Orientador: Antonio Jorge Abdalla / Coorientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Humberto Lopes Rodrigues / Banca: Rafael Humerto Mota de Siqueira / Banca: Cristina de Carvalho Ares Elisei / Resumo: O aço 300M surgiu como uma melhoria do aço de alta resistência SAE 4340, este foi desenvolvido para adquirir melhor tenacidade e soldabilidade em aplicações que exigem melhores propriedades mecânicas, foram feitas pequenas alterações nos elementos de liga como a adição de vanádio e elevação no teor de silício. Este trabalho realizou tratamentos de superfície de nitretação a Plasma e de carbonetação a Laser na superfície de um aço 300M com estrutura bainítica. A microestrutura bainítica foi obtida por resfriamento isotérmico na temperatura de 300°C durante 60 minutos, a partir da região de austenitização, elevando a dureza de 380 para 474 HV. O tratamento de superfície de carbonetação, utilizando um laser de CO2 de baixa potência (125 W) utilizou como revestimento negro de fumo, com objetivo de adicionar carbono e criar uma camada protetora. O tratamento de superfície por nitretação a plasma ocorreu na temperatura de 500ºC durante 3 horas, em uma atmosfera com mistura de gases N2 e H2. As amostras foram caracterizadas por microscopia óptica. Foram analisadas as espessuras da camada de compostos formada na superfície, em torno de 20 μm, e da zona termicamente afetada pelo calor (ZTA), em torno de 45 μm, para tratamento a laser. Pelo tratamento de nitretação, a camada formada na superfície do aço, apresentou uma região branca com aproximadamente 3 μm e uma camada de difusão atômica endurecida com cerca de 20 μm. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de ensaios de tr... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 300M steel was developed from high-strength steel SAE 4340, the goal of this improvement was get better toughness and weldability in applications requiring improved mechanical properties; with small changes in alloy elements, addition of vanadium and especially the silicon content. This work uses low-power laser CO2 (125 W) for introducing carbon into the surface of 300M steel with bainitic structure. The bainitic microstructure was obtained by isothermal cooling at 300 °C for 60 minutes after austenitizing at 850 ºC for 30 minutes; this heat treatment increased the hardness of 360 HV for 474 HV. The CO2 laser parameters as resolution and power were kept constant and the speed is varied. It was used as carbon black coating to better the absorption of light laser. Treatment plasma nitriding surface was at a temperature of 500° C for 3 hours in atmosphere having a gas mixture N2 e H2. The samples were characterized by optical microscopy. They were analyzed thicknesses of the layers formed on the surface around 20 µm, and the heat affected zone (HAZ) about 45 µm, for laser treatment. To nitriding treatment, the layer formed on the surface of the steel showed a white area of approximately 3 µm and 20 µm near HAZ. The mechanical properties were analyzed using tensile and fatigue tests. The results showed that the mechanical properties in tensile tests was strongly affected by the bainitic microstructure. The steel that received the nitriding surface plasma treatment showed better fatigue behavior / Doutor

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Cristina de Carvalho Ares Elisei / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: O desenvolvimento do saços avançados de alta resistência tornou-se fundamental na produção de veículos com peso reduzido, seguros e mais econômicos, dentro do contexto daindústria automobilística. Dentre os aços avançados de alta resistência destacam-se os aços de fases complexas (CP) que são caracterizados por apresentarem alta conformabilidade e alta capacidade de absorção de energia e deformação. Eles são considerados aços multifásicos por apresentarem uma microestrutura complexa formada por ferrita, bainita, martensita e austenita retida. O trabalho tem por objetivo caracterizar a microestrutura do aço de fases complexas. Foram empregadas metalografia convencional e colorida, utilizando os reagentes químicos Nital, Metabissulfito de Sódio e LePera para a identificação das fases presentes no material. As análises da microestrutura final foram feitas via microscopia óptica, utilizando-se atécnica mais clássica que é a iluminação em campo claro, mas também foram utilizadas algumas técnicas diferentes tais como, iluminação em campo escuro,contraste por interferência diferencial (DIC) e método de luz polarizada.Os resultados mostraram que, de maneira qualitativa, para os ataques químicos com os reagentes Nital, Metabissulfito de Sódio e LePera se mostrarameficientes, pois pode-se identificar as fases presentes no aço CP; de maneira quantitativa, para o ataquefeito com Nital também se mostraram eficazes para as quatro condições de microscopia óptica,tais como iluminação em campo claro; em campo escuro; DIC e método de luz polarizada, porcausa da estabilidadedos valores para o cálculo das frações de área das fases presentes neste material / Abstract: The development of advanced high-strength steels became instrumental inthe production of vehicles with reduced weight, insurance, andmore economical, within the contextof the automobile industry.Among the advanced high-strengthsteels are steels complex phase (CP) that are characterized by having high formability and high energy absorption capacity anddeformation. They are considered multiphase steels for presenting a complex microstructure consisting of ferrite, Bainite, martensiteand retained austenite. The work aims to characterize the complexphase steelmicrostructure.Were employed conventional metallography and colorful, using chemical reagentsNital, sodium metabisulfite andLePera for identification of phases present in the material. The final microstructure analyses were made via optical microscopy, usingmore classicaltechnique that is the bright field lighting, but also some different techniques were used such as lighting in dark field, differential interference contrast (DIC)and method of polarized light. The results showed that, of qualitative way, for the chemical attacks with Nital reagents,sodium metabisulfite and LePera were efficient, as it can identify the phases present in the CP steel; quantitative manner,for the attack made with Nital also proved effective for the four conditionsof optical microscopy, such as bright field lighting; in dark field; DIC and method of polarizedlight, because ofthe stability ofthe values for the calculation of area fractions ofphases present in this material / Mestre

A nova norma NBR 6118:2014, Projeto de estruturas de concreto – Procedimento, traz recomendações específicas para o dimensionamento de estruturas de concreto com resistência característica à compressão (fck) superior a 50 MPa, às quais não faziam parte de sua versão anterior NBR 6118:2007. Os pilares de concreto armado são as peças estruturais que mais se beneficiam com a utilização de concretos de elevada resistência, pois o seu emprego torna possível a redução da seção transversal, o emprego de menores taxas de armadura e um melhor desempenho estrutural. Então, o objetivo deste trabalho é avaliar a confiabilidade de pilares de concreto armado projetados de acordo com estas novas especificações para concreto de alta resistência. Inicialmente foi feita a validação de um modelo numérico de elementos finitos para representar o comportamento de pilares esbeltos de concreto armado. Após, considerando-se a variabilidade das resistências dos materiais e das dimensões da seção transversal, empregando-se o método de Monte Carlo é feita a determinação do valor médio, desvio padrão e distribuição de probabilidade da capacidade resistente destes pilares. Finalmente, combinando-se as propriedades da distribuição de probabilidade da capacidade resistente destes pilares, as propriedades estatísticas do carregamento, empregando-se o Método de Monte Carlo, foram determinados os índices de confiabilidade alcançados no projeto de diversos tipos de pilares, variando-se a resistência à compressão do concreto, a taxa de armadura, o índice de esbeltez e a relação entre as parcelas variável e permanente do carregamento. Desta forma, através de modelos matemáticos implementados computacionalmente, é possível analisar a confiabilidade de pilares de concreto projetados pela NBR-6118:2014 para diferentes situações. Os resultados obtidos indicam que o índice de confiabilidade está normalmente em níveis adequados, sendo que os casos mais críticos são os de pilares mais esbeltos e cuja parcela da carga acidental seja muito significativa. / The new Brazilian design code NBR 6118:2014, Design of concrete structures – Procedure, introduces new recommendations to the design of concrete structures with a concrete characteristic compressive strength (fck) higher than 50 MPa, which were not part of the previous version of this code NBR 6118:2007. The use of high-strength concrete is most advantageous in the design of concrete columns because it allows a reduction of the concrete cross sectional area, the use of lower steel ratio and a better structural performance. The objective of this study is to evaluate, through numerical modeling, the reliability reached in the design of reinforced concrete columns according to these new specifications for high strength concrete present in the new code. At first, a finite element model for slender reinforced concrete columns is validated. Then, once the variability of the materials strength and column’s dimensions are known, by using the Monte Carlo method, the mean value, standard deviation and the probability distribution of the column resistance are determined. Finally, by combining the statistical properties of the column resistance with the loading probability distribution and using the Monte Carlo method the reliability index for each designed column is calculated. Different types of columns are studied by varying the concrete characteristic compressive strength, the slenderness ratio, the first order eccentricity, the steel ratio and the live to dead load ratio. Therefore, through numerical models, it is possible to analyze the reliability for concrete columns in different situations designed by the NBR-6118:2014. In conclusion, the results achieved are normally in adequate reliability levels, and the critical cases are the long columns under condition of high live to dead load ratio.

Atualmente, no setor de máquinas agrícolas o uso de aços de alta resistência está começando a ganhar espaço e cada vez mais lembrado nos projetos estruturais; para atender as necessidades citadas acima e também para redução de emissão de poluentes. A utilização dos aços de alta resistência na indústria de implementos agrícolas está focada nos aços DP (Dual Phase), sendo este o objeto de estudo desta presente pesquisa. Este trabalho visa analisar o comportamento mecânico, priorizando a análise de resistência à fadiga em flexão de uniões soldadas através do processo de soldagem de metal de gás ativo (GMAW) utilizando dois tipos de arames como material de adição. Neste estudo foram utilizadas chapas metálicas de aços de alta resistência da marca DOCOL 1000 fabricado pela SSAB e os arames de adição fornecidos pela ESAB, sendo um usado largamente na indústria de maquinas agrícolas e o outro um fio especial desenvolvido para soldagem de aços de alta resistência e baixa liga. O processo de solda robotizada foi adotado para assegurar a homogeneidade dos cordões das juntas durante a obtenção das amostras. Para a análise das características mecânicas das amostras foi realizado o ensaio de flexão estático, caracterização macroestrutural, perfil de microdureza e ensaios de fadiga de flexão em quatro pontos. Os resultados mostraram que a vida em fadiga, por flexão em quatro pontos, nas juntas soldadas com o material de adição para aço carbono comum obteve uma melhor resposta em relação ao material de adição especial para soldagem de aços de alta resistência, porém pode-se verificar que ambas as curvas de fadiga respeitaram a curva de projeto conforme norma. / Nowadays, in the agricultural industry the use of high strength steels is being used each day more and more as well and increasingly coming in our mind in structural designs, to meet the requirements mentioned above and also to reduce the emission of pollutants. The highstrength steels application in the agricultural machinery industry is focused on the DP steels (Dual Phase), which is the subject of this present study. The focus of this work is analyze the mechanical behavior, prioritizing the deflection fatigue strength analysis on welded joints by Gas Metal Arc Welding (GMAW) process using two welding wire types. In this study it was used high strength steels sheet metal called DOCOL 1000, manufactured by SSAB and solder wires supplied by ESAB, and one widely used in the agricultural machinery industry for carbon steel welding and other a special wire developed for high strength. The robotic welding process was used to ensure the homogeneity of the weld bead on the samples manufacture process. For the mechanical characteristics analysis was done the static bending test, macrography, microhardness profile and deflection fatigue tests by four points. The results showed that the fatigue life, four-point bending, at welded joint used welding wire to carbon steel achieved a better result regarding a special welding wire to high strength steel, however, both fatigue curve respected project curve as British Standard.

Em determinadas rotas de manufatura de componentes automotivos, principalmente de produtos do segmento rodoviário pesado, são muito comuns processos de desempeno a quente, assim como outros procedimentos como arqueamento e alinhamento de longarinas. O presente trabalho tem por objetivo traçar os principais impactos destes processos sobre os materiais ASTM A570 GR36-C e o aço de alta resistência e baixa liga norma DIN EN 10149 S700MC em uma rota de fabricação de produtos automotivos com interferência de um procedimento a quente. Esses materiais, quando submetidos a determinados ciclos térmicos para alinhamento a quente, através do aquecimento de algumas regiões pontuais e do posterior resfriamento ao ar calmo têm suas propriedades mecânicas alteradas. Para investigar estas modificações, foram reproduzidas as condições do processo atual para mapeamento de dados de temperatura para os subsequentes ensaios de laboratório. Comparando as amostras submetidas ao ciclo térmico, com as produzidas com a mesma matéria prima sem aquecimento, pode-se verificar o impacto causado pelo processo de alinhamento a quente utilizado sobre as propriedades mecânicas do material. Os resultados mostram que o aço ASTM A570 GR36-C não tem suas propriedades alteradas a ponto de inviabilizar o uso do material. Para o aço DIN EN 10149 S700MC as alterações são expressivas em todos os ciclos térmicos realizados. Com isso, ocorrem modificações na microestrutura pelo tratamento térmico ocasionando a diminuição de algumas propriedades mecânicas importantes, como tensão de escoamento, microdureza e limite de resistência à fadiga. Essas últimas variáveis foram correlacionadas e mostraram o mesmo comportamento. / In certain manufacturing routes of automotive components, especially of heavy road segment products are very common straightening processes hot, as well as other procedures such as bending and alignment of rails. This paper aims to draw the main impacts of these processes on ASTM A570 GR36-C materials and high strength low alloy steel DIN EN 10149 S700MC on a route manufacturing of automotive products with interference from a hot procedure. These materials, when subjected to certain thermal cycles to hot alignment by heating of certain individual regions and the subsequent cooling the still air have changed their mechanical properties. In order to investigate this, they were reproduced the conditions of the current process for temperature mapping data for subsequent laboratory tests. Comparing the samples subjected to thermal cycling with produced with the same raw material unheated, one can ascertain the impact caused by hot alignment process used on the mechanical properties of the material. The results show that the steel ASTM A570 GR36-C does not have its properties changed as to make the use of the material. To DIN EN 10149 S700MC Steel changes are significant in all thermal cycles performed. Thus, changes occur in the microstructure by heat treatment causing a reduction of some important mechanical properties such as yield strength, hardness and fatigue strength limit. The latter variables were correlated and showed the same behavior.

Orientador: Eduardo Norberto Codaro / Coorientadora: Heloisa Andréa Acciari / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: O objetivo deste trabalho foi investigar a influência da deformação plástica no comportamento corrosivo de oleodutos em ambiente ácido contendo cloreto de sódio. As tubulações trabalham em ambiente altamente corrosivo e estão sujeitas à deformação plástica, o que altera as propriedades mecânicas do aço. Com isso é necessário avaliar a integridade da tubulação em serviço. Para tanto retirou-se amostras de uma tubulação do aço de baixo carbono API 5L X65, um dos mais utilizados pela indústria do petróleo e gás para fabricação de tubulações de transporte. As amostras foram deformadas plasticamente em 0,5%; 1,0%; 1,5%; 2,0% e 2,5% por meio de um ensaio de tração. A microestrutura das amostras deformadas foi caracterizada, através da microscopia óptica e eletrônica de varredura, apresentando uma matriz de ferrita - perlita fina. Uma nova análise microestrutural foi realizada após os ensaios de corrosão, indicando que o aço sofre um processo de corrosão generalizada. Para avaliar o comportamento corrosivo foram realizados testes laboratoriais de imersão e eletroquímicos para caracterizar o processo corrosivo em solução ácida contendo 3% de cloreto de sódio. O teste de imersão teve a finalidade de comparar a perda de massa de uma amostra sem deformação plástica e outra com deformação plástica de 2,5%. Os resultados indicaram que não há diferença significativa entre as amostras. Utilizou se as técnicas eletroquímicas de OCP, polarização de Tafel, EIS e Permeação de hidrogênio, em tod... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aims to investigate the influence of plastic deformation on the corrosive behavior of pipelines in acidic environment containing sodium chloride. The pipelines work in a highly corrosive environment and are subject to plastic deformation, which alters the steel's mechanical properties. Therefore, integrity assessment of a pipeline in service is necessary. For this purpose, samples were taken from a pipeline of API 5L X65 low carbon steel, one of the most used by the oil and gas industry to manufacture transport pipelines. The samples were plastically deformed in 0.5%; 1.0%; 1.5%; 2.0% and 2.5% by a tensile test. The microstructure of deformed samples was characterized by optical and scanning electronic microscopy, presenting a fine ferrite and pearlite matrix. A new microstructural analysis was performed after the corrosion tests, indicating that the corrosion process is uniform. The corrosive behavior was assessed by laboratory immersion and electrochemical tests to characterize the corrosive process in acid solution containing sodium chloride 3%. The immersion test was used to compare the mass loss between a sample without plastic deformation and another 2,5% plastic deformed. The results indicated that there was no significant difference between the samples. It was used the OCP, polarization of Tafel, EIS and Hydrogen Permeation electrochemical techniques, all techniques showed a uniform corrosion process. The corrosion process did not present significant variati... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Manoel Cléber de Sampaio Alves / Banca: Ivaldo de Domênico Valarelli / Banca: Marcos Tadeu Tiburcio Gonçalves / Resumo: Alternativas para otimizar os processos de fabricação por usinagem têm sido buscadas com o objetivo de diminuir custos, aumentar produtividade e diminuir problemas ambientais. Entre essas alternativas destacam-se a procura pela usinagem a seco, o desenvolvimento e aprimoramento de materiais para ferramentas de corte e de recobrimento da mesma e a usinagem de aços endurecidos com o intuito de eliminar o processo de retificação. Com base nisto, neste trabalho foi analisado o fresamento frontal, do tipo abertura de canal, do aço SAE 4340 na forma recozida e na forma endurecida (temperado e revenido), utilizando ferramenta de metal duro com recobrimento de TiAlN e TiN na condição à seco. Este aço é comumente utilizado em componentes mecânicos, solicitados à esforços dinâmicos, na indústria automobilística e aeroespacial. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade da usinagem a seco deste aço na forma endurecida, através da análise do comportamento da qualidade superficial, da potência consumida, da vibração, da emissão acústica, do desgaste das ferramentas e das formas e tipos de cavacos produzidos nas diferentes condições de usinagem. Esta pesquisa foi realizada em um Centro de Usinagem CNC, variando-se os parâmetros velocidade de corte e avanço. Os ensaios foram realizados em duas etapas, no qual, na primeira etapa as amostras do material, nas duas formas mencionada (recozido e endurecido), foram usinadas com Vc de 200 e 300 m/min e avanço de 0,1 e 0,04 mm/dente. Na se... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Alternatives to optimize machining processes have been sought with the aim of reducing costs, increasing productivity and reducing environmental problems. Among those options, it is highlighted the demand for dry machining, the development and improvement of materials for cutting and covering the same tools and the machining of hardened steels in order to eliminate the grinding process. On this basis, this paper analyzed the steel face milling, of channel opening type, SAE 4340 in annealed form and in hardened form (quenched and tempered) using carbide tool with coating TiAlN and TiN in the dry condition. This steel is commonly used in mechanical components, ordered the dynamic forces in the automotive and aerospace industry. The aim of this study was to investigate the behavior of the surface quality, consumed power, vibration, acoustic emission, wear of tools and forms and types of chips produced in different machining conditions. This research was conducted in a CNC Machining Center, varying the parameters cutting speed and feed. The tests were carried out in two stages, in which, in the first step, samples of the material in the two forms mentioned (annealed and hardened) were machined with Vc of 200 and 300 m/min and advance of 0,1 and 0,04 mm/tooth. In the second step, the annealed material was tested with a Vc of 400 m/min and the cured material was tested with a Vc of 300 m/min, in both cases the tests were performed at both feed rates. In which, through the analysis ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Antônio Jorge Abdalla / Banca: Sérgio Schneider / Resumo: O aumento da demanda por petróleo e seus derivados tem instigado o desenvolvimento de materiais para dutos com elevadas tenacidade à fratura e resistência mecânica, como os aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) pertencentes às classes API. Aliada à utilização destes aços, a aplicação do processo de soldagem por resistência elétrica de alta frequência (HF/ERW) tem conquistado maior interesse no setor. Entretanto, defeitos nas juntas soldadas constituem uma das principais causas de falhas em dutos, principalmente quando associados às condições externas de operação, o que tem sido motivo para estudos relacionados à integridade estrutural destes tubos. O objetivo deste trabalho foi estudar a tenacidade à fratura de um tubo de aço API 5L X70 soldado pelo processo HF/ERW, a partir de dados obtidos com ensaios CTOD de espécimes de flexão por três pontos, tipo SE(B) "gull wing". A metodologia proposta envolveu ensaios de CTOD a variadas temperaturas, incluindo a região de transição dúctil-frágil, a fim de avaliar a integridade estrutural do material em condições críticas de operação. Os ensaios foram realizados com base nas normas ASTM E1820 e BS7448, e consistiram na utilização de corpos de prova retirados diretamente da parede do tubo, com posterior planificação. De forma geral, as amostras de material base apresentaram uma boa tenacidade à fratura em todas as temperaturas de ensaio, o que não aconteceu com as amostras de material de solda, que apresentaram baixa tenacidade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increasing demand for oil and its products has driven the development of materials for ducts with high fracture toughness and high mechanical strength, such as high strength low alloy (HSLA) steels, appertaining to the API classes. In addition to the use of these steels, the application of the high frequency resistance welding process (HF/ERW) has gained greater interest in the sector. However, defects in the welded joints are one of the most causes of failures in pipelines, especially when they are associated with external operating conditions, which has been the reason for studies related to the structural integrity of these tubes. The aim of this work was to study the fracture toughness of an API 5L X70 steel tube welded by the HF/ERW process, from data obtained with CTOD tests bending specimens by three points, type SE (B) gull wing. The proposed methodology involved CTOD tests at various temperatures, including the ductile-brittle transition region, in order to assess the structural integrity of the material under critical operating conditions. The tests were performed based on the ASTM E1820 and BS7448 standards, and consisted of the use of specimens taken directly from the wall of the tube, with subsequent planning. In general, the base material samples showed good fracture toughness at all test temperatures, which did not occur with the samples of welded material, which presented low toughness. The toughness results obtained showed that the methodology used for the study of structural integrity by means of the CTOD tests with samples drawn directly from the wall of the tube, with subsequent planning, was adequate. Although the ASTM E1820 and BS7448 standards adopt different parameters for the determination of the CTOD value, it was observed that the CTOD values were very close / Mestre

Orientador: Angelo Caporalli Filho / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Karia Regina Cadorso / Banca: Mirian de Lourdes Noronha Motta Melo / Resumo: A obtenção de granulometria ultrafina em aços com baixo teor de carbono pode contribuir para ampliação de suas aplicações na indústria, devido as propriedades mecânicas superiores que podem ser alcançadas com o refinamento de grãos, tais como: resistência mecânica, dureza, e tenacidade. O processo conhecido como Equal Channel Angular Pressing (ECAP) induz deformações plásticas severas suficientes para alterar as características microestruturais dos metais reduzindo seu tamanho de grão, e consequentemente melhorando algumas propriedades mecânicas, sem alterar a composição química dos materiais, ao utilizar temperaturas abaixo do ponto de recristalização dos metais. Neste trabalho o processo ECAP foi conduzido com corpos de prova na temperatura de 550°C utilizando como material de estudo aço SAE 1020. Os corpos de prova foram separados em três grupos. No primeiro grupo as amostras não foram submetidas a nenhum tratamento térmico entre os passes, no segundo grupo foi aplicado tratamento de alívio de tensões após os passes, e por fim, no terceiro grupo e foi aplicado um tratamento de recozimento intercrítico após o primeiro passe. Ensaios mecânicos de tração, dureza e charpy foram realizados com objetivo de verificar a influência do processo ECAP no comportamento mecânico do aço. Com intuito de verificar as alterações microestruturais causadas pelo processo ECAP foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica e eletrônica de varredura. O trabalho tem como objetivo principal in... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ultrafine grained microstructures obtaining in low carbon steels may contribute to enlarge the application of this material in industry, due to superior properties that can be achieved, such as: mechanical strength, hardness, and toughness. The process known as Equal Channel Angular Pressing (ECAP) induces severe plastic deformation sufficient to modify metals microstructures characteristics, reducing its grains size, and consequently improve its mechanical properties without materials chemistry composition changes, under temperatures below to recrystallization point. At this work ECAP process was carried out with specimens at 550° C using steel SAE 1020 as material. The specimens were divided into three groups. The specimens in the first group none heat treatment was applied between and after ECAP passes, in the second group the specimens were submitted under stress relief heat treatment after ECAP passes, and in the third group, specimens were submitted under intercritical annealing after first pass. Mechanical tensile strength, hardness and charpy impact tests were used with aim to verify the ECAP influence in steel mechanical behavior. In order to verify microstructures evolution caused by ECAP were applied optical and scanning electron microscopy. The aim of this work is grain refining by means of ECAP process with two parts tool elaborated in this study. The microstructure analysis and mechanical tests results shown that the heat treatments applied, combined with ECAP p... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Mauro Hugo Mathias / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Rafael Humberto Mota de Siqueira / Banca: Cássia Cavalcanti da Silva / Resumo: O desenvolvimento dos aços avançados de alta resistência tornou-se fundamental na produção de veículos com peso reduzido, seguros e mais econômicos, dentro do contexto da indústria automobilística. Dentre os aços avançados de alta resistência destacam-se os aços de fases complexas (CP) que são caracterizados por apresentarem alta conformabilidade e alta capacidade de absorção de energia e deformação. Eles são considerados aços multifásicos por apresentarem uma microestrutura complexa formada por ferrita, bainita, martensita e austenita retida e por finos precipitados. O trabalho teve por objetivo fazer uma comparação do aço de fases complexas, mais especificamente o aço CPW-800, com e sem utilização da soldagem a laser, baseado em ensaios mecânicos, tais como de tração; de fadiga axial e de impacto, para analisar as propriedades mecânicas; validar os resultados com uma análise estatística não-paramétrica (teste de Kruskal-Wallis) e realizar um estudo da microestrutura deste material. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir se a solda a laser teve uma influência significativa em relação aos ensaios mecânicos realizados. Em relação à superfície fraturada dos ensaios de fadiga axial e impacto, concluiu-se que a mesma possui característica dúctil do material, com a presença de dimples ou alvéolos. Na análise da microestrutura do aço de fases complexas, foi observado contornos de grãos mais refinados e homogêneos e também que as fases claras compõem-se de ferrita/austenit... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of advanced high strength steels has become essential in the production of safe, lightweight and economical vehicles within the context of the automotive industry. Among the advanced high-strength steels, the complex phase steels (CP) are characterized by high formability and high energy absorption and deformation capacity. They are considered multiphase steels because they present a complex microstructure formed by ferrite, bainite, martensite and retained austenite and by fine precipitates. The aim of this work was to compare the steel of complex phases, more specifically CPW-800 steel, with and without the use of laser welding, based on mechanical tests such as traction; of axial and impact fatigue, to analyze the mechanical properties; validate the results with a non-parametric statistical analysis (Kruskal-Wallis test) and perform a study of the microstructure of this material. From the obtained results it is possible to conclude if the laser welding had a significant influence in relation to the mechanical tests performed. In relation to the fractured surface of the axial fatigue and impact tests, it was concluded that it has a ductile characteristic of the material, with the presence of dimples or alveoli. In the analysis of the microstructure of the steel of complex phases, it was observed more refined and homogeneous grain contours and also that the light phases are composed of retained ferrite / austenite and dark martensite / bainite phases. / Doutor