[pt] O processo de Têmpera e Partição (T&P) possibilita a produção de aços com frações controladas de austenita retida, a partir do enriquecimento da austenita pela partição de carbono da martensita sem a precipitação de carbonetos. A austenita retida proporciona o efeito TRIP (plasticidade induzida por transformação), que confere ao material uma deformação uniforme e uma melhor absorção de energia durante o impacto. Os aços produzidos por este processo atendem principalmente às necessidades da indústria automobilística, que busca aços com melhores propriedades para a diminuição de peso e aumento da segurança dos automóveis. Nesta dissertação, ligas de aço com diferentes composições e tamanhos de grão foram produzidos pelo processo de Têmpera e Partição e a fração de austenita retida foi medida por difração de raios-X. As ligas também foram caracterizadas por nanoindentação, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. As amostras estudadas foram produzidas com uma austenitização completa a 930°C, realizada para promover um aumento no tamanho de grão, e os resultados foram comparados com amostras estudadas anteriormente com temperatura de austenitização de 890°C. Os resultados obtidos indicaram um aumento da fração de austenita retida com o aumento do grão austenítico original. Estes resultados foram interpretados com base no modelo teórico desenvolvido para o processo T&P. / [en] The Quenching and Partitioning (Q&P) process allows the production of steels with controlled fractions of retained austenite from the enrichment of the austenite by carbon partitioning from the martensite without carbide precipitation. The retained austenite is responsible for the TRIP effect (transformation induced plasticity), which enhances the material behavior providing a uniform strain and a better energy absorption during impact. Steels produced by this process match the requirements of the automotive industry, which looks for weight reduction and safety improvements in cars. In the present dissertation, steels with different compositions and grain sizes were produced by the Quenching and Partition process and their retained austenite fraction was measured by x-ray diffraction. The steels were also characterized by nanoindentation, optical microscopy and scanning electron microscopy. The specimens studied were produced by a complete austenitization at 930°C, to promote an increase in the austenitic grain size, and the results were compared with previously studied specimens produced by a complete austenitization at 890°C. The experimental results indicate an increase of austenite fraction with an increase in grain size of the original austenite. These results were analyzed based on the theoretical model develop for the Q&P process.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo da soldabilidade do aço API 5L X-80 utilizando os Testes Tekken e de Implante. A pesquisa avalia a soldabilidade do aço X-80 para a soldagem circunferencial com eletrodo revestido e arame tubular com relação à formação de trincas induzidas por hidrogênio. O objetivo é viabilizar diferentes opções de processos de soldagem para o aço em questão. Para o Teste Tekken foram soldados dois pares de chapas pelo processo SMAW utilizando o consumível E8010-G e mais dois pares pelo processo FCAW-G com o consumível E101T1-GM-H8. Para o Teste de Implante foram utilizados três chapas de suporte e dez implantes, sendo que quatro implantes foram soldados pelo processo SMAW com E8010-G e seis pelo processo FCAW- G com E101T1- GM-H8. Todos os implantes apresentavam 6 mm de diâmetro. Para todos os testes a temperatura de preaquecimento foi de 100°C. A quantidade de hidrogênio difusível nos metais de solda produzidos pelos dois consumíveis foi medida pelo processo de Cromatografia Gasosa. Após a realização dos testes, todas as amostras foram observadas sem e com ataque no MO e no MEV para que as trincas induzidas por hidrogênio na ZTA e no MS (no caso do Teste Tekken) pudessem ser analisadas e medidas. A partir desse procedimento foi possível observar que todas as amostras apresentaram trincas transgranulares com comprimentos da ordem de 17,68 um, muito pequenas e improváveis de serem prejudiciais ao aço. Isso possibilita dizer que o aço X- 80 pode ser soldado utilizando os consumíveis avaliados, sem riscos de danos maiores para o material. / [en] This work shows a study of the weldability of API 5L X-80 steel using the Tekken Test and the Implant Test. The research analises the weldability of HSLA X-80 steel for orbital circunferencial welding with the Shielded Metal Arc Weld and the Flux Core Arc Weld processes with regard to hydrogen induced cracking formation. The aim is to make feasible different options of welding process for the steel at issue. For the Tekken Test two pairs of plates were welded by SMAW process using E8010-G consumable and two more pairs by FCAW- G process using E101-T1-GM-H8. The Implant Test used three base plates and ten implants, being four implants welded by SMAW process and with E8010-G consumable and six by FCAW-G process with E101T1-GM-H8 consumable. All the implants have 6 mm of diameter. For all tests the preheating temperature was 100°C. The diffusible hydrogen content deposited by both consumables was measured by the Gas Chromatography Method. After the tests all the samples were examined without and with attack by means of optical microscope and SEM to allow hydrogen induced cracking in the HAZ and in the weld metal (for Tekken Test) to be viewed and measured. By means of this procedure it was possible to observe that all samples showed transgranular cracking with length of 17,68 um, too small and unlikely to the be bad to the steel. It allows saying that X-80 steel can be welded using the consumables tested, without a risk of damage of the material.

[pt] Foram utilizados dois sistemas de aço API 5L X80, Nb-Cr e Nb-Cr-Mo, para obter as diferentes regiões da ZTA pertencentes a uma soldagem multipasse. Estas regiões são denominadas de: região de grãos grosseiros inalterados (RGGI), região de grãos refinados reaquecidos supercriticamente (RGRRS), região de grãos grosseiros reaquecidos intercriticamente (RGGRI), região de grãos grosseiros reaquecidos subcriticamente (RGGRS). Estas regiões foram obtidas para dois aportes de calor (1,2 e 2,5 kJ/mm) e a RGGRI por ser considerada a região onde poderiam ser formadas zonas frágeis localizadas (ZFL) foram utilizados também aportes de calor de 3,0 e 4,0 kJ/mm. Cada uma das regiões obtidas pela simulação física foi submetida a ensaios mecânicos de impacto Charpy e dureza, assim como a análises metalográficos por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foi possível observar que as microestruturas pertencentes a uma ZTA simulada obtidas com o equipamento (GleebleR3800) se mostram compatíveis com aquelas pertencentes a uma soldagem real. Este resultado comprova que as velocidades de resfriamento obtidas pela simulação foram similares àquelas da soldagem real. A adição de Mo ao sistema Nb-Cr-Mo não promoveu mudanças significativas tanto a nível microestrutural, observado por MO e MEV, como em termos de propriedades mecânicas. / [en] Two API 5L steels grade X80 of the systems Nb-Cr and Nb-Cr-Mo, were submitted to physical simulation in order to obtain different regions of the HAZ similar to those of a multipass welding, the coarse grained heat affected zone (CGHAZ), supercritically coarse grained heat affected zone (SCCGHAZ), intercritically coarse grained heat affected zone (ICCGHAZ), subcritically coarse grained heat affected zone (SCGHAZ). The welding simulation was carried out on a Gleeble R 3800 considering two thermal cycles and different heat inputs 1.2, 2.5, 3.0 and 4,0 kJ/mm, typical of a girth weld. All HAZ zones were simulated only for 1.2 and 2.5kJ/mm. Since the ICCGHAZ is the probable weak link where a local brittle zone (LBZ) can occur, this region was simulated for all heat inputs studied. All simulated regions were subjected to traditional mechanical tests such as impact Charpy-V at -40 and -60C and microhardness Hv1kg. Metallographic analysis by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) and fractography were also performed. The microstructures obtained for the different regions of the HAZ, by simulation were close to those of a real welding, however, the cooling rates obtained by simulation were slower than that obtained in a real welding. The mechanical properties and microstructure of the different regions of the HAZ for the systems NbCr and NbCrMo indicate that the microstructural and mechanical behavior of the intercritical region (ICCGHAZ) was considered to be similar to a local brittle zone (LBZ) for all conditions studied.

[pt] O desenvolvimento e a utilização de aços rápidos para a produção da casca externa de cilindros destinados à laminação de tiras a quente tiveram início no começo dos anos 90. A introdução deste material melhorou, significativamente, a resistência ao desgaste do cilindro, a qualidade da tira laminada e a duração da campanha de laminação. Representou, desta forma, o maior avanço tecnológico recentemente obtido no campo da laminação a quente. Entretanto, foi observado que o desprendimento da camada de óxido nestes aços possuía características diferentes daquelas obtidas nos cilindros de laminação convencionais. Este fenômeno foi atribuído ao processo de oxidação dos aços rápidos, que é cerca de quatro vezes maior do que o das ligas anteriormente utilizadas. Para que todo o potencial dos cilindros de laminação a quente, fabricados com este material, seja alcançado, torna-se necessário, portanto, o estudo da oxidação de aços rápidos. A presente tese estudou a oxidação de quatro composições químicas de aços rápidos. Foram realizados ensaios de termogravimetria em atmosfera de ar seco e úmido (12,5% H2O) assim como ciclagem térmica com resfriamento em água. Um aparelho de produção e controle de umidade e um mecanismo de ciclagem térmica foram construídos para este trabalho. As amostras oxidadas foram analisadas por difração de Raios - X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de dispersão de energia. A discussão dos resultados avaliou o efeito da composição química, da umidade e da ciclagem térmica no comportamento dos aços rápidos estudados quanto à oxidação. Como conclusões, verificou-se que o teor de cromo possui influência no ganho final de massa, que um teor elevado de molibdênio pode promover oxidação catastrófica em atmosfera de ar seco e que a variação do teor de tungstênio utilizada não influenciou o comportamento de oxidação. Foi verificado também que a presença de 12,5 % de H2O influenciou significativamente as características de oxidação e que a oxidação em condição de ciclagem térmica promoveu a formação de uma fina camada de óxidos ricos em vanádio na região externa da camada de óxido das amostras estudadas. / [en] Development and use of high-speed steel for manufacturing the roll outer shell of hot strip mills have started in the early 1990s. The introduction of this material has improved, significantly, the roll wear resistance, the surface quality of rolled products and the length of rolling campaign. It has represented, therefore, the major technological breakthrough recently introduced in the hot rolling field. However, it was observed that the oxide layer spalling of these steels had different behavior in comparison with that of conventional rolls. This phenomenon has been attributed to the high-speed steel oxidation, which is about four times higher than the alloys previously used. In order to achieve the full potential of high-speed rolls for hot strip mills, it is necessary, therefore, to study the oxidation behavior of this material. The present thesis studied the oxidation of four different chemical compositions of high-speed steels. Corrosion tests were carried out in a thermobalance under dry and moist (12.5 % H2O) environments. Oxidation under thermal cyclic conditions of specimens cooled in water was also carried out. A cyclic oxidation apparatus and an equipment for humidity production and control were constructed for this work. The corroded samples were examined by X - Ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive micro-analysis. The discussion of the results evaluated the effects of humidity, thermal cycling and chemical composition on the oxidation behavior of these high-speed steels. As conclusions, it was verified that the chromium content has influence on the final mass gain, the elevated molybdenum content can produce catastrophic oxidation under dry air environment and that the tungsten content variation did not influence the oxidation behavior. It was also verified that the presence of humidity had a significant effect on the oxidation behavior and that the cyclic oxidation promoted the formation of a thin layer composed of oxides rich in vanadium at the outer region of the scale.

[pt] O advento e consolidação do processo de lingotamento contínuo, hoje dominante no setor siderúrgico, trouxe à tona os crescentes esforços de investigação e análise dos fenômenos relacionados com o comportamento dos aços a elevadas temperaturas. Diferentemente do lingotamento convencional, o lingotamento contínuo é um processo dinâmico no qual ocorre a oscilação do molde enquanto o veio em solidificação é continuamente extraído ao mesmo tempo que é submetido a um segundo resfriamento dito secundário. No Brasil há um parque industrial de empresas que se dedicam à laminação a quente de semiacabados fornecidos por terceiros como placas de aço, as quais são cortadas a quente sob a forma de tarugos de seção quadrada que são então destinados a laminação. A linha de produção dessas empresas compreende basicamente produtos estruturais tais como barras chatas, barras redondas, barras quadradas, cantoneiras e até perfis especiais destinados à indústria automobilística e de máquinas. Uma série catastrófica de eventos de qualidade relacionados com trincas emergiu da laminação de tarugos de aço SAE 1020 oriundos de placas continuamente lingotadas. Essas trincas, porventura preexistentes ou latentes no interior das placas podem ter sido exacerbadas por efeitos de zonas termicamente afetas durante as operações de corte. A solução proposta para superação dessa contingência foi então a de criação de um aço de substituição com teores inferiores de carbono e maior conteúdo de ligas que preservasse as propriedades mecânicas do material laminado. Teores inferiores de carbono não apenas contribuem para a minimização dos efeitos oriundos das transformações peritéticas como também agem favoravelmente sobre as consequências decorrentes de zonas termicamente afetadas. Essa proposta foi bem sucedida e a composição química desse aço de substituição denominado pseudo-1020 passou a ser desde então padrão de laminação. Amostras do SAE 1020 laminado com ocorrências de trincas e do aço de substituição foram obtidas e transformadas em corpos de prova para a realização de ensaios de tração, dureza e impacto. Essa dissertação objetiva apresentar toda a fenomenologia relacionada com a ocorrência de trincas superfícies e internas em aços continuamente lingotados, em especial os submetidos a transformações peritéticas, e as premissas que fundamentaram a criação do aço de substituição e os resultados auferidos. / [en] The advent and consolidation of the continuous casting process, currently dominant in the Steel Industry, raised the increasing investigation and analyses efforts on the phenomena related to the high-temperature behavior of the steels. Unlike the conventional ingot casting process, the continuous casting is a dynamic process in which occurs the mold oscillation while the strand under solidification is continuously withdrawn and submitted to a secondary cooling operation. In Brazil, it can be found an industrial park of companies dedicated to the hot rolling of semis supplied by third parties as steel slabs, which ones are flame cut in the form of square billets for rolling. The production mix of these companies encompasses structural steels such as flat bars, round bars, angles and even special profiles for the machines and automotive industries. A catastrophic series of quality events related to cracking emerged from the rolling of SAE 1020 billets made from continuously cast slabs. These cracks, perhaps pre-existing or latent in the inner parts of the slabs could be exacerbated by thermal affected zones during the flame-cut operations. The propose solution to overcoming this contingency was the creation of a replacement steel grade with lower carbon content and higher alloy content aiming to preserve the mechanical properties of the as rolled material. Lower carbon contents does not only contributes to the minimization of the effects arising from the peritetic transformations as also act in favor on the consequences coming from thermal affected zones. This proposition was well successful and the chemical composition of this replacement steel called pseudo- 1020 since then became a rolling standard. Samples of the rolled SAE 1020 steel with cracks occurrences and of the replacement steel were taken and transformed in specimens for tensile strengths, hardness and impact tests.This paper aims to present all related phenomena to the occurrence of inner and superficial cracks in continuously cast steels, in special the ones submitted to peritetic transformations, and the premises that support the creation of a replacement steel and the related results.

[pt] A crescente demanda mundial por energia e a necessidade do controle de emissão de gás carbônico (CO2), principal gás responsável pelo aquecimento global, exigem o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de energia com menor emissão de CO2. O uso de fontes alternativas na produção energética está aumentando, mas não é suficiente para suprir a demanda, portanto o uso de combustíveis fósseis ainda é necessário. Neste contexto, o uso da oxicombustão em usinas a carvão em conjunto com a captura e sequestro de carbono (CCS) surge como uma alternativa às usinas convencionais a carvão, pois não emite CO2 na produção de energia. O processo de oxicombustão difere basicamente do convencional pela queima de O2 puro e gás reciclado ao invés de ar. Com isso uma atmosfera rica em CO2 e H2O é formada no boiler, podendo aumentar a corrosão dos materiais em contato com o gás. Este trabalho teve como objetivo investigar o comportamento em corrosão em alta temperatura de ligas de ferro submetidas a condições simples e duplas em atmosferas ricas em CO2. Ligas experimentais e comerciais de ferro com diferentes teores de cromo, cobalto e carbono foram expostas a atmosferas contendo CO2, H2O e SO2 a 600 graus Celsius durante 1000 horas. As amostras foram analisadas em condição simples, onde a amostra é exposta a um mesmo gás em todas as faces e em condição dupla onde a amostra é exposta a vapor d água de um lado e um gás do outro, criando um gradiente de hidrogênio na amostra. As amostras foram caracterizadas por MEV, MET, EDS e microscópio ótico. Os resultados demonstraram que há maior corrosão em condição dual que em condição simples. A maioria das ligas experimentais apresentaram menor oxidação que o aço comercial VM12 em atmosferas ricas em CO2. Entretanto o aço VM12 apresentou melhores resultados quando exposto ao vapor d água. / [en] The world s increasing demand for energy and the need to control carbon dioxide (CO2) emissions, the main gas responsible for global warming, requires development of new technologies to produce energy with lower CO2 emission. Use of alternative renewable sources in energy production is increasing, but not enough to meet the demand. Thus, fossil fuel is still necessary. In this context, oxyfuel together with carbon capture and sequestration (CCS) arises as an alternative to conventional coal-fired power plants, because it does not emit CO2 during energy production. The oxyfuel process differs from the conventional process by burning pure O2 and recycled fuel gas instead of air. Therefore, a CO2-H2O-rich atmosphere is formed in the boiler, increasing the materials corrosion in contact with this atmosphere. The objective of this work was to investigate the high temperature corrosion behavior of iron alloys subjected to single and dual conditions in CO2-rich atmospheres. Model and commercial iron alloys with different chromium, cobalt and carbon content were exposed to atmospheres containing CO2, H2O and SO2 at 600 Celsius degrees for 1000 hours. The samples were analyzed in single atmosphere condition, when all sample faces were exposed to the same gas, and in dual atmosphere condition where the samples were exposed to water vapor on one side, to a gas on the other, creating an hydrogen gradient in the sample. The samples were characterized using TEM, SEM, EDS and light microscope. Results showed different corrosion rates according to chemical composition and microstructure of the samples and gases. Results showed that corrosion is higher in dual condition than in single condition. Most of the model alloys presented less corrosion than commercial steel VM12 in CO2-rich atmospheres. However, steel VM12 presented better results when exposed to water vapor.

[pt] Os sistemas de cobertura constituem uma parcela considerável dos custos finais de galpões de grandes dimensões. Os carregamentos desse sistema são transferidos para os pilares a partir dos vigamentos principais. Dúvidas sobre qual é a melhor solução para o dimensionamento do vigamento principal podem surgir devido aos grandes vãos que essas estruturas devem cumprir. Esta dissertação apresenta um estudo das configurações estruturais e uso de diferentes materiais para o projeto, fabricação e montagem de coberturas de galpões de grandes dimensões. Foram desenvolvidos diversos projetos de uma estrutura modelo onde se variou o tipo de perfil das cordas, o comprimento dos vãos, a geometria da seção transversal da treliça e a inclinação das diagonais. A partir dos resultados obtidos, realizou-se uma análise paramétrica buscando-se a solução que apresenta o menor peso estrutural dos vigamentos principais. A grande vantagem da utilização de treliças multiplanares é o bom comportamento fora do plano que esse tipo de estrutura oferece, podendo reduzir custos com travamentos e elementos secundários. Também foi realizado um estudo determinístico para dar apoio às decisões na escolha da melhor solução para os diversos tipos de galpões de grandes dimensões estudados. Os resultados preliminares obtidos indicam que a solução de cordas tubulares mistas, em partes selecionadas da estrutura, representa uma das soluções mais competitivas para este tipo de estrutura. / [en] Roofing systems constitute a considerable part of the final costs of large single-storey buildings. The loads of this system are transferred to the columns from the girders. During the design process may be raised the question of what may be the best solutions for the roof supporting girders, mainly due to the large spans required. This dissertation presents a study of the structural configurations and the use of different materials for the design, manufacture and assembly of roofs of large single-storey buildings. Several designs of a model structure were developed where the type of profile of the main chords, the length of the spans, the geometry of the cross-section of the truss and the angulation of diagonals were varied. Based on the obtained results, a parametric analysis was performed focused on solutions presenting the lower structural weight of the girders. The great advantage of using multiplanar trusses is the good behavior out of plane that this type of structure offers, which can reduce costs with bracing and secondary elements. A deterministic study was also carried out in order to support decisions in choosing the best solution for the various types of large single-storey buildings studied. The preliminary results obtained indicate that the solution of concrete filled steel tubular chords in selected parts of the structure represents one of the most competitive solutions for this type of construction.

Ant colony optimization (ACO) is an algorithm which simulates ant foraging behavior. When ants search for food they leave pheromone trails to tell other ants which paths to take to find food. ACO has been adapted to many different problems in computer science: mainly variations on shortest path algorithms for graphs and networks. ACO can be adapted to work as a form of communication between separate agents in a video game AI. By controlling the effectiveness of this communication, the difficulty of the game should be able to be controlled. Experimentation has shown that ACO works effectively as a form of communication between agents and supports that ACO is an effective form of difficulty control. However, further experimentation is needed to definitively show that ACO is effective at controlling difficulty and to show that it will also work in a large scale system.

[pt] Realizou-se uma completa avaliação das propriedades mecânicas e metalúrgicas do metal de base e do metal de solda para o material da classe API 5L X60. A caracterização das propriedades mecânicas monotônicas e à fadiga deste aço inclui ensaios de tração, de iniciação de trincas por fadiga (épsilonN), de propagação de trincas por fadiga (da/dN), e de tenacidade à fratura (CTOD). Com as propriedades mecânicas quantificadas, passou-se à medição das tensões residuais. Primeiro utilizou-se um equipamento de raios-X portátil para o levantamento do perfil das tensões residuais ao longo da junta soldada. Porém, este método apresentou muita dispersão nos resultados. Em virtude deste fato optou-se por outro ensaio de medição de tensão residual, chamado de método da furação instrumentada ou - Hole-Drilling -.Porém devido à limitação da técnica de furação instrumentada (sigmaRES menor ou igual SE / 3), propôs-se um modelo numérico que viabilizasse a medição das tensões residuais para cargas nominais que variasse até a resistência ao escoamento. Além do mais como o problema da excentricidade na técnica da furação instrumentada é muito relevante, propôs-se uma roseta extensométrica com 5 extensômetros para que se pudesse fazer uma medição das tensões residuais que não fosse determinística. / [en] This study involved a complete evaluation of the mechanical and metallurgical properties of the base and the metal of welding for the material of the class API 5L X60. The characterization of the mechanical monotonic properties of fatigue of this steel included the evaluation of mechanical monotonic, cyclic, toughness, fatigue crack propagation potential drop and back strain deformation and microstructural evaluation. After quantifying the mechanical properties of API 5L X60 steel, residual tensions were then measured. Firstly, for the assessment of the profile of residual tensions throughout a welded joint a portable x-ray equipment was used. However, as this method presented considerable result dispersion, I opted for yet another technique for measuring residual tension, namely the Hole Drilling Method. As this technique also presented shortcomings (sigmaRES less or equal SE / 3), I suggest a numerical model that allows for the measuring of residual tensions for nominal loads which varies till the resistance of yielding. In addition, since the problems with the hole drilling technique are of great relevance, I also suggest the use of a rosette with 5 strain-gages so as not to restrict the measurement of residual tensions to a deterministic experiment.

[pt] No presente trabalho foi estudado o comportamento mecânico do concreto reforçado com fibras de aço na escala do material e estrutural. A caracterização da matriz foi realizada por meio de ensaios de compressão para diferentes idades. Foram realizados ensaios de flexão em três pontos, e ensaios de tração direta em corpos de prova no formato de dog bone, tanto para a matriz quanto para concretos reforçados com fibras de aço. As fibras eram providas de ganchos nas extremidades, com comprimentos de 30, 35 e 60 mm e diâmetros de 0,62, 0,55 e 0,75 mm, respectivamente. As frações volumétricas adotadas foram 0,25, 0,5 e 1,0 por cento. A adição de fibras promoveu aumento na tenacidade e na resistência residual do concreto tanto nos ensaios de flexão quanto tração direta. Ensaios de tração direta em tirantes de concreto armado foram conduzidos para a matriz e para concretos reforçados com 1,0 por cento das fibras de 35 e 60 mm de comprimento. Foi observado que a adição de fibras controlou a abertura de fissuras, aumentou a rigidez pós fissuração e a aderência barra-concreto. Na escala estrutural, ensaios de momento negativo no meio do vão foram conduzidos em dormentes de concreto protendido sem reforço e com 0,5 por cento de fibras de comprimento 35 e 60 mm. O momento de primeira fissura, momento último e a tenacidade foram incrementadas com a adição de fibras no dormente. Os resultados experimentais foram verificados por cálculo teórico. O incremento no momento último pela adição de fibras seguiu o mesmo padrão apresentado experimentalmente. / [en] This work presents an evaluation of the mechanical behavior of steel fiber reinforced concrete on a material and structural scale. The characterization of the matrix was performed by compression tests for different ages. Three-point bending tests and direct tensile tests on dog bone specimens were performed for the matrix and for concrete reinforced with steel fibers. The fibers had hooked-end geometry, were 30, 35 and 60 mm long and had diameters of 0.62, 0.55 and 0.75 mm, respectively. The volume fractions were 0.25, 0.5 and 1.0 per cent. The addition of fibers promoted an increase in toughness and residual strength of the concrete in both the flexural and direct tensile tests. Tension stiffening tests were conducted on the matrix and on concretes reinforced with 1.0 per cent of the 35 and 60 mm long fibers. It was observed that the addition of fibers controlled the crack opening, increased post-cracking stiffness and bar-concrete adhesion. In the structural scale, negative bending moment tests at mid span were conducted on reinforced concrete sleepers with 0.5 per cent of the 35 and 60 mm long fibers. The first crack strength, ultimate strength and toughness were increased with the addition of fibers on the sleeper. The experimental results were verified by theoretical calculations. The increment ratio of the ultimate moment by the fiber addition was the same for the theoretical and experimental analysis.