtenus à partir de laquelle une série de recommandations sont mises de l'avant afin de permettre à l'entreprise d'améliorer l'opération de crêpage du papier.

<p>  </p> <p>Nuclear reactors operate under extreme environmental conditions, such as neutron bombardment, elevated temperatures, and high pressures. Over time, the harsh environmental conditions affect the material properties of structural materials and fuels. Studying the mechanical properties of structural materials and advanced fuels is common practice that is required to validate the material performance for deployment within the next-generation reactors. Next-generation reactors, such as Generation-IV reactors, will operate in more extreme environments than the current fleet of power reactors, with temperatures reaching potentially over 1,000℃ and the use of corrosive coolants, such as lead, lead-bismuth, and liquid sodium. Studying <em>in-situ</em> mechanical properties, such as irradiation creep, is challenging, particularly in next-generation reactor conditions. The instruments used to measure <em>in-situ</em> irradiation creep must collect data in real-time while experiencing harsh in-reactor conditions. Many historical <em>in-situ</em> creep capsules have implemented a variety of designs to measure irradiation creep. The current study designed, developed, and tested a novel, modular <em>in-situ</em> creep capsule to address the challenges of testing candidate materials for next-generation reactors. The <em>in-situ</em> creep capsule utilizes modern manufacturing methods, instrumentation, and alloying to address extreme environmental temperatures. Implementing modern technology has positioned the critical components of an <em>in-situ</em> creep capsule near the specimen, improving the accuracy of measuring irradiation creep in real-time. The modular design of the <em>in-situ</em> creep capsule allows the testing of various specimen geometries, thus making it a first-of-a-kind.</p>