Thesis (M.S.)--Ohio University, August, 1998. / Title from PDF t.p.

A determinação das curvas de resfriamento como alternativa para análise do meio de resfriamento usado nos tratamentos térmicos de têmpera, mostra-se como um dos métodos mais poderosos e eficientes para avaliar e/ou quantificar a severidade de têmpera do meio refrigerante. Assim as soluções de sal AWS-20 testadas como meio de têmpera, tiveram o seu desempenho avaliado pelos métodos tradicionais como perfil da distribuição de dureza em corpos de prova e análise metalográfica e também através das suas curvas de resfriamento. Os resultados obtidos permitiram a sugestão de uma faixa de trabalho para temperatura e concentração com excelente rendimento e sendo confirmado pelo método de análise das curvas de resfriamento. / The determination of the cooling curves as alternative for analysis of the quenching media used in the heat treatments of hardening, is shown as one of the most powerful and efficient methods to evaluate and/or to quantify the quench severity of the quenchant.. Thus, the solutions of salt AWS-20 tested as quenching media, had its, acting evaluated by the traditional methods as profile of the distribution of hardness in test bodies and analysis metallographic and also through its cooling curves. The obtained results allowed the suggestion of a work strip for temperature and concentration with excellent revenue and being confirmed by the method of analysis of the cooling curves.

A determinação das curvas de resfriamento como alternativa para análise do meio de resfriamento usado nos tratamentos térmicos de têmpera, mostra-se como um dos métodos mais poderosos e eficientes para avaliar e/ou quantificar a severidade de têmpera do meio refrigerante. Assim as soluções de sal AWS-20 testadas como meio de têmpera, tiveram o seu desempenho avaliado pelos métodos tradicionais como perfil da distribuição de dureza em corpos de prova e análise metalográfica e também através das suas curvas de resfriamento. Os resultados obtidos permitiram a sugestão de uma faixa de trabalho para temperatura e concentração com excelente rendimento e sendo confirmado pelo método de análise das curvas de resfriamento. / The determination of the cooling curves as alternative for analysis of the quenching media used in the heat treatments of hardening, is shown as one of the most powerful and efficient methods to evaluate and/or to quantify the quench severity of the quenchant.. Thus, the solutions of salt AWS-20 tested as quenching media, had its, acting evaluated by the traditional methods as profile of the distribution of hardness in test bodies and analysis metallographic and also through its cooling curves. The obtained results allowed the suggestion of a work strip for temperature and concentration with excellent revenue and being confirmed by the method of analysis of the cooling curves.

The purpose of this master thesis was to evaluate variations in solidification and cooling rate in compacted graphite iron prototype cylinder blocks and for each position relate this to the microstructure and also relate the microstructure to mechanical properties. This has been done to increase the knowledge to predict mechanical properties in cast iron components. There were three sample categories; reference-, tensile test- and thermocouple samples. The investigation included analysis of cooling curves, SinterCast parameters, image analysis, measured hardness and tensile strength. Thermocouples of type N were used at interesting positions for observation of the cooling behaviour and the image analysis was carried out by the software Axio Vision SE64 by Carl Zeiss GmbH. The hardness was measured according to Brinell HBW 5/750 and tensile testing was performed according to standard SS-EN ISO 6892-1:2009. It is concluded that the microstructure depend on many parameters, one of them is the position in the cylinder block. A relation between solidification time and the microstructure features; secondary dendrite arm spacing and eutectic cell size was observed. Because of dissimilarity in microstructure between the tensile test samples and thermocouple samples it is believed that the thermocouples have contributed with a cooling and/or nucleation effect. Considering the mechanical properties there is not solely the nodularity, eutectic cell size or secondary dendrite arm spacing that are the controlling microstructure feature, more research needs to be made.

O avanço no desenvolvimento de produtos de fontes renováveis na última década é uma consequência da crescente preocupação com o uso de produtos à base de petróleo, o que inclui o esgotamento progressivo das reservas mundiais e, sobretudo, o impacto ambiental. Óleos vegetais são potenciais candidatos à substituição de óleo mineral na formulação de fluidos industriais, uma vez que são de fontes renováveis, biodegradáveis e não tóxicos. No entanto, a baixa estabilidade termo-oxidativa e hidrolítica restringe uma maior utilização pela indústria. Assim, a adição dos antioxidantes fenólicos Irganox® L109 e Galato de Propila podem promover a melhora da estabilidade oxidativa destes óleos. Neste trabalho estudou -se a composição graxa de diferentes amostras de óleos vegetais por Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (1H NMR) e avaliou-se a estabilidade termo-oxidativa das bioformulações por Calorimetria Exploratória Diferencial Pressurizada (PDSC). Posteriormente, bioformulações a base dos óleos de palma e soja foram submetidas ao envelhecimento acelerado e então avaliadas como fluidos de têmpera dos aços AISI/SAE 1045 e AISI/SAE 4140, nas condições iniciais e após a oxidação induzida comparando-as com fluidos derivados do petróleo. A viscosidade das bioformulações foi estudada em função de diferentes temperaturas por estarem diretamente relacionadas com a capacidade de transferência de calor entre o fluido de resfriamento e o metal temperado. A adição de Irganox® L109 e Galato de Propila foi efetiva na melhora da estabilidade termo-oxidativa dos óleos de palma e soja, possibilitando a utilização destes biofluidos com meios de resfriamento de têmpera. As bioformulações foram eficientes na têmpera dos aços promovendo durezas comparáveis aquelas promovidas pelos fluidos derivados de petróleo. / Over the last decade the advance on product development from renewable sources is a consequence of concerns about the use of petroleum-based products, which includes the progressive exhaustion of world reserves and especially the environmental impact. Vegetable oils are potential candidates for replacement of mineral oil in the formulation of industrial fluids, since they came from renewable, biodegradable and nontoxic. However, lower thermo-oxidative and hydrolytic stabilities have limited their use in the industry. Phenolic antioxidant (Irganox® L109 and Propyl gallate additions may promote improvement in oxidative stability of these oils. Fatty acids composition of different samples of vegetable oils was studied by Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR). Palma oil, soybeam oil and their formulations were evaluated in terms of thermo-oxidative stability by Pressurized Differential Scanning Calorimetry (PDSC). These fluids were also subjected to accelerated aging test and then evaluated as quenchant for AISI/SAE 1045 and AISI/SAE 1045 steel hardening. These results were compared with data obtained from the petroleum oil quenchants. Bioformulation\'s viscosity was studied in different temperatures once they are directly related to the heat transfer ability between the fluid and quenched steel component. The addition of Irganox® L109 and Propyl gallate was effective in improving the thermo-oxidative stability of palm and soybean oils, suggesting the use of these biofluids as quenchants. Bioformulation were efficient promoting hardeness comparable with those promoted by fluids derived from petroleum.

O avanço no desenvolvimento de produtos de fontes renováveis na última década é uma consequência da crescente preocupação com o uso de produtos à base de petróleo, o que inclui o esgotamento progressivo das reservas mundiais e, sobretudo, o impacto ambiental. Óleos vegetais são potenciais candidatos à substituição de óleo mineral na formulação de fluidos industriais, uma vez que são de fontes renováveis, biodegradáveis e não tóxicos. No entanto, a baixa estabilidade termo-oxidativa e hidrolítica restringe uma maior utilização pela indústria. Assim, a adição dos antioxidantes fenólicos Irganox® L109 e Galato de Propila podem promover a melhora da estabilidade oxidativa destes óleos. Neste trabalho estudou -se a composição graxa de diferentes amostras de óleos vegetais por Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (1H NMR) e avaliou-se a estabilidade termo-oxidativa das bioformulações por Calorimetria Exploratória Diferencial Pressurizada (PDSC). Posteriormente, bioformulações a base dos óleos de palma e soja foram submetidas ao envelhecimento acelerado e então avaliadas como fluidos de têmpera dos aços AISI/SAE 1045 e AISI/SAE 4140, nas condições iniciais e após a oxidação induzida comparando-as com fluidos derivados do petróleo. A viscosidade das bioformulações foi estudada em função de diferentes temperaturas por estarem diretamente relacionadas com a capacidade de transferência de calor entre o fluido de resfriamento e o metal temperado. A adição de Irganox® L109 e Galato de Propila foi efetiva na melhora da estabilidade termo-oxidativa dos óleos de palma e soja, possibilitando a utilização destes biofluidos com meios de resfriamento de têmpera. As bioformulações foram eficientes na têmpera dos aços promovendo durezas comparáveis aquelas promovidas pelos fluidos derivados de petróleo. / Over the last decade the advance on product development from renewable sources is a consequence of concerns about the use of petroleum-based products, which includes the progressive exhaustion of world reserves and especially the environmental impact. Vegetable oils are potential candidates for replacement of mineral oil in the formulation of industrial fluids, since they came from renewable, biodegradable and nontoxic. However, lower thermo-oxidative and hydrolytic stabilities have limited their use in the industry. Phenolic antioxidant (Irganox® L109 and Propyl gallate additions may promote improvement in oxidative stability of these oils. Fatty acids composition of different samples of vegetable oils was studied by Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR). Palma oil, soybeam oil and their formulations were evaluated in terms of thermo-oxidative stability by Pressurized Differential Scanning Calorimetry (PDSC). These fluids were also subjected to accelerated aging test and then evaluated as quenchant for AISI/SAE 1045 and AISI/SAE 1045 steel hardening. These results were compared with data obtained from the petroleum oil quenchants. Bioformulation\'s viscosity was studied in different temperatures once they are directly related to the heat transfer ability between the fluid and quenched steel component. The addition of Irganox® L109 and Propyl gallate was effective in improving the thermo-oxidative stability of palm and soybean oils, suggesting the use of these biofluids as quenchants. Bioformulation were efficient promoting hardeness comparable with those promoted by fluids derived from petroleum.

No presente trabalho são relatados os resultados obtidos por meio de ensaios de caracterização para os diferentes tipos de óleos vegetais (algodão, canola, girassol, milho e soja), no estado novo e puro, tais como viscosidade, número de acidez, índice de iodo, índice de saponificação, cromatografia gasosa, curvas de resfriamento e coeficiente de transferência de calor. Esses mesmos ensaios foram realizados também com as amostras de óleo de soja com diferentes concentrações de aditivos antioxidantes. As diferentes formulações feitas com óleo de soja foram submetidas a um processo de envelhecimento acelerado (durante 72 horas), suas propriedades foram comparadas com as de dois óleos minerais utilizados para têmpera. O mesmo foi feito para os óleos vegetais, estes porém foram envelhecidos durante 48 horas. Pode-se então, comparar qual amostra sofreu menor oxidação durante um mesmo tempo de envelhecimento e, desta maneira, avaliar qual aditivo antioxidante obteve melhor desempenho, retardando o processo de oxidação no óleo de soja. Esses estudos também permitiram verificar qual, dentre os óleos vegetais, possui as melhores propriedades para ser utilizado no tratamento térmico de têmpera. Amostras do aço AISI 4140 foram temperadas nos diferentes óleos estudados, obteve-se a curva de dureza e as micrografias óticas para cada amostra temperada. / In this work, the results obtained from the characterization of different vegetable oils (cotton, canola, sunflower, corn and soybean) are reported. The oils were evaluated at \"new condition\" and \"pure\" by viscosity, acid and iodine number, saponification, gas chromatography, cooling curves and heat transfer coefficient. These same analyses were also performed on samples of soybean oil containing various concentrations of antioxidant. The various formulations prepared with soybean oil were accelerated aged for 72 hours and their properties were compared with two mineral oils used for quenching. Likewise, the vegetable oils were aged for 48 hours long. Therefore, it was possible to identify which sample exhibited the lower oxidation process at the same aging time and, thus, evaluate the antioxidant additive that promoted the improved oxidation performance for soybean oil. Also, these studies allowed verifying which of the vegetable oils had the best properties to be used as quenchants. Samples of AISI 4140 steel were quenched in different oils and the hardness curve and optical microscopy for each sample were obtained.

No presente trabalho são relatados os resultados obtidos por meio de ensaios de caracterização para os diferentes tipos de óleos vegetais (algodão, canola, girassol, milho e soja), no estado novo e puro, tais como viscosidade, número de acidez, índice de iodo, índice de saponificação, cromatografia gasosa, curvas de resfriamento e coeficiente de transferência de calor. Esses mesmos ensaios foram realizados também com as amostras de óleo de soja com diferentes concentrações de aditivos antioxidantes. As diferentes formulações feitas com óleo de soja foram submetidas a um processo de envelhecimento acelerado (durante 72 horas), suas propriedades foram comparadas com as de dois óleos minerais utilizados para têmpera. O mesmo foi feito para os óleos vegetais, estes porém foram envelhecidos durante 48 horas. Pode-se então, comparar qual amostra sofreu menor oxidação durante um mesmo tempo de envelhecimento e, desta maneira, avaliar qual aditivo antioxidante obteve melhor desempenho, retardando o processo de oxidação no óleo de soja. Esses estudos também permitiram verificar qual, dentre os óleos vegetais, possui as melhores propriedades para ser utilizado no tratamento térmico de têmpera. Amostras do aço AISI 4140 foram temperadas nos diferentes óleos estudados, obteve-se a curva de dureza e as micrografias óticas para cada amostra temperada. / In this work, the results obtained from the characterization of different vegetable oils (cotton, canola, sunflower, corn and soybean) are reported. The oils were evaluated at \"new condition\" and \"pure\" by viscosity, acid and iodine number, saponification, gas chromatography, cooling curves and heat transfer coefficient. These same analyses were also performed on samples of soybean oil containing various concentrations of antioxidant. The various formulations prepared with soybean oil were accelerated aged for 72 hours and their properties were compared with two mineral oils used for quenching. Likewise, the vegetable oils were aged for 48 hours long. Therefore, it was possible to identify which sample exhibited the lower oxidation process at the same aging time and, thus, evaluate the antioxidant additive that promoted the improved oxidation performance for soybean oil. Also, these studies allowed verifying which of the vegetable oils had the best properties to be used as quenchants. Samples of AISI 4140 steel were quenched in different oils and the hardness curve and optical microscopy for each sample were obtained.