Este trabalho consiste no estudo das propriedades mecânicas de tração e impacto do aço Hadfield refinado com Hf em relação ao aço Hadfield sem refino. Foram realizadas simulações no software Thermo-Calc para caracterizar o caminho de solidificação e a evolução microestrutural do aço Hadfield (composição química de 13% de Mn, 1,2% de C e 0,65% de Si). Foram fundidos os corpos de prova de aço Hadfield sem refino e refinado pela adição de Hf, ambos com a composição química de acordo com a norma ASTM A128 - grau B2. Os corpos de prova foram submetidos ao tratamento térmico de solubilização à temperatura de 1120oC por 10 horas. A caracterização macroestrutural mostrou que o aço Hadfield com adição de Hf apresenta tamanho do grão austenítico cinco vezes menor (600 µm) do que o aço Hadfield sem refino (de 3000 µm para 600 µm), sendo que este resultado foi confirmado pela técnica de EBSD (Electron backscatter diffraction). Os resultados do ensaio de tração dos corpos de prova para as duas condições mostraram que as propriedades de limite de escoamento (6%), tenacidade (88%), resistência à tração (37%), e do coeficiente de encruamento (30%) do aço Hadfield refinado aumentaram em relação ao aço Hadfield sem refino. A energia absorvida no impacto aumentou de 156 J/cm2 para 179 J/cm2 com o refino do tamanho de grão austenítico. A lei de Hall-Petch foi utilizada para explicar o efeito do refino de grão no limite de escoamento, mas não pode ser usada para explicar o aumento na resistência a tração, tenacidade, e as mudanças no coeficiente de encruamento. A caracterização microestrutural das amostras rompidas em tração e impacto mostrou que a fração de maclas aumentou em 46% (em tração) e 45% (no impacto) para o aço Hadfield refinado em comparação com o aço Hadfield sem refino. Os resultados da caracterização microestrutural dos corpos de prova rompidos no ensaio de tração e impacto indicam que o mecanismo de deformação plástica por maclação foi mais atuante com o refino do grão austenítico. / The tensile and impact properties of Hf-refined Hadfield steel were compared to the properties of non-refined Hadfield steel. Simulations in Thermo-Calc software were made in order to study the solidification and microstructural evolution of a Hadfield steel (13% Mn, 1.2% C and 0.65% Si). Samples of non-refined and refined Hadfield steel (with addition of 0.1% of H), both with chemical composition as described in ASTM A128- grade B2, were cast and subjected to a solution heat treatment at 1100oC for 10 hours, followed by water quenching. Macrostructural characterization showed that the refined Hadfield steel featured an austenitic grain size equal to 600 ?m, five times smaller than the grain size of the non-refined Hadfield steel (3000 µm). These results were confirmed by EBSD (Electron backscatter diffraction) analysis. The tensile test results showed an increase in the values of the yield stress (6%), the fracture toughness (88%), the tensile strength (37%) and the strain hardening coefficient (30%) with the reduction on the austenitic grain size from 3000 µm to 600 µm. Additionally, the value of the absorbed energy of the impact test was improved from 156 J/cm2 to 179J/cm2 with reduction on the grain size. The Hall-Petch law was used to explain the small increase of 8% in the value of the yield stress with the grain refinement, but this law could not be used to explain the increase in the values of the fracture toughness, the tensile strength and the strain hardening coefficient. The microstructural characterization of the fractured test-pieces after tensile and impact testing showed that the values of the fraction of mechanical twins (definer) in the plastically deformed microstructure near the fracture surfaces of the refined condition increased by 45% when compared to the non-refined condition. These results indicated that the austenitic grain refinement of the Hadfield steel changed the plastic deformation mechanism, favoring the activation of the plastic deformation by twinning mechanism and, therefore, increasing the values of the fracture toughness (~88%), the ultimate tensile strength (~30%), the strain-hardening coefficient (~30%) and the absorbed energy during Charpy-test (~15%).

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-03-02T21:02:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carolina Queiroz Arantes Prudente - 2015.pdf: 2676423 bytes, checksum: 95fa022b3853b805c569eb33d3d481e4 (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-03T12:08:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carolina Queiroz Arantes Prudente - 2015.pdf: 2676423 bytes, checksum: 95fa022b3853b805c569eb33d3d481e4 (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T12:08:14Z (GMT). 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In the middle western Brazil, in the state of Goiás, there is not advanced studies on asphalt mixtures used in highways and in urban pavements, and there is not a technical scientific proofing that the local aggregates available in the region, is the best option considering the local conditions. Forward better conditions of infrastructure, it is proposed to develop more efficient asphalt mixtures for pavements, by submitting the mixtures through analysis of mechanical strength and performance test, analyzing if the most used asphalts mixtures are satisfactory or not. The hot asphalt mixture are composed by aggregates and asphalt binders that are design in order to attend the parameters set in the projects according to demand and traffic types. In this research, it was proposed the study of six asphalt mixture design with different types of asphalt binders with the same aggregates origin in a different grain size range (Bands B and C). The binders used in this study are the conventional cement asphalt in the region, CAP 30/45 e 50/70 (Brazilian penetration grade), with low and medium penetration, respectively, and the polymer modified asphalt (AMP). The CAP 50/70 is the most used conventional binder in the region, followed by CAP 30/45. Tha AMP binder is not often used. The characterization tests of the materials that composed the mixture are presented and their selection and characterization attended the standardized procedures and requirements by the brazilian department responsible for highway structures (DNIT). In a second stage, the design tests were performed, combining aggregates and binders in different rates, by the Marshall Mix Design Method using manual compression, until the great design was obtained The laboratory tests were realized with this great design to analyze the mass loss and obtain its mechanical properties, given by the tensile strength (RT). Performance tests were realized to obtain its resilient modulus (MR) and, using wheel tracking test, to obtain the permanent deformation (DP). The results showed that the common hot mixture asphalt used in the region (range C and CAP 50/70), is not a good option, because its performance is not satisfactory. Therefore, the range to be used, and the binder, must be analyzed for each traffic level. It is also recommended to evaluate the Marshall methodology for design mixtures, considering mainly the compression way and the determination of the maximum densities. / A malha rodoviária brasileira é composta, principalmente, por pavimentos do tipo flexível ou asfáltico, que devem, para promover a segurança ao tráfego nas rodovias, suportar os efeitos das mudanças de clima e resistir ao fluxo de veículos. Para isso, a estrutura do pavimento é particularmente importante e deve ser constituída por camadas que distribuam as cargas a que estão submetidas, minimizando os esforços verticais produzidos pela ação do tráfego e, consequentemente, oferecendo proteção ao subleito. Em busca de melhores condições de infraestrutura no estado de Goiás, propôs-se avaliar se as misturas asfálticas mais utilizadas na região são consideradas satisfatórias ou não, visto que inexistem estudos desenvolvidos sobre o assunto. As misturas asfálticas a quente são compostas de agregados e ligantes, que são dosados de forma a atender os parâmetros determinados nos projetos de acordo com a demanda e tipos de tráfego. Nesta pesquisa, foi proposto o estudo da dosagem de seis projetos de misturas, com diferentes tipos de ligantes asfálticos para agregados de mesma origem nas faixas granulométricas mais utilizadas na região (Faixas B e C). Foram utilizados ligantes convencionais CAP 30/45 e 50/70, com baixa e média penetração, respectivamente, e asfalto modificado com polímero (AMP). Dos ligantes convencionais, o CAP 50/70 é o mais utilizado na região, seguido do CAP 30/45, já o AMP ainda não é frequentemente utilizado. Foram realizados ensaios de caracterização dos materiais que compõem as misturas, que seguiram os procedimentos e requisitos normatizados pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Em uma segunda etapa, foram realizados ensaios de dosagem, combinando agregados e ligantes em diferentes taxas até que, por meio da metodologia Marshall com compactação manual, fosse obtida a dosagem considerada ótima para cada mistura estudada. Com essas dosagens, foram realizados ensaios em laboratório, para análise de desgaste, de desempenho das misturas e de suas propriedades mecânicas, por meio da determinação da resistência à tração por compressão diametral, do módulo de resiliência e da deformação permanente. Os resultados obtidos demonstraram que a mistura asfáltica mais comum de ser utilizada como camada de rolamento na região (Faixa C e CAP 50/70) não apresenta comportamento satisfatório. Dessa forma, a faixa granulométrica a ser utilizada deve ser repensada, bem como o tipo de ligante a ser utilizado para cada nível de tráfego. Recomenda-se, também, a reavaliação da utilização da metodologia Marshall para dosagem das misturas, principalmente na questão da forma de compactação e na determinação das densidades máximas.

Esta pesquisa foi baseada em um projeto de Stone Matrix Asphalt - SMA na faixa 0/8S com asfalto CAP 20, feito para a execução de revestimento delgado em trecho experimental na Rodovia Presidente Dutra, ligando São Paulo ao Rio de Janeiro. A ocorrência de alguns defeitos neste trecho experimental motivou o estudo de misturas SMA 0/8S alternativas empregando dois asfaltos convencionais: CAP 20 e CAP 50/60, e dois modificados por polímeros: um com 3,0% de SBS e outro com 6,5% de SBS. Foram realizados ensaios laboratoriais para a verificação da dosagem das misturas asfálticas e determinação de propriedades mecânicas em laboratório por meio de ensaios de deformação permanente em trilha de roda, de resistência à tração por compressão diametral e de módulo de resiliência. Observou-se que o uso de asfalto modificado por polímero e do asfalto convencional CAP 50/60 acarreta uma redução significativa de afundamentos em trilha de roda. O módulo de resiliência a 25°C também apresenta redução de valor nas amostras com asfalto modificado por polímero e com CAP 50/60, em comparação com o convencional CAP 20. A resistência à tração sofre pouca variação quando se comparam os asfaltos empregados, considerando-se ensaios realizados na mesma temperatura. Foram feitos ensaios em campo para a avaliação funcional e de aderência no trecho experimental da Rodovia Presidente Dutra, tendo sido realizados monitoramentos logo após a execução do trecho e decorridos 2 anos e 7 meses de operação. Os resultados demonstraram que o revestimento do trecho experimental apresenta atualmente poucos defeitos de superfície, com fechamento da macrotextura nas trilhas de roda e pequena diminuição do conforto ao rolamento. / This research was based on a Stone Matrix Asphalt SMA in the band 0/8S design made with asphalt binder AC 20, used as a thin wearing course of a test section on the Presidente Dutra Highway, that connects São Paulo to Rio de Janeiro. The occurrence of some distresses in the test section motivated the study of alternative SMA 0/8S mixtures using two conventional asphalt binders: AC 20 and AC 50/60, and two modified by polymer: one with 3.0% of SBS and other with 6.5% of SBS. Laboratory tests were conducted to verify the mix design and to determine their mechanical behavior such as the resistance against rutting, the indirect tensile strength and the resilient modulus. It was observed that the use of SBS polymer modified binders and asphalt binder AC 50/60 causes a significant reduction of rutting. The resilient modulus at 25°C also presents a reduction in the samples with SBS polymer modified binders and AC 50/60 in comparison with AC 20. The indirect tensile strength suffers little variation across the different types of asphalt binders, tested at the same temperature. Field tests related to functional evaluation and skid-resistance of the test section were carried out. The test section was monitored immediately following the construction and after 2 years and 7 months of continuous use. The results showed that the wearing coarse presented a few distresses in the surface, in particular a reduction of the macrotexture at the wheel tracks and a slight worsening of the riding quality.

Made available in DSpace on 2010-04-20T20:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1993-10-13T00:00:00Z / Análise do comportamento dos principais índices de risco no mercado de ações de São Paulo no período de julho de 1984 a junho de 1990. Estudo das condições de diversificação presentes no mercado acionário paulista neste período. Teste do 'Single Index Model' e dos principais modelos de avaliação de ações.

Studies conducted in 2016 show that 58% of the highways in Brazil presents any deficiency in the pavement, signaling or in its geometry. These deficiencies are, on average, the cause for about 6% of the accidents and for the increase of the operational cust by 91,6%. Among them we can stress the permanent deformation, the so called wheel tracks, which is harmful to the dynamic of the loads, to the comfort provided by the pavement, increasing its risk. To the correct design of the pavement it is very important to better know the characteristics of the materials to be used. In this context, stands out the subgrade, the foundation for the whole structure of the pavement, which one is studied in the present reseach by considering three typical soils used as highway subgrade in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, and having the permanent deformations as the main focus. The metodology aplied in this work consisted in the location, sampling and characterization of the soil fields, lab tests and empirical machanistic design. Besides the physical, chemical and mechanical characterizations, it was performed the repeated triaxial load test aiming to obtain the resilient modulus and the permanent deformation parameters, according to the Brazilian Petroleum Corporation Manual (PETROBRAS). The Resilient Modulus model presented the better results with frequencies of 1 Hz and 2 Hz, and the presence of silt in one of the soils affected its resilient behaviour. The permanent deformation tests were performed with the frequency of 2 Hz and 150.000 load cicles. The average statistic correlation, according to Guimaraes (2009)´s methodology, was 0.91, bigger than the one provided by the Monismith and Barksdale´s models. However, the dominance of fine grained soils, along with low compactation energy, lead to a higher deformation rates, motivating the use of intermediate energy. With this new approach the permanent deformation was reduced 40% and the resilient modulus increased 78,8%. However, the numerical simulation according to the mechanistic approach, and using the layer thickness obtained from the Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) method, under 8,2 ton standard axle load, showed that the wheel tracks deeping would be small, based on the low stresses observed in the subgrade. On the other hand, the fatigue behaviour presented an inferior performance, reducing the project´s useful life. It was observed the presence of shakedown in the ranges A, B and C. / Pesquisas realizadas no ano de 2016 mostram que 58,2 % das rodovias de todo o país apresentam alguma deficiência no pavimento, na sinalização ou na geometria da via. Em média, esses defeitos são responsáveis por cerca de 6% do número de acidentes, além de aumentar o custo operacional das vias em até 91,6%. Dentre essas anomalias, destaca-se a deformação permanente denominada de afundamento na trilha de roda (ATR), que prejudica a dinâmica das cargas, afeta o conforto ao rolamento e causa risco à segurança. Para o adequado dimensionamento de um pavimento, é fundamental o conhecimento dos materiais que o compõem. Neste contexto, destaca-se o subleito, por ser a fundação sobre a qual são assentes todas as camadas, motivo pelo qual o objetivo geral desta pesquisa é analisar três solos típicos de subleitos rodoviários de Santa Maria, estado do Rio Grande do Sul, em especial quanto aos parâmetros de deformação permanente. A metodologia aplicada neste trabalho consistiu na localização, coleta e caracterização das jazidas de solos, realização de ensaios laboratoriais e dimensionamento mecanístico - empírico. Assim, além da caracterização física, química e mecânica, foram realizados ensaios triaxiais de cargas repetidas para obtenção do módulo de resiliência e dos parâmetros de deformação permanente, segundo recomendações do manual de execução de trechos monitorados da empresa Petróleo Brasileiro Sociedade Anônima (PETROBRAS). O modelo composto do módulo de resiliência apresentou os melhores resultados, a partir de ensaios com frequência de 1 Hz e 2 Hz, sendo que a presença de silte em um dos solos afetou seu comportamento resiliente. Os ensaios de deformação permanente foram conduzidos a 2 Hz, com 150.000 ciclos de aplicação de carga, cuja correlação estatística média, empregando a metodologia de Guimarães (2009), foi de 0,91 – superior a dos modelos de Monismith e Barksdale. Entretanto, a predominância de materiais finos, aliada à baixa energia de compactação (normal), resultaram em elevadas taxas de deformação, o que motivou o estudo de um dos solos também com uso da energia intermediária. Esse procedimento reduziu a deformação permanente em 40% e elevou o módulo de resiliência em 78,8%. Entretanto, a simulação numérica do pavimento sob a ótica mecanicista, a partir das espessuras calculadas pelo método do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), aplicando-se a carga padrão de 8,2 toneladas, mostrou que o ATR seria pequeno, em face das baixas tensões atuantes no subleito, em contraposição ao desempenho à fadiga, que reduziu sensivelmente a vida útil de projeto. Constatouse a ocorrência de shakedown nos domínios A, B e C.

Os sistemas não aderentes de fixação com placas de \"granito\", em comparação com os métodos que empregam argamassas, exigem maior acuidade no projeto e uma avaliação estrutural criteriosa. As metodologias empregadas no país consideram apenas o parâmetro de resistência à tração na flexão na ruptura, não levando em conta outros parâmetros estruturais importantes. Para preencher esta lacuna, o presente trabalho propõe uma metodologia para dimensionamento de três sistemas não aderentes de fixação: fachadas ventiladas, pisos elevados e lajes estruturais. Três \"granitos\" brasileiros de alto valor comercial - Vermelho Capão Bonito (VCB), Preto São Gabriel (PSG) e Branco Desireé (BD) - foram submetidos a ensaios laboratoriais para a determinação do comportamento tensão versus deformação, da tensão de ruptura, dos deslocamentos verticais, do módulo de Young e do coeficiente de Poisson. Estes parâmetros foram empregados para o dimensionamento de fachadas ventiladas e de pisos elevados. Os modelos computacionais do programa STRAP foram calibrados com dados obtidos do monitoramento de protótipos de fachadas e de pisos elevados. Para fachadas ventiladas (placas de 60 x 100 cm) as espessuras calculadas foram de 30 mm para o VCB, de 25 mm para o PSG e de 55 mm para o BD. Para pisos elevados (placas de 60 x 60 cm) as espessuras foram de 35 mm para o VCB, de 30 mm para o PSG e de 35 mm para o BD. Os resultados sugerem que a especificação da espessura mínima de 20 mm, comumente usada em diversos projetos nacionais, não considera aspectos estruturais importantes. / Design on \"granite\" plates for non adherent covering systems, in comparison with mortar methods, needs a structural evaluation. The Brazilian design methodology considers only the breaking load bending tensile strength and do not consider another important structural characteristics. To fill this gap, this thesis presents a methodology for design on three \"granite\" plates for non adherent covering systems: ventilated façades, pedestal paving system and structural slab. Three Brazilian \"granites\" with great commercial acceptance - Capão Bonito Red (CBR), São Gabriel Black (SGB) and Desireé White (DW) were tested to obtain the strength versus strain behavior, the breaking load strength, the modulus of Young and the Poisson coefficient. To structural design this characteristics were applied in computational models, that were calibrated with tests data. The thickness calculated for ventilated façades (slab of 60 x 100 cm) is 30 mm for CBR, 25 mm for SGB and 55 mm for DW. The thickness calculated for pedestal paving system (slab of 60 x 60 cm) is 35 mm for CBR, 30 mm for SGB and 35 mm for DW. This results show that the thickness of 20mm applied for Brazilian practice design criteria do not consider important structural issues.

O Sistema de Falhas Transbrasiliano é uma estrura complexa que se estende por mais de 7.400km, desde a região de Córdoba, Argentina, até a região central da Argélia, na África. O Sistema de Falhas Transbrasiliano e outras estruturas do embasamento exerceram grande influência na instalação e história deposicional das bacias sedimentares da Plataforma Sul-Americana, entre elas a Província Parnaíba e a Bacia Água Bonita, objetos de estudo desta tese. Zonas de fraqueza litosférica importantes, como o Sistema de Falhas Transbrasiliano, tendem a concentrar esforços remotos gerados na borda das placas, e dessa forma a ser foco de atividade tectônica e sismicidade intraplaca. Sismos intraplaca, embora pouco comuns, podem atingir magnitudes consideráveis e afetar grandes áreas. Tectônica e sismicidade intraplaca podem gerar diversos tipos de registro em bacias intracratônicas. Entre eles, se destacam os sismitos: estruturas de liquidificação produzidas em sedimentos inconsolidados submetidos a choque sísmico. Sismitos são ferramentas particularmente úteis para a reconstrução da história tectônica de bacias sedimentares; no entanto, sua caracterização e interpretação podem ser problemáticas, visto que processos não sísmicos podem induzir a formação de estruturas similares às produzidas por terremotos. Desta forma, foi elaborada uma metodologia visando a diagnose do agente desencadeador da deformação sinsedimentar, permitindo a distinção entre agentes de deformação autógenos e agentes de deformação alógenos, e entre estes identificar estruturas produzidas por abalos sísmicos. A partir de sua caracterização como possíveis sismitos, as estruturas foram analisadas, visando determinar intervalos de atividade tectônica sinsedimentar, que estruturas do embasamento foram reativadas e possíveis campos de paleotensões à época de sua formação. Para esta última finalidade, foi desenvolvida também uma metodologia para aquisição e tratamento estatístico de dados de orientação e espessura de diques clásticos. Foram identificados horizontes com sismitos no Grupo Serra Grande, nas formações Pimenteiras, Cabeças, Piauí, Pedra de Fogo, Pastos Bons e no Grupo Areado (Província Parnaíba) e nas formações Água Bonita e Vereda Verde, (Bacia Água Bonita). Estruturas descritas para a Formação Ipu do Grupo Serra Grande se revestem de especial importância, pois se constituem em registros da tectônica responsável pela instalação da Bacia do Parnaíba. O Sistema de Falhas Transbrasiliano está relacionado à maioria das fases de atividade tectônica identificadas, embora outras estruturas lineares, como os lineamentos Tocantins-Araguaia e de Senador Pompeu também possam ter sido responsáveis por parte desta atividade. / The Transbrasiliano Fault System is a complex structure with a lenght of more than 7.400km, from the region of Cordoba, Argentina, to central Algeria, in Africa. The Transbrasiliano Fault System and other basement structures played a major role on the formation and depositional history of the sedimentary basins of the South American Platform, such as the Parnaíba Province and Água Bonita Basin, which are studied in this thesis. Major zones of lithospheric weakness, such as the Transbrasiliano Fault System, may concentrate remote stresses originated on the edges of tectonic plates, and so may be focus of intraplate tectonics and seismicity. Intraplate earthquakes, although uncommon, can reach large magnitudes and affect large areas. Intraplate tectonics and seismicity may leave several types of records in intracratonic basins. Of great significance among them are seismites: liquidization structures produced in soft-sediments under seismical shock. Seismites are particularly useful in the reconstruction of the tectonic history of sedimentary basins. However, identifying and interpreting seismites can be troublesome, since non-seismical processes can generate structures similar to those produced by earthquakes. A method was developed for the diagnosis of the trigger of the soft-sediment deformation, allowing the distinction between autogenic and allogenic triggers, and among the alllogenic triggers the identification of structures produced by seismic shock. Structures interpreted as seismites were analised in order to identify intervals of sinsedimentary tectonic activity, which basement strutures were reactivated and possible paleostress fields at the time of their formation. For this end, a method for acquisition and statistical analysis of orientation and thickness data of clastic dikes was developed. Horizons with soft-sediment deformation structures were identified in the Serra Grande Group, Pimenteiras, Cabeças, Piauí, Pedra de Fogo and Pastos Bons formations and Areado Group (Parnaíba Province) and Água Bonita and Vereda Verde formations (Água Bonita Basin). Structures described in the Ipu Formation of Serra Grande Group are specially important, because they are records of the tectonics related to the origin of Parnaíba Basin. The Transbrasiliano Fault System is related to the majority of the tectonic reactivations identified, although the Tocantins-Araguaia and Senadour Pompeu lineaments may also have played some role on these deformations.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Olah Neto.pdf: 11111826 bytes, checksum: 36a7c3a3c11e61f18d8a74f06d619cc0 (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent decades the automobile industry has made a great effort to deal with ecological and security challenges. To do so, it was necessary to develop vehicles which are lighter, more economical and have a greater intrusion resistance when subjected to a crash. This was made possible, among other actions, by the development of advanced high strength steels, associated with the use of new manufacturing processes. Inside this approach the use of the hot stamping and the emergence of 22MnB5 boron-alloyed steel, with high hardenability, stand up. The hot stamping operation has gained great importance for enabling the manufacture of strategic components of high complexity and high mechanical resistance, associated with reasonable toughness. In order to ensure its technological evolution this process has been widely studied by numerous authors, so that the phenomenon was better understood, allowing better control as well as the quality and reliability requirements involved in the stamped components. This focus led to the development of this work, whose main objective was to study the hot stamping process, evaluating the mechanical and thermal effects. To achieve this aim an experimental apparatus was developed which allowed simulating the main thermomechanical aspects involved, such as the temperature, the conformation and the cooling. The purpose was to reproduce the conditions of the process and evaluate the influence of certain variables of the cooling speed on microstructure and on the final properties of the material, in order to study and understand some phenomena involved. This apparatus was composed of a heating furnace, an aluminum cooler, water cooled, operated at low pressure of closing and a control system, assembled on a mechanical testing 12 machine to promote the desired deformation. The experimental work was carried out in three stages. Initially, the hot plastic behavior of 22MnB5 steel was studied, evaluating the effect of temperature and strain rate on the mechanical characteristics, to determine the conditions for necking formation. In the second stage, the kinetics of phase transformation was studied, seeking to understand the effect of heating and cooling conditions on the cooling rate and on the final properties after quenching. In the last step, the plastic behavior on the kinetics of phase transformation, i.e., the effect of necking on cooling, was studied. The main objective was to show that the necking, depending on its intensity and geometry, generates the formation of a clearance between the cooler and the surface material, reducing the cooling rate to the point of affecting the mechanical properties in this region. Despite being localized, it can jeopardize the stamped component performance forming a fragile region of low mechanical strength and low toughness. It was concluded that hot plastic deformation undergone during the hot-stamping has a significant influence on the phase transformation, being necessary the proper control of process conditions so that the necking is also controlled, thus ensuring the structural homogeneity of the component and its performance. / Nas últimas décadas a indústria automobilística tem realizado um grande esforço em atender os desafios ecológicos e de segurança e para isto foi necessário desenvolver veículos mais leves, econômicos e com maior resistência à intrusão quando submetidos a um acidente. Isto foi alcançado, entre outras ações, através do desenvolvimento de aços avançados de elevada resistência mecânica, associado à utilização de novos processos de fabricação. Dentro deste enfoque se destaca dois aspectos, a utilização do processo de estampagem a quente e o surgimento do aço 22MnB5 de elevada temperabilidade ligado ao boro. A operação de estampagem a quente tem ganhado uma forte importância por possibilitar a fabricação de componentes estratégicos de elevada complexidade e elevada resistência mecânica, associada à razoável resistência ao impacto. No sentido de garantir sua evolução tecnológica este processo tem sido amplamente estudado por inúmeros autores, para que os fenômenos envolvidos pudessem ser mais bem entendidos, permitindo um melhor controle bem como o atendimento dos requisitos de qualidade e a confiabilidade envolvida nos componentes estampados. Com este enfoque desenvolveu-se este trabalho, cujo principal objetivo foi estudar o processo de estampagem a quente, avaliando os efeitos mecânicos e térmicos. Para este fim foi desenvolvido um aparato experimental, que permitiu simular os principais aspectos termomecânicas envolvidos, como a temperatura, a conformação e o resfriamento. O propósito foi o de reproduzir as condições do processo e avaliar a influência de determinadas variáveis sobre a velocidade de resfriamento, sobre a microestrutura e sobre as propriedades finais do material, no sentido de estudar e entender 10 alguns fenômenos envolvidos. Este aparato foi dotado de um forno de aquecimento, de um resfriador de alumínio refrigerado a água, operado a baixa pressão de fechamento e de um sistema de controle, montados sobre uma máquina de ensaios mecânicos para promover a deformação desejada. O trabalho experimental foi realizado em três etapas. Inicialmente foi estudado o comportamento plástico a quente do aço 22MnB5, avaliando-se o efeito da temperatura e da velocidade de deformação sobre as características mecânicas, determinando-se as condições para formação da estricção. Na segunda etapa foi estudada a cinética de transformação de fase, procurando-se entender o efeito das condições de aquecimento e do resfriamento sobre a velocidade de resfriamento e sobre as propriedades finais deste aço após têmpera. Na última etapa se relacionou o comportamento plástico sobre a cinética de transformação de fase, ou seja, o efeito da estricção sobre o resfriamento. O objetivo principal foi mostrar que a estricção, dependendo de sua intensidade e geometria, gera a formação de uma folga localizada entre a superfície do resfriador e do material, reduzindo a velocidade de resfriamento a ponto de afetar as propriedades mecânicas nesta região. Apesar de localizada esta folga pode comprometer o desempenho do componente estampado formando uma região de pouca resistência mecânica. Concluiu-se que a deformação plástica a quente sofrida durante a estampagem a quente apresenta uma significativa influência sobre a transformação de fase, sendo necessário o controle adequado das condições do processo para que a estricção também seja controlada, garantindo assim a homogeneidade estrutural do componente e o seu desempenho.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3419531 bytes, checksum: 47a7d7cdb7277fb0c7f884e30a96df42 (MD5) Previous issue date: 2012-09-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work was evaluated the influence of multiple quenching in the peak temperatures of phase transformation (PTPT) in the alloy Cu-11.8Al-0.6Be-0.5Nb-0.27Ni (%wt), as well as the influence that deformation applied in temperatures above Ms, at nominal composition Cu-11.8Al-0.6Be-0.5Nb-0.27Ni, Cu-11.8Al-0.55Be-0.5Nb-0.27Ni and Cu-11.8Al-4Nb-2.16Ni-0.5Be, would have on the residual deformation. The alloys were melted, homogenized during 12h by 850ºC and machined using wire electroerosion. Then, the samples were quenched in water at room temperature and subsequently analyzed by optical microscopy, scanning electron microscopy, using energy dispersive x-ray, differential scanning calorimetric analysis and x-ray diffractometry. For samples quenched successively, it was found a large change in PTPT after 22 quenching, there is no reverse transformation in this range. From the 34th quenching, the PTPT remained constant around 420ºC and severe changes in your micrographs were detected. Nevertheless, there was no change in Cu/Al able to change the PTPT. Alloys with containing nominal composition 0.4% and 0.2%Be indicated strong influence of the Be in the PTPT. When analyzed by x-ray diffractometry, the sample with 0.2Be indicated the presence of β' and γ' phases, when aged by 530ºC. For quantifying the residual deformations, the samples were subjected to static tensile and loading/unloading tests. When subjected large deformation and temperature near Ms, the results showed a great residual deformation, whereas small deformations with temperatures above Af showed not to be viable. The alloy Cu-11.8Al-4Nb-2.16Ni-0.5Be when tractioned, showed excessive weakness even after treatment of solubilization. / Neste trabalho avaliou-se a influência de têmperas múltiplas, nas temperaturas de pico da transformação de fase (TPTF) e na microestrutura da liga Cu-11,8Al-0,6Be-0,5Nb-0,27Ni (% em peso), bem como a influência que deformações aplicadas, em temperaturas a partir de Ms, às ligas de composição nominal Cu-11,8Al-0,6Be-0,5Nb-0,27Ni, Cu-11,8Al-0,55Be-0,5Nb-0,27Ni e Cu-11,8Al-4Nb-2,16Ni-0,5Be, teriam nas deformações residuais. As ligas foram fundidas, homogeneizadas durante 12h a 850ºC e usinadas via eletroerosão à fio. Em seguida, os corpos de prova foram temperados em água a temperatura ambiente sendo posteriormente analisadas via microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, utilizando-se energia dispersiva de raios-x (EDS), análise calorimétrica diferencial de varredura (DSC) e difratometria de raios-X. Para as amostras cicladas termicamente, verificou-se que após 22 têmperas uma mudança significativa nas TPTF ocorre, não havendo a partir deste intervalo transformação reversa. A partir da 34ª têmpera, as TPTF permaneceram constantes em torno de 420ºC e as micrografias indicaram mudanças severas em suas microestruturas. Não obstante, não se verificou alteração na relação Cu/Al capaz de alterar as TPTF. As amostras contendo composição nominal de 0,4% e 0,2% de Be indicaram que as ligas estudadas são fortemente influenciadas pela presença do Be. Quando analisada por difratometria de raios-x, a amostra com 0,2Be indicou a presença das fases β e γ , quando submetida a tratamento de envelhecimento a 530ºC. Para a quantificação das deformações residuais, os corpos de prova foram submetidos aos ensaios de tração estática e de carregamento/descarregamento. As amostras submetidas a deformações próximas as de ruptura e com temperatura de ensaio próximo a Ms mostraram resultar em deformações residuais de maiores intensidades, enquanto quedeformações de pequena magnitude, com temperaturas acima de Af, mostraram não serem viáveis. A liga de composição nominal Cu-11,8Al-4Nb-2,16Ni-0,5Be, quando ensaiada sob tração, mostrou fragilidade excessiva mesmo após tratamento térmico de solubilização.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this study was to evaluate the effect of two cavity preparation on fracture resistande of two CAD/CAM ceramic on Finite Element Analysis, Coronal deformation, Fracture Resistance and Fracture Mode over human molar teeth restored with esthetic indirect restoration. Forty-eight human molars were select and randomly divided into the following four groups (n=12): Group 1: conventional onlay (with occlusal and proximal box), leucite glass ceramic (IPS-Empress CAD, Ivoclar Vivadent); group 2: conservative onaly (without occlusal and proximal box), leucite glass ceramic (IPS-Empress CAD, Ivoclar Vivadent); group 3: convencional onlay, lithium-disilicate glass ceramic (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent); group 4: conservative onlay, lithium-disilicate glass ceramic (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent). Cuspal deformation (&#956;S) was measured at 100N and Maximum fracture load by strain gauges (n = 7 teeth), Fracture Resistance (N) was measured by axial compression test and Fracture mode were recorded based on the degree of tooth structure and restoration damagemin four types (n = 12 teeth) and the Stress distributions was mesasure for all groups on Finite Element Analysis. The CS, Fracture resistance and Fracture mode were statistically analyzed using Tukey test and ANOVA two-way (p = 0.05). The Coronal deformation (CD) at 100N the Tukey s test showed that leucite ceramic restorations had significantly higher deformation than lithium-disilicate ceramic restorations, irrespective of cavity preparation (P<0.001). At maximum fracture load showed that lithium-disilicate ceramic restorations had significantly higher deformation than leucite ceramic restorations, irrespective of cavity preparation (P<0.001). The Fracture resistance and Fracture mode showed that the presence of box had no significant effect for leucite ceramic restoration (P=0.375), however the presences of box on disilicate ceramic restorations reduced significantly the fracture resistance (P<0.001). The disilicate ceramic restorations had significantly higher fracture resistance than leucite ceramic restoration (P <0.001) irrespective of cavity preparation. Fracture mode distributions showed that the leucite disilicate ceramic resulted in more severe fracture mode irrespective of cavity preparation. Whithin the limitations of this study, it was observed that the conservative onlay increase fracture resistence and the complex restored with a leucite-reinforced ceramics has less coronal deformation and fracture mode. / O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da morfologia do preparo cavitário na distribuição de tensões, comportamento biomecânico e resistência à fratura de molares restaurados indiretamente por dois sistemas cerâmicos. Quarenta e oito terceiros molares inferiores hígidos e com formas semelhantes extraídos foram divididos em 4 grupos (n=12) resultantes da combinação de dois fatores em estudo: 1- tipo de sistema cerâmico: Leucita (IPS-Empress CAD, Ivoclar Vivadent Ltda) e Dissilicato de Lítio (IPS e.max CAD, Ivoclar Vivadent Ltda); 2- Protocolo restaurador: onlay convencional e onlay conservador. A deformação coronal (&#956;S) na carga de 100N e carga máxima a fratura foi medida por strain gauges (n= 7). A resistência à fratura (N) foi medida pelo teste de compressão axial e o modo de falha foi avaliado de acordo a destruição da estrutura dental e restauração em quatro tipos (n=12) e a distribuição de tensões foram analisadas em quatro grupos pelo método de análise de Elementos Finitos. A deformação coronal (DC), resistência à fratura (RF) e modo de falha (MF), foram analisados estatisticamente usando análise de variância ANOVA two-way e Teste de Tukey (p&#706;0,05). A análise de variância ANOVA two-way mostrou que a DC, em uma carga de 100N, apenas o fator restauração cerâmica (p<0,001) teve efeito significativo, na qual a cerâmica reforçada por leucita teve significantemente maior deformação que a cerâmica reforçada por dissilicato de lítio (p<0,001). Além disso, os preparos feitos com caixas proximal e oclusal resultaram em uma deformação similar do preparo sem as caixas (p<0,001). Na carga máxima à fratura apenas o fator tipo de cerâmica (p<0,001) tiveram efeito significativo no teste de RF, na qual as restaurações de dissilicato de lítio tiveram maior deformação que a leucita (p<0,001). Os testes de RF, mostraram que a presença das caixas não teve efeito significativo nas cerâmicas reforçadas por leucita (p=0,375), enquanto que a presença das caixas proximais e oclusais nas restaurações de cerâmica reforçada por dissilicato de lítio tiveram diminuição significativa na RF (p<0,001). As cerâmicas de dissilicato de lítio tiveram significantemente maior RF do que as cerâmicas de leucita (p<0,001). E no MF, a restaurações de dissilicato de lítio resultaram em fraturas mais catastróficas independente da geometria do preparo cavitário. De acordo com as limitações deste estudo in vitro e computacional, foi observado que o preparo mais conservador aumenta a resistência à fratura e o complexo restaurador com cerâmica reforçada por leucita teve menor deformação coronal e menor modo de falha. / Mestre em Odontologia