Neste trabalho foram determinadas as condições para a soldagem de chapas grossas de aço carbono ASTM A36 com aço baixo-liga temperado e revenido ASTM A514 Grau Q empregando-se o processo arame tubular. Para tanto foram soldadas diversas peças de testes com o intuito de se avaliar as condições mais adequadas de preparação e soldagem de juntas dissimilares destes materiais. A preparação foi realizada por meio de corte térmico. A temperatura de preaquecimento foi determinada através de modelos matemáticos, pelas recomendações das normas AWS D1.1 e DIN EN 1011-2 sendo posteriormente avaliada por intermédio do teste de soldabilidade tipo CTS Controlled Thermal Severity. Os parâmetros de soldagem foram determinados a partir da qualificação de um procedimento de soldagem, conforme a norma AWS D1.1. Foram avaliadas as consequências do emprego do tratamento térmico de alívio de tensões após soldagem (TTAT), pelos testes de dureza Vickers e impacto Charpy. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. A caracterização das superfícies oxicortadas evidenciou os efeitos da descarbonetação e também da carbonetação. A temperatura de pré-aquecimento de 160°C determinada por meio da metodologia recomendada pelas normas AWS D1.1 e DIN EN 1011-2 mostrou-se satisfatória nos testes de soldabilidade. Foi possível a qualificação do procedimento de soldagem (EPS) com requisitos de impacto na condição \"como soldado\", porém na condição \"após TTAT\", os baixos valores de tenacidade obtidos no metal de solda, inferiores a 27J, não permitiram a qualificação de uma EPS com requisitos de impacto. Foi observada a ausência de trincas intergranulares tanto na zona afetada pelo calor quanto no metal de base ASTM A514, porém foi revelada a presença de microfases frágeis no metal de solda na condição \"como soldado\", especificamente na região da raiz, intensificadas pelo efeito da diluição. O aumento do teor de carbono na raiz, a presença de microfases frágeis, a grande fração de grãos colunares e de ferrita proeutetóide combinados com a baixa fração de ferrita acicular no metal de solda contribuíram para os baixos valores de tenacidade encontrados na condição \"como soldado\". Após o TTAT observou-se uma queda acentuada da tenacidade, inferior a 27J, do metal de solda devido à fragilização provocada pela precipitação e coalescimento de carbonetos de ferro. / In this work it was determined the conditions for welding thick plate of ASTM A36 carbon steel with quenched and tempered low-alloy steel ASTM A514 Grade Q employing the Flux Cored Arc Welding (FCAW) process. For that several coupons of tests were welded in order to evaluate the most appropriate conditions for preparation and welding of these dissimilar materials. The preparation was carried out by means of thermal cutting. The preheat temperature was determined by mathematical models, the recommendations of standards AWS D1.1 and DIN EN 1011-2 being further evaluated using the CTS type weldability test - Controlled Thermal Severity. The welding parameters were determined by qualifying a welding procedure (WPS), according to AWS D1.1. The effects of post weld heat treatment (PWHT) were evaluated by Vickers hardness tests and Charpy. Microstructural characterization was performed by optical microscopy and scanning electron microscopy. The characterization of oxi-fuel cut surfaces showed the effects of decarburization and also carburization. The preheating temperature of 160 °C determined by calculation and the methodology recommended by the standards was satisfactory in weldability tests. It was possible qualification of welding procedure (WPS) with impact requirements in the condition \"as welded\" but the condition \"after PWHT\" low toughness values obtained in the weld metal, less than 27J, did not allow to qualify a WPS with toughness requirements. The absence of intergranular cracking was observed in both the heat affected zone as the base metal ASTM A514, but the presence of fragile microphase in the weld metal was revealed in the weld metal in the condition \"as welded\" specifically in the root region, intensified by the effect of dilution. The carbon increase at root, the presence of fragile microphase, the large fraction of columnar grains and proeutectoid ferrite combined with the low fraction of acicular ferrite in the weld metal contributed to the low toughness values found in the condition \"as welded \". After PWHT there was a sharp drop in toughness, less than 27J, in the weld metal due to embrittlement caused by precipitation and coarsening of iron carbides.

[pt] Esta dissertação de mestrado tem por objetivo avaliar e determinar a influência da cavitação no fenômeno da erosão de materiais de engenharia à luz das recomendações da norma ASTM G32:2010. O trabalho foi motivado pelo interesse do Programa de Metrologia em participar, no âmbito da cooperação celebrada com o Instituto de Metrologia do Reino Unido, de um novo desafio no campo da metrologia científica relacionado à medição de cavitação. A metodologia utilizada baseou-se em trabalhos experimentais realizados com o medidor de cavitação recentemente desenvolvido pelo Laboratório de Acústica do NPL, que foi pioneiramente utilizado para mapear os níveis de cavitação nos experimentos de erosão de materiais de engenharia para diferentes amplitudes (delta) de pulsação do transdutor e diferentes posicionamentos (lambda) da haste do transdutor em relação ao espécime submetido à erosão. Dentre os resultados destaca-se a perda de massa mensurada para cada um dos três materiais de engenharia submetidos à erosão por cavitação: 101,4 mg no Alumínio; 66,0 mg na Liga Alumínio-Bronze e 6,80 mg no Aço inoxidável 304. Três são as conclusões mais relevantes do trabalho (i) no que concerne a perda de massa (medida da erosão), o parâmetro delta mostrou-se mais crítico que o parâmetro lambda; (ii) os materiais de menor dureza são os mais susceptíveis à erosão por cavitação e (iii) quanto maior a resistência à erosão menor é a uniformidade da cavitação. / [en] The aim of this dissertation is to evaluate and assess the influence of the cavitation on the erosion of engineering materials in line with recommendations of the ASTM G32:2010 standard. The work was motivated by the interest of the postgraduate Metrology Programme to participate, within the framework of the cooperation celebrated with the National Metrology Institute of the United Kingdom (National Physical Laboratory, NPL), in a new metrology challenge related to measurement of cavitation. The methodology used was based on experimental work carried out with the cavitation meter recently developed by the Laboratory of Acoustics of the NPL, which was first used to map the levels of cavitation inducing erosion in engineering materials for different amplitude of the transducer (delta) and displacement (lambda) of the transducer horn relative to the specimen subjected to erosion. Among the results is emphasized the mass loss measured for each of the three engineering materials submitted to cavitation erosion: 101.4 mg for the aluminium; 66.00 mg for the Alloy Aluminium-Bronze and 6.80 mg for the stainless steel 304. Three are the main findings of the work (i) with respect to loss of mass (a measure of erosion), the parameter delta was more critical that the parameter lambda; (ii) the lower the hardness of the engineering material eroded, the most susceptible it becomes to cavitation erosion and (iii) the higher the erosion resistance the lower the uniformity of cavitation.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Rodrigues Pinto da Cunha.pdf: 2983821 bytes, checksum: b06bd053fe594d95a0a35b703e2a664b (MD5) Previous issue date: 2013-03-02 / Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo da resistência ao desgaste abrasivo de quatro materiais poliméricos utilizados no setor de transporte de minérios nas plantas de produção, sendo um poliuretano (utilizado como raspador) e três elastômeros (camadas de correias e revestimentos de tambores). Para tal comparação, foram realizados ensaios de desgaste do tipo pino tambor, conforme norma ISO 4649 nos laboratórios TRICORRMAT (Universidade Federal do Espírito Santo) e LFS (Universidade de São Paulo). Um protocolo experimental envolvendo todas as etapas do ensaio, desde a obtenção dos materiais até o armazenamento final, foi elaborado em conjunto pelos dois laboratórios no decorrer desse trabalho. A determinação da repetibilidade e da reprodutibilidade dos resultados de ensaios foi utilizada para a validação do protocolo experimental. A partir da perda de massa de cada material, foram correlacionados alguns parâmetros controláveis de ensaios tais como: lixa, operador e máquina. Foi observado que dentre os parâmetros citados, a máquina foi o parâmetro que exerceu maior influência nos resultados de comparação entre os laboratórios / In this work, we conducted a comparative study of the abrasive wear resistance of four polymeric materials used in ore transport in Vale plants, being a polyurethane (used as a scraper) and three elastomers (belt layers and drums coatings). To make such a comparison, pin-on-drum type wear tests were performed, according to ISO 4649, between TRICORRMAT (Federal University of Espírito Santo) and LFS (University of São Paulo). An experimental procedure involving all stages of the test, from the procurement of materials to final storage, was developed jointly between the labs during this work. The determination of repeatability and reproducibility from the testing results were used to validate the experimental procedure. From the mass loss of each material were correlated controllable test parameters such as the sandpaper, the operator and the machine. It was observed that among the mentioned parameters, the machine was the parameter that exerted greater dispersion in the results between laboratories

This thesis is unique in that it investigated two completely different forms of concrete deterioration: physical sulfate attack and the alkali-silica reaction (ASR). Research was undertaken to better understand physical sulfate attack in order to provide much needed guidance on how to prevent durable this form of deterioration. A testing regime was designed to evaluate and analyze different concrete mixtures with varying water to cementitious material ratios (w/cm), cement types (Type I and V), and use of supplementary cementing materials (SCMs) in accelerated laboratory exposure and outdoor exposure testing. The accelerated laboratory testing evaluated the performance of concrete cylinder segments fully submerged in 30% (by mass of solution) sodium sulfate solution exposed to a temperature and humidity cycle that would promote cycles of alternative conversion between anhydrous sodium sulfate (thenardite) and decahydrate sodium sulfate (mirabilite). In the outdoor exposure site, two different sized concrete cylinders per mixture proportion were partially submerged in 5% (33,000 ppm) sodium sulfate solution and exposed to alternative wetting and drying conditions, along with, temperature fluctuations that would promote conversion between thenardite (Na2SO4) and mirabilite (Na2SO4∙10H2O). With regard to ASR test methods, it has been shown with past research that it is not possible to evaluate “job mixtures” or determine alkali thresholds using ASTM C 1293 (Concrete Prism Test) with evaluating aggregates and concrete mixture proportions for the susceptibility of ASR when testing job mixtures. The most commonly cited issue with the concrete prism test is excessive leaching of alkalis during the course of the test, which may not be a major issue when using the standard, high-alkali concrete mixtures as per ASTM C 1293 but is clearly an issue when testing lower-alkali concrete mixtures. For low-alkali mixtures, alkali leaching can reduce the internal alkali content below the threshold that triggers expansion for a given aggregate. A comprehensive study was initiated that evaluated various modifications to ASTM C 1293, with the intention of developing a testing regime better suited to testing “job mixes” and/or low-alkali concrete mixtures. / text

Neste trabalho foram determinadas as condições para a soldagem de chapas grossas de aço carbono ASTM A36 com aço baixo-liga temperado e revenido ASTM A514 Grau Q empregando-se o processo arame tubular. Para tanto foram soldadas diversas peças de testes com o intuito de se avaliar as condições mais adequadas de preparação e soldagem de juntas dissimilares destes materiais. A preparação foi realizada por meio de corte térmico. A temperatura de preaquecimento foi determinada através de modelos matemáticos, pelas recomendações das normas AWS D1.1 e DIN EN 1011-2 sendo posteriormente avaliada por intermédio do teste de soldabilidade tipo CTS Controlled Thermal Severity. Os parâmetros de soldagem foram determinados a partir da qualificação de um procedimento de soldagem, conforme a norma AWS D1.1. Foram avaliadas as consequências do emprego do tratamento térmico de alívio de tensões após soldagem (TTAT), pelos testes de dureza Vickers e impacto Charpy. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. A caracterização das superfícies oxicortadas evidenciou os efeitos da descarbonetação e também da carbonetação. A temperatura de pré-aquecimento de 160°C determinada por meio da metodologia recomendada pelas normas AWS D1.1 e DIN EN 1011-2 mostrou-se satisfatória nos testes de soldabilidade. Foi possível a qualificação do procedimento de soldagem (EPS) com requisitos de impacto na condição \"como soldado\", porém na condição \"após TTAT\", os baixos valores de tenacidade obtidos no metal de solda, inferiores a 27J, não permitiram a qualificação de uma EPS com requisitos de impacto. Foi observada a ausência de trincas intergranulares tanto na zona afetada pelo calor quanto no metal de base ASTM A514, porém foi revelada a presença de microfases frágeis no metal de solda na condição \"como soldado\", especificamente na região da raiz, intensificadas pelo efeito da diluição. O aumento do teor de carbono na raiz, a presença de microfases frágeis, a grande fração de grãos colunares e de ferrita proeutetóide combinados com a baixa fração de ferrita acicular no metal de solda contribuíram para os baixos valores de tenacidade encontrados na condição \"como soldado\". Após o TTAT observou-se uma queda acentuada da tenacidade, inferior a 27J, do metal de solda devido à fragilização provocada pela precipitação e coalescimento de carbonetos de ferro. / In this work it was determined the conditions for welding thick plate of ASTM A36 carbon steel with quenched and tempered low-alloy steel ASTM A514 Grade Q employing the Flux Cored Arc Welding (FCAW) process. For that several coupons of tests were welded in order to evaluate the most appropriate conditions for preparation and welding of these dissimilar materials. The preparation was carried out by means of thermal cutting. The preheat temperature was determined by mathematical models, the recommendations of standards AWS D1.1 and DIN EN 1011-2 being further evaluated using the CTS type weldability test - Controlled Thermal Severity. The welding parameters were determined by qualifying a welding procedure (WPS), according to AWS D1.1. The effects of post weld heat treatment (PWHT) were evaluated by Vickers hardness tests and Charpy. Microstructural characterization was performed by optical microscopy and scanning electron microscopy. The characterization of oxi-fuel cut surfaces showed the effects of decarburization and also carburization. The preheating temperature of 160 °C determined by calculation and the methodology recommended by the standards was satisfactory in weldability tests. It was possible qualification of welding procedure (WPS) with impact requirements in the condition \"as welded\" but the condition \"after PWHT\" low toughness values obtained in the weld metal, less than 27J, did not allow to qualify a WPS with toughness requirements. The absence of intergranular cracking was observed in both the heat affected zone as the base metal ASTM A514, but the presence of fragile microphase in the weld metal was revealed in the weld metal in the condition \"as welded\" specifically in the root region, intensified by the effect of dilution. The carbon increase at root, the presence of fragile microphase, the large fraction of columnar grains and proeutectoid ferrite combined with the low fraction of acicular ferrite in the weld metal contributed to the low toughness values found in the condition \"as welded \". After PWHT there was a sharp drop in toughness, less than 27J, in the weld metal due to embrittlement caused by precipitation and coarsening of iron carbides.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2017-04-19T19:20:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação completa (FINAL).pdf: 5768431 bytes, checksum: 342e336553ff7aabb5d24cb8e9437063 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-19T19:20:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação completa (FINAL).pdf: 5768431 bytes, checksum: 342e336553ff7aabb5d24cb8e9437063 (MD5) Previous issue date: 2016-11-17 / CAPES / Nas diversas etapas processuais da indústria de petróleo – extração, recuperação, armazenamento, transporte e refino, os materiais metálicos são expostos a fluidos corrosivos e solicitações mecânicas. Na etapa de armazenamento, em tanques de petróleo, é possível evidenciar a presença de duas fases, uma oleosa e outra aquosa, que de forma isolada ou associada podem influenciar no processo corrosivo. No transporte de petróleo, apresenta-se o efeito de corrosão-erosão (C-E) gerado pela presença de sais, gases e partículas sólidas que prejudicam a integridade dos equipamentos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento do aço ASTM 572 Gr50 exposto a óleo cru, água do mar e misturas desses fluidos em diferentes proporções; sob condições estáticas simulando tanques de armazenamento e dinâmicas, visando simular transporte dos fluidos. Foram realizados testes de imersão do aço em diferentes fluidos corrosivos (óleo cru, água do mar, misturas de óleo e água do mar nas proporções de 20 e 50 % em volume de água do mar), ao longo de 60 dias em condições estáticas e dinâmicas. O processo corrosivo do material exposto aos diferentes meios foi analisado através de ensaios de perda de massa, análises eletroquímicas de potencial de circuito aberto (PCA), polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). A morfologia da corrosão foi avaliada através de microscopia eletrônica de microscopia óptica (MO) e varredura (MEV). Testes de microdureza Vickers e análises microestruturais foram realizados para analisar a ocorrência de mudanças nas propriedades mecânicas dos aços. Os resultados evidenciaram a influência do teor de água do mar no processo corrosivo, onde foram observados maiores valores de taxa de corrosão para os sistemas contendo maior proporção de água do mar. O mecanismo de C-E, observado nos sistemas dinâmicos mostrou ser mais agressivo que o processo de corrosão isoladamente (sistemas estáticos) o que foi observado por meio dos maiores valores de taxa de corrosão e também pelas morfologias de processo de deterioração da superfície vista por MO e MEV, onde cavidades de maior longitude e pites internos foram observados para os sistema sujeitos ao processo de C-E. Não foram observadas mudanças significativas na microestrutura do material após exposição às condições de fluido estudadas. Os resultados de MEV mostraram a presença de corrosão localizada em todos os sistemas, inclusive para os sistemas contendo apenas óleo cru, que apresentou baixa taxa de corrosão. Os ensaios eletroquímicos de PCA, polarização e EIE realizados com os eletrólitos advindos dos ensaios de imersão (fase aquosa) mostraram que o contato entre fluidos distintos (óleo e água do mar) sob condições de agitação, promove uma intensa troca composicional entre os meios, aumentando a agressividade e modificando a interação metal/meio. O eletrólito proveniente do sistema dinâmico contendo mistura de óleo e água do mar (50%) foi o que se mostrou mais agressivo, visto que no ensaio de polarização linear apresentou o maior valor de densidade de corrente anódica. / In the various procedural stages of the oil industry - extraction, recovery, storage, transportation and refining, metal materials are exposed to corrosive fluids and mechanical stresses. In oil tanks of the storage step, it is possible to demonstrate the presence of two phases, an oily and other aqueous, which isolated or associated, can influence the corrosion process. In the oil transport the corrosion-erosion (C-E) effect is present and it is generated by the presence of salts, gases and solid particles that can influence the integrity of the equipment. This study aimed to evaluate the behavior of ASTM 572 GR50 steel exposed to crude oil, sea water and mixtures of these fluids in different proportions; under static conditions simulating storage tanks and dynamic conditions, aiming to simulate fluid transport. Immersion tests were performed in different corrosive fluids (crude oil, seawater, oil mixtures and sea water in the proportions of 20 to 50% by seawater volume) for 60 days, under static conditions and dynamics. The corrosive process of material exposed to different media was analyzed by mass loss tests and electrochemical analysis of open circuit potential (OCP), potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The morphology of corrosion was assessed by microscopy optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM). Vickers microhardness testing and microstructure analysis were performed to examine the changes occurring in the mechanical properties of steels. The results showed the influence of the seawater content in the corrosion process, in which were observed higher corrosion rate values for the systems containing higher proportion of seawater. The C-E mechanism, seen in dynamical systems proved to be more aggressive than corrosion process isolated (static systems) which was observed by means of higher corrosion rate values and also by the morphologies of the surface deterioration process seen by OM and SEM, where the greater length and internal cavities pits were observed for the system subject to the C-E process; There were not significant changes in the microstructure of the material after exposure to conditions fluid studied. SEM results showed the presence of localized corrosion on all systems, including systems containing only crude oil, which showed low corrosion rate. Electrochemical test OCP, polarization and EIS conducted with electrolytes arising from immersion tests (aqueous phase), showed that the contact between different fluids (oil and seawater) under agitation conditions, promotes an intense exchange compositional between the fluids, increasing the aggressiveness and modifying the metal/media interaction. The electrolyte from the dynamic system containing a mixture of oil and seawater (50%) was the more aggressive electrolyte, as can be seen in the linear polarization that showed the highest value of anodic current density.

AgÃncia Nacional do PetrÃleo / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento das tensÃes residuais em tubulaÃÃes de aÃo ASTM A106 Gr. B com pequeno diÃmetro, soldada pelos processos TIG manual e automÃtico. Buscou-se tambÃm avaliar o efeito do aporte tÃrmico sobre o perfil de tensÃes, bem como correlacionar os resultados com a microestrutura e dureza. A mediÃÃo das tensÃes foi realizada atravÃs de difraÃÃo de raio-X, utilizando um minidifratÃmetro empregado para mediÃÃo em campo. AnÃlises metalogrÃficas foram realizadas na seÃÃo transversal da junta, atravÃs de microscopia Ãtica e microscopia eletrÃnica de varredura. Foram levantados os perfis de microdureza nas superfÃcies externa e interna. Os resultados mostraram que a mediÃÃo de tensÃes residuais por difraÃÃo de raio-X, usando o minidifratÃmetro para aplicaÃÃes em campo, à eficaz na determinaÃÃo do perfil de tensÃes, contudo, à necessÃria a realizaÃÃo de ajustes dos difratogramas por funÃÃes analÃticas, para determinar a correta localizaÃÃo do pico de difraÃÃo de raio-X, reduzindo o erro das medidas. As mediÃÃes das tensÃes residuais axiais realizadas na superfÃcie externa dos tubos mostraram que o perfil à formado por tensÃes compressivas na regiÃo da solda (zona fundida e zona afetada pelo calor) e por tensÃes trativas nas regiÃes mais afastadas. Foram observados elevados nÃveis de tensÃes residuais axiais compressivas na superfÃcie externa de tubos de parede fina, na regiÃo da solda, os quais podem representar uma situaÃÃo crÃtica, visto que o comportamento linear das tensÃes ao longo da espessura devido ao efeito torniquete à consensual e, portanto, isso indica a presenÃa de elevados nÃveis de tensÃes residuais de traÃÃo no metal de solda e na zona afetada pelo calor. O ciclo tÃrmico do passe de acabamento ocasionou um intenso refino de grÃo e uma significativa reduÃÃo de dureza, especialmente no metal de solda e na superfÃcie interna dos tubos, a exceÃÃo das amostras de 2â de diÃmetro soldadas com elevado aporte tÃrmico. Nenhuma das amostras soldadas apresentou valores de dureza acima do mÃximo estabelecido por norma, que à de 248 HV, mostrando que o fato da junta apresentar dureza baixa, nÃo necessariamente representa que esta nÃo esteja sujeita a um elevado nÃvel de tensÃes residuais. / The aim of this work was to evaluate the behavior of welding residual stress in small size pipes of ASTM A106 Gr. B steel, welded by manual and automatic GTAW processes. It was also evaluated the effect of the welding heat input on residual stress profile, as well as to correlate the results with microstructure and hardness. The residual stress measurement was accomplished through X-ray diffraction, using a minidiffractometer for measurement in field. Metallographics analysis were accomplished in the traverse section of the welded joint, using optic microscopy and scanning electron microscopy. The microhardness profiles in the outer and inner surfaces of pipe were determined. The results showed that the measures of residual stress by X-ray diffraction with minidiffractometer for applications in field was shown quite effective in the residual stress profile determination, however, it is necessary the accomplishment of diffractograms fittings by analytic functions, to determine the correct peak localization, reducing the measures error. The measurements of the axial residual stress accomplished in the outer surface pipes showed that the profile is formed by compressive stresses in the welds region (fusion zone and heat affected zone - HAZ) and for tension stresses in the areas more distant of weld bead. High levels of compressive axial residual stress were observed in the outer surface of small size pipes, located in the welds region, which can represent a critical situation, because the linear behavior of the through-thickness residual stress due to âtourniquetâ effect is consensual and, therefore, indicates the presence of high levels of tension residual stress in the inner surface, especially in the root weld metal and HAZ. The welding heat input of the finish pass caused an intense grain refining and a significant reduction of hardness of the weld metal in the inner surface, exception of 2" diameter sample welded with high heat input. None of the welded samples presented values of hardness above the maximum established for standard, which is 248 HV, showing that the fact of the welded joint to present low hardness, it does not necessarily represent that this is not subject to a high level of residual stress.

Laserpåsvetsning och laserytimpregnering är additiva tillverkningsmetoder som kan användas för att förlängakomponenters livslängd och specialanpassa ytor med avseende på friktions-, slitage- och korrosionsegenskaper.Duroc Laser Coating i Luleå är störst i Sverige på laserytbehandlingar men saknar objektiv data på friktionsoch nötningsegenskaperna hos de laserpåsvetsade materialen vilket har varit det huvudsakliga målet med dettaarbete att ta fram.Tolv material, varav tre referensstål för jämförelse, har testats enligt en något modifierad ASTM G132 standard avseende tvåkroppsabrasion. Resultaten visade att det abrasiva nötningsmotståndet ökade med ökandehårdhet. Tre material med karbidpartiklar i ytskiktet uppvisade överlägset högst nötningsmotstånd. Ytornahar undersökts med svepelektronmikroskop och ytprofileringsmätningar efter testerna för att karakterisera debakomliggande nötningsmekanismerna.Materialens mikrostruktur, hårdhet och deformationshärdning närmast ytan efter abrasiv nötningsprovninghar undersökts. De mjukaste materialens mikrostruktur hade deformerats i glidriktningen medans resterandematerials mikrostruktur var opåverkad. Koboltlegeringarna uppvisade högst deformationshärdning.Åtta material, varav två referensstål, har testats enligt ASTM G99 i en pin-on-disk uppställning för att undersöka adhesivt nötningsmotstånd och friktionsegenskaper med lagerstål som mötande material. Resultatenvisade att de tre koboltbaserade legeringarna som testades hade lägst och stabilast friktion med minst materialöverföring, medans ett brons som testades hade högst friktion och materialöverföring. Ett rostfritt stål hadelägst nötning.Målen med arbetet har uppnåtts och den tribologiska prestandan har kartlagts för de material som ingått iarbetet. Metodiken som tagits fram under arbetets gång kan även användas för att göra ytterligare materialkarakterisering i framtiden.

Este trabalho apresenta uma investigação experimental sobre o comportamento à fratura frágil de aços estruturais ferríticos, ASTM A285 Gr C e ASTM A515 Gr 65. Os resultados deste trabalho ampliam a base de dados de propriedades mecânicas utilizadas nas análises de integridade de estruturas pressurizadas tais como vasos de pressão e tanques de armazenamento construídos com esta classe de material. O trabalho tem por objetivo também avaliar a aplicabilidade de corpos de prova de dimensões reduzidas, PCVN, na determinação da temperatura de referência, T0, por meio da metodologia da Curva Mestra, a qual define a dependência da tenacidade à fratura do material em função da temperatura. Os ensaios de tenacidade à fratura foram conduzidos utilizando-se corpos de prova solicitados em flexão três pontos com geometria SE(B), PCVN e PCVN com entalhe lateral, extraídos de chapas laminadas. Os resultados dos ensaios foram obtidos em termos de integral J no momento da instabilidade, denotados por Jc. Dados adicionais de resistência à tração e de Impacto Charpy convencional também foram obtidos para caracterizar o comportamento mecânico dos aços utilizados. Os resultados mostraram uma forte influência da geometria dos corpos de prova sobre os valores de Jc, evidenciada pela grande variação nos valores de tenacidade à fratura. / This work presents an experimental investigation on the cleavage fracture behavior of structural ferritic steels, ASTM A285 Grade C and ASTM A515 Grade 65. One purpose of this study is to enlarge a previously reported work on mechanical and fracture properties for this class of steel to provide a more definite database for use in structural and defect analyses of pressurized components, including pressure vessels and storage tanks. Another purpose is to address the applicability of Precracked V-notch Charpy specimens to determine the reference temperature, T0, derived from the Master Curve Methodology which defines the dependence of fracture toughness with temperature for the tested material. Fracture toughness testing conducted on single edge bend specimens in three-point loading (SE(B), PCVN Plain Side and PCVN Side Grooved) extracted from laminated plates provides the cleavage fracture resistance data in terms of the J-integral at cleavage instability, Jc. Additional tensile and conventional Charpy tests produce further experimental data which serve to characterize the mechanical behavior of the tested materials. The results reveal a strong effect of specimen geometry on Jc values associated with large scatter in the measured values of cleavage fracture toughness.

No presente trabalho foi investigada a nitretação a plasma do aço rápido ASTM M2 utilizando diferentes configurações, envolvendo as técnicas convencional e com tela ativa. Na técnica convencional, o material a ser nitretado atua como o cátodo do sistema, sendo coberto diretamente pela bainha da descarga luminescente. Nos tratamentos conduzidos com a técnica de tela ativa, uma estrutura de tela em formato cilíndrico atua como cátodo e o material a ser nitretado é posicionado no seu interior. Neste novo processo, como não há potencial elétrico externo aplicado aos substratos, a descarga luminescente se desenvolve apenas na estrutura da tela, evitando problemas intrínsecos do método convencional de nitretação a plasma. Todos os tratamentos investigados foram executados com os seguintes parâmetros: Temperatura de 500 °C, mistura gasosa composta 76% de volume de gás nitrogênio e 24% de volume de gás hidrogênio e pressão de 3 milibar. Para os tratamentos com tela ativa, os substratos foram mantidos eletricamente isolados. Os resultados foram comparados observando a diferença de método de nitretação (com e sem o uso de tela ativa) e a influência do tempo de tratamento (variando sua duração em 1, 4 e 8 horas) Todos os experimentos foram realizados utilizando uma fonte de potência de tensão retificada aplicada na tela ou nas amostras, dependendo da configuração. Adicionalmente, para o tempo de nitretação de 4 horas uma fonte de potência com tensão pulsada também foi aplicada. As amostras nitretadas foram caracterizadas por ensaios de rugosidade, ensaios de dureza e microdureza, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Ensaios tribológicos para avaliação da resistência ao desgaste das diferentes condições de tratamento foram conduzidos. Dentre os principais resultados foi observada uma clara diferença na profundidade de camada nitretada, que foi sempre mais profunda nos tratamentos convencionais. Apesar de formadas camadas menos profundas, as amostras nitretadas oriundas dos tratamentos com tela ativa demonstraram melhor desempenho nos ensaios tribológicos, resultando em taxas de desgaste até sete vezes inferior do que as amostras do nitretadas convencionalmente, este resultado foi atribuído a não formação da zona de compostos nas amostras nitretadas com tela ativa. / In the present work an investigation on the plasma nitriding of ASTM M2 High-Speed Steel using different configurations was carried out, involving traditional and active screen techniques. In the traditional technique, the material to be nitrided act as the system cathode, being directly covered by the glow discharge sheath. In the active screen treatments, a cylindrical mesh structure (screen) plays the role of the cathode and the material to be nitrided is positioned in its interior. In this new process, as there is no external electric potential applied to the specimens, the glow discharge develops only in the screen structure, avoiding intrinsic problems from the conventional plasma nitriding method. All the studied treatments were carried out with the following parameters: temperature of 500 °C, gas mixture of 76 vol.-% N2 and 24 vol.-% H2 and pressure of 3 millibar. For the active screen treatments, the samples were kept electrically insulated. The results were compared observing the differences in the nitriding method (with and without the use of active screen) and the nitriding time influence (varying its duration in 1, 4 and 8 hours) All experiments were carried using a rectified voltage power supply applied to the screen or to the samples, depending on the configuration. Additionally, for the nitriding time of 4 hours a pulsed voltage power supply was also employed. The nitrided samples were characterized by roughness tests, hardness and microhardness tests, optical microscopy and scanning electron microscopy, X-ray diffraction. Tribological tests to evaluate the wear resistance of the different treatment conditions were also carried out. Among the main results a clear difference in the case layer depth was noticed, which was always deeper in the conventional treatments. Although forming shallower case depths, the active screen nitrided specimens presented better performance in the tribological tests, resulting in wear rates up to seven times lower than the wear rate for conventionally plasma nitrided samples, this result was assigned due to the non-formation of compound layer in the active screen plasma nitrided samples.