O processo de estampagem à quente é um dos métodos possíveis para a conformação de aços de alta resistência. Para isso é necessário o estudo das propriedades termomecânicas para obtenção de parâmetros ótimos para a construção de uma linha de estampagem eficiente. Neste trabalho, foram realizados ensaios para determinar os parâmetros para a estampagem a quente do aço 22MnB5, e posteriormente a construção de uma linha de estampagem a quente completa. Obteve-se ao fim do processo, uma microestrutura martensitica com dureza de 430 HV com resistência à tração de aproximadamente 1365 MPa. / The hot stamping process is one of the possible ways to high strenght steel conformation. In this work, study of 22MnB5 steel thermomechanical properties was performed in order to obtain optimum parameters to hot stamping process. After, a complete hot stamping line was built. At the end of hot stamping process it was possible to obtain a martensitic microstructure with 1365 MPa strenght resistance and 430 HV.

O objetivo deste trabalho é verificar a influência da temperatura de pré-aquecimento na resistência mecânica de juntas soldadas em chapa de pequena espessura de um aço de ultra-alta resistência, pertencente à família de aços de médio-carbono e baixa liga, os quais, dentre outras aplicações, são utilizados pela indústria espacial na fabricação de envelopes-motores para propulsores sólidos (rocket motor cases). A soldagem foi realizada, em passe único, pelo processo Plasma Arc Welding (PAW), utilizando-se a técnica keyhole. Foram realizadas soldagens com variação do fator ';temperatura de pré-aquecimento'; em dois níveis: temperatura ambiente e 100C. A partir das chapas soldadas, foram obtidas as amostras para caracterização do material em duas condições: "como soldado", realizada por meio de ensaios metalográficos, ensaios de microdureza e verificação do tamanho de grão da ZTA; e na condição "tratado termicamente", realizada através de ensaios metalográficos, ensaios de microdureza e ensaios de tração. Os corpos-de-prova para ensaios de tração foram submetidos a ciclos térmicos de normalização, têmpera e duplo revenimento e, após o ensaio, suas fraturas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura. Observou-se que as juntas soldadas com pré-aquecimento apresentaram resistência máxima à tração 1,8% menor que as juntas soldadas à temperatura ambiente, apesar de não ter sido constatada diferença de tamanho de grão entre as amostras representativas das duas condições de soldagem. Portanto, os resultados indicam que a adoção de pré-aquecimento não resulta em benefício que justifique seu uso na fabricação de componentes aeroespaciais utilizando este tipo aço.

Atualmente tubos de aço microligados são utilizados na construção de oleodutos e gasodutos para exploração e condução de petróleo e gás natural em águas profundas. Estas aplicações demandam a utilização de ligas metálicas que apresentem elevada resistência mecânica, boa soldabilidade e excelente resistência às falhas associadas ao hidrogênio devido ao trabalho em ambientes sour. O hidrogênio atômico oriundo da corrosão do aço entra na microestrutura do material através da superfície, devido à ação do H2S do meio que inibe a reação de recombinação do hidrogênio (H0+H0=H2) e sua consequente dissipação para o meio em forma de bolhas. O hidrogênio atômico permeia através do material se movendo por difusão através do reticulado cristalino onde interage com defeitos microestruturais denominados traps, tais como inclusões, precipitados, contornos de grão e discordâncias impedindo que este continue a se movimentar. O acúmulo de hidrogênio atômico nestes traps, ao atingir a concentração crítica, leva a ocorrência de falhas seja pela redução localizada da força de coesão dos átomos do reticulado, seja pela formação de tensões internas oriundas da formação de hidrogênio molecular. Diferenças microestruturais influenciam o mecanismo de difusão e aprisionamento do hidrogênio atômico, bem como a concentração crítica de hidrogênio molecular necessária para ocorrência das falhas associadas ao hidrogênio. A deformação plástica, inerente ao processo de conformação de tubos, gera discordâncias que atuam como traps de hidrogênio causando seu aprisionamento e influenciando, portanto, a difusão através do reticulado. O objetivo do presente trabalho é avaliar o efeito da deformação plástica sobre a permeabilidade ao hidrogênio em dois tubos API 5L X65, os quais se diferenciam, principalmente, por apresentarem diferentes teores Mn, levando a diferença microestruturais significativas. Para tanto foram empregados ensaios de permeabilidade de hidrogênio, utilizando metodologia adaptada do trabalho de Devanthan e Stachursky (1962), em amostras não deformadas e deformadas até 1% e 6% de alongamento. Os exames microestruturais mostraram diferenças na fração de perlita e no tamanho médio de grão entre os dois aços. Os resultados para as amostras não deformadas mostram que a permeabilidade e a difusividade aparente do hidrogênio são menores no aço com menor teor de Mn. A deformação plástica reduziu a difusividade aparente de hidrogênio nos dois materiais, sendo esta mais acentuada para o aço com maior teor de Mn. Entretanto, a permeabilidade de hidrogênio após deformação de 1% comportou-se de maneira distinta nos dois aços estudados. Este fato evidencia a influência da composição química e, consequentemente, da microestrutura, na permeabilidade e difusividade aparente de hidrogênio nos materiais submetidos à deformação plástica. / Currently microalloyed steel pipes are used to build pipelines for oil and gas exploration and conduction in deep waters. These applications demand alloys with high mechanical strength, weldability and excellent resistance to hydrogen assisted cracking due to work in sour environment. Atomic hydrogen produced during steel corrosion reaction enters in the microstructure from the metal surface due to the presence of H2S that hinders the hydrogen recombination reaction (H0+H0=H2), hence inhibiting hydrogen dissipation to the environment as bubbles. Atomic hydrogen permeates into the material moving through the lattice by diffusion, wherein it interacts with metallurgical defects such as inclusions, precipitates, grain boundaries and dislocations hindering its transport by diffusion. The accumulation of atomic hydrogen in these traps, upon reaching a critical concentration, leads to the occurrence of failures, either by the localized reduction of the cohesive strength of the atoms in the lattice, or by the build up of internal stresses arising from the formation of molecular hydrogen. Microstructural differences influence the mechanism of atomic hydrogen diffusion and entrapment, as well as the critical molecular hydrogen concentration required for the occurrence of hydrogen assisted cracking. Plastic deformation, which is inherent of pipeline forming process, creates dislocations that act as hydrogen traps, thus affecting hydrogen diffusion through the lattice. This work aims to evaluate the effect of plastic deformation in hydrogen permeation in two API 5L X65 pipeline with differences in chemical compositions especially regarding their Mn contents, which cause significant microstructural changes. Hydrogen permeation tests were performed, using a methodology adapted from the work of Devanathan and Stachursky (1962), in non-deformed and deformed samples up to 1% and 6% elongation. The microstructural characterization shows differences between the pearlite fractions of the two pipelines and in their average grain boundary sizes. The results of the permeation tests in the non-deformed samples showed that hydrogen apparent diffusivity and permeation are lower in the steel with lower Mn content. The plastic deformation reduced the apparent diffusivity of hydrogen in the two materials, however, the diffusivity reduction was more pronounced for the steel with higher Mn content. In addition, the changes in hydrogen permeation in samples deformed up to 1% were different for the two steels. This clearly shows the influence of chemical composition and microstructure in hydrogen permeation and apparent diffusivity in the plastically deformed materials.

Concretos de alta resistência têm sido usados em estruturas, atualmente, em diversas partes do mundo. Entretanto, no Brasil, pouco se conhece sobre seu comportamento. Este trabalho fornece uma visão geral das aplicações, dos materiais empregados na produção, das propriedades mecânicas e do comportamento estrutural dos concretos de alta resistência. Resultados experimentais obtidos por alguns pesquisadores, para pilares com carga axial e para vigas sujeitas a flexão e a cisalhamento, são comparados com valores teóricos, calculados com procedimentos usuais relativos a concretos de resistência usual. Para os pilares, é inquestionável a necessidade do confinamento do núcleo de concreto, utilizando armadura de cintamento. Na flexão das vigas, as taxas mínimas para armadura longitudinal, sugeridas pelas normas para concretos usuais, não são suficientes; é importante ter valores maiores que esses. E para cisalhamento, as recomendações das normas são satisfatórias. / Nowadays, high-strength concrete has been used in structures all over the world. However, in Brazil, not much is known about its behavior. This work provides an overview of the applications, the materials employed in production, the mechanical properties, and the structural behavior of high-strength concrete. Experimental results obtained by several researchers, for columns under axial load and beams under flexure and shear, are confronted with theoretical values, computed by normal procedures relative to normal strength concrete. For columns, it is unquestionable the need of confinement of the concrete core by transverse reinforcement. In beams under flexure, the minimum rates for longitudinal reinforcement, suggested by the codes for usual concrete, are not enough; it is important to have values greater than those. And for shear, the codes requirements are satisfactories.

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Marcelino Pereira Nascimento / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: Este projeto é um estudo do efeito springback em quatro tipos de aços de alta resistência, sendo estes bifásico, baixo carbono, endurecível após pintura e com interstícios livres, aplicados atualmente como matéria-prima na produção de veículos. Neste contexto está inserido o desenvolvimento de novos aços avançados de alta resistência em consonância com o projeto ULSAB-AVC, que visa à produção de veículos seguros e econômicos para o século 21. A caracterização mecânica do efeito springback foi realizada por intermédio de ensaio de conformação mecânica, denominado dobramento de três pontos ao ar, como uma adaptação ao ensaio de flexão cilíndrica livre. Foram avaliadas também as propriedades mecânicas do material definidas pelo ensaio de tração, objetivando a determinação da resistência à tração, do limite de escoamento e do alongamento. Além disso, foi avaliada a caracterização microestrutural dos aços avançados, identificando e quantificando-se as fases presentes em coexistência por meio do processamento digital de imagens. Os resultados mostram que o efeito springback no aço bifásico, devido à sua alta resistência mecânica, apresenta as maiores taxas de springback e causa uma diminuição na "razão de aspecto" dos grãos que sofreram conformação mecânica e tentaram retornar às suas formas originais. Aços de baixo carbono e endurecíveis após a pintura, não sofrem efeito springback suficiente para causar alteração na forma dos grãos, sendo que a variação da "razão de aspecto" depende da combinação do alongamento e resistência mecânica destes aços. Já o aço com interstícios livres, devido a sua menor resistência mecânica, o efeito springback apresenta as menores taxas e a variação da razão de aspecto depende somente da capacidade de alongamento desse aço / Abstract: This is a study of the springback effect on four kinds of high strength steel, wich are dual-phase, low carbon, bake hardening and interstitial free, currently used as feedstock in the production of vehicles. In this context is inserted the development of new advanced high steel resistance in accordance with the project ULSAB-AVC, which aims to produce safe and economical vehicle for the 21st century. The mechanical characterization of the springback effect was performed by means of a test of mechanical conformation, called three-point air bending, done by adapting to unconstrained cylindrical bending test. Were also evaluated the mechanical properties of material defined by the tensile test, in order to determine the tensile strength, yield strength and the elongation. Furthermore, was performed the microstructural characterization of advanced steels by identificating and quantificating of present phases in coexistence by means digital image processing. The results indicates that the springback effect in dual-phase steel, due to its high mechanical strength, has the highest springback rates and causes a decrease in the "aspect ratio" of the grains that suffered mechanical conformation attempting to return to its original forms. Low carbon and bake hardening steels, have not enough springback effect to cause change in the shape of the grains and the change of the "ratio aspect" depends on the combination of both elongation and mechanical strength of these steels. Yet on the interstitial free steel, due to its lower mechanical strength, the springback effect has the lowest rates and the change in "aspect ratio" depends only on elongation capacity of the steel / Mestre

Orientador: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: José Vitor Candido dos Santos / Banca: Leonardo Fanton / Banca: Rafael Humberto Mota de Siqueira / Resumo: O objetivo deste trabalho é avaliar e comparar a resistência mecânica da união de aços dissimilares, o aço Maraging 300 com o aço 300M-ESR pelos processos de soldagens autógenas a Plasma (Plasma Arc Welding - PAW) e a Laser (Laser Beam Welding - LBW). As juntas foram submetidas à avaliação da resistência mecânica através de ensaios de tração e de dureza Vickers (HV) no cordão de solda e zona termicamente afetada. Foram também realizadas análises químicas e metalográficas das juntas soldadas, correlacionando a microestrutura com as propriedades observadas. Em ambos os processos foram aplicados tratamentos térmicos antes e após as soldagens, com o objetivo de endurecer os materiais e procurando aproximar a dureza de ambos os aços e da zona fundida (ZF) e zona termicamente afetada pelo calor (ZTA). Foram realizados vários testes com tempos e temperaturas para se definir quais eram os melhores tratamentos térmicos adotados para a equalização das propriedades mecânicas. Os tratamentos térmicos aplicados após a solda mostraram-se convenientes para o nivelamento dos valores das durezas, somente exibindo poucas perdas nas ZTAs dos aços Maraging. Com a aplicação destes tratamentos também foi possível notar uma equalização nas resistências à tração, em torno de 1300 MPa e aumentos consideráveis das mesmas, comparado com a mesma condição sem tratamento. As soldas mostraram-se eficientes para a união das chapas, porém, em algumas situações da soldagem a Laser, apresentou pequenas falhas,... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work is to evaluate and compare the mechanical strength of welded joints made of the dissimilar steels such as Maraging 300 steel with 300M-ESR steel by the autogenous Plasma Arc Welding (PAW) and Laser welding process (LBW). The joints were submitted to the mechanical strength evaluation by tensile test and hardness Vickers (HV) at the weld bead and thermally affected zone. Chemical analysis and metallographic analysis of the welded joints were also performed, correlating the microstructure observed with the properties. In both processes, heat treatments were applied before and after welding, with the objective of at harden the materials and seeking to approximate the hardness of both steels and the fusion zone and heat affected zone. Several tests were carried using different times and temperatures to determine which ones were the best heat treatments to be adopted aiming the equalization of mechanical properties. The heat treatments applied after welding proved to be convenient for the leveling of the hardness values, only showing few losses in the HAZs of the Maraging steels. Applying of these treatments, it was also possible to note the equalization of tensile strengths, around 1300 MPa and considerable increases of the same, compared to the same condition without treatment. The welds showed to be efficient for the joining of the plates, however, in some situations the Laser welding presented small flaws, such as presence of pores, in the weld beads... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T04:41:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:19:07Z : No. of bitstreams: 1 171301.pdf: 42076055 bytes, checksum: 1e5bad3d7fdda64a4d7de38ef9dddfb3 (MD5) / Esse trabalho apresenta de forma sucinta uma visão geral dos concretos de alta resistência e detém-se de forma pormenorizada no estudo da influência dos agregados graúdos na resistência à compressão dos concretos de alta resistência. Com o intuito de conhecer o comportamento dos agregados da grande Florianópolis faz-se um estudo, onde analisa-se a influência da dimensão máxima característica, da mineralogia e da forma dos agregados na resistência à compressão e no consumo de material cimentante. Para isso usa-se quatro diferentes agregados graúdos, três granitos e um diabásio, em três diferentes intervalos granulométricos, de 9,5 a 12,7 mm, de 12,7 a 19,0 mm e de 19,0 nun a 25,0 mm, nas relações água/materiais cimentantes de 0,28, 0,33 e 0,40 e nas idades de 3, 7 e 28 dias.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:24:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227966.pdf: 4985297 bytes, checksum: 51901ebc4716f20e2cc75cfc3ad42b39 (MD5) / Os benefícios da utilização da cinza de casca de arroz como adição pozolânica em argamassas e concretos têm sido amplamente discutidos e divulgados por diversos pesquisadores nas últimas décadas. Entretanto, ao contrário de outras pozolanas, a utilização da cinza de casca de arroz não alcançou o mesmo sucesso comercial. A barreira imposta pelo mercado consumidor está relacionada, em parte, à coloração escura (preta) que o material confere aos produtos à base de cimento Portland com ele confeccionados. Isto se deve ao elevado teor de carbono presente na cinza de casca de arroz residual. Assim, o principal objetivo deste trabalho foi viabilizar a fabricação e utilização de pozolana com baixo teor de carbono obtida da cinza de casca de arroz residual para a produção de concreto de alto desempenho. Para a retirada do carbono empregou-se um sistema industrial desenvolvido em parceria com uma indústria local. O sistema é constituído por um forno rotativo contínuo capaz de reduzir o teor de carbono da cinza de casca de arroz residual pela requeima do material sob condições controladas de temperatura e tempo de retenção do material no interior do forno. Foram consideradas 4 temperaturas, 3 tempos de retenção e 2 condições de moagem. Uma avaliação estatística, com base em resultados de resistência à compressão de corpos-de-prova de argamassa, moldados com as diferentes cinzas produzidas, permitiu classificar os materiais sob o ponto de vista técnico. Coube a empresa, em função de fatores como consumo energético e facilidade na manutenção da temperatura do sistema, selecionar o material que seria produzido em escala. Com o material selecionado produziu-se concreto de alto desempenho. Além da resistência mecânica, o material foi avaliado quanto a aspectos relativos à durabilidade: comportamento frente ao ataque por sulfatos e reação álcali-agregado. Os concretos com cinza de casca de arroz de baixo teor de carbono selecionada apresentaram resultados compatíveis aos concretos produzidos com sílica ativa e superiores aos concretos de referência (sem adição pozolânica), tanto com relação à resistência mecânica como no comportamento frente ao ataque por sulfatos. Com relação à reação álcali-agregado, a exemplo da sílica ativa, o material foi considerado inócuo. Finalmente, as evidências experimentais corroboram a viabilidade da produção de um material com reduzidos teores de carbono e boa reatividade, obtido a partir da cinza de casca de arroz residual, capaz de ser utilizado comercialmente para a produção de concretos de alto desempenho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-23T13:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:10:26Z : No. of bitstreams: 1 241119.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: José Vitor Candido de Souza / Banca: Amauri Hassui / Resumo: Este trabalho é uma proposta para facilitar a quantificação da usinabilidade de um material de alta resistência destinado à produção de peças de segurança para indústria automotiva. A complexidade dos processos de usinagem necessita do desenvolvimento de um método de avaliação da usinabilidade nas mãos de quem produz o material e, pelo grande número de parâmetros envolvidos, dificulta a rápida e precisa obtenção de resultados. A evolução tecnológica tende a desenvolver materiais com melhores propriedades mecânicas e com microestruturas mais refinadas que oferecem maior resistência à usinagem. Neste trabalho foram desenvolvidas ferramentas que permitiram simular uma situação real de usinagem de barras do aço DIN C45, por torneamento radial. O objetivo do trabalho foi avaliar os parâmetros do processo atualmente utilizado, bem como, estabelecer um padrão de referência para aferição, no próprio fornecedor, de melhorias implantadas neste produto. Como resultado foi possível confirmar que o avanço e a rotação atualmente utilizados estão perfeitamente adequados. Entretanto, outro ângulo de saída proposto apresentou aumento significativo da vida da ferramenta nas várias condições testadas. Foi possível realizar a quantificação da usinabilidade, conforme a intenção inicial deste trabalho / Abstract: This is work is a proposal to quantify the machinability of a high strength material for safety parts production in automotive industry. The complexity of machining processes requires development of an evaluation method of machinability that can be done by those who produce the material before the end-user involvement and, mainly due to large number of parameters involved, it's difficult to obtain fast and accurate results. Technological evolution leads to the development of materials with improved mechanical properties and finer microstructures that offer greater resistance to machining. This work aimed to establish tools that simulated a real situation machining grade DIN C45 steel bars. The goal was to evaluate the process parameters used currently and also to establish a benchmark for evaluation in laboratory for future improvements to be incorporated in the steel bar. In this evaluation, it was confirmed that the advance and speed currently used are perfectly adequate. However, another angle output proposed achieved superior results, significantly increasing tool life in several conditions tested / Mestre