Estudou-se o comportamento de desgaste sob deslizamento em múltiplos passes de pinos fixos de liga metálica friccionados contra discos rotativos de laminados compósitos de matriz polimérica fortalecidos com fibras contínuas de carbono (C), para distintas cargas aplicadas e temperaturas de ensaio. Determinou-se a perda de volume por desgaste dos diversos pares tribológicos, e avaliaram-se os principais aspectos das superfícies e dos produtos gerados durante o processo de desgaste. Concluiu-se que o par formado pelo aço inoxidável martensítico PH 15-5 e o laminado compósito termoplástico C-PPS (poli-sulfeto de fenileno) apresentou o menor desgaste na maioria das circunstâncias avaliadas. A liga Ti6Al4V foi a pior opção dentre os pinos metálicos, independentemente do laminado compósito empregado, devido à baixa resistência ao cisalhamento e alta rugosidade superficial do metal, a qual prejudicou o ancoramento de filmes poliméricos de transferência. O ótimo desempenho do aço PH resultou de sua alta dureza e da adequada rugosidade superficial para o efetivo ancoramento do filme de transferência. O laminado compósito C-PPS se mostrou mais susceptível às variações na carga de contato, enquanto que o C-EPX (Epóxi) foi mais sensível à temperatura de ensaio. Filmes poliméricos de transferência atuaram como lubrificante do sistema tribológico, preservando ambos o pino metálico e o disco compósito de um desgaste excessivo. A natureza dos produtos de desgaste, sua geometria, seu tamanho médio e sua distribuição de tamanhos dependeram fortemente do disco rotativo de laminado compósito e das condições de ensaio de desgaste, e afetaram sobremaneira, como terceiro corpo abrasivo, o subseqüente processo de desgaste dos pares de fricção metal-compósito. Os resultados obtidos são potencialmente úteis na especificação de juntas mecânicas aeronáuticas mais apropriadas de laminados compósitos de matriz polimérica unidos por intermédio de prendedores metálicos. / Multipass sliding wear behavior of static metal alloy pins rubbing against rotating carbon fiber reinforcing polymer matrix composite laminate disks has been studied for different applied loads and test temperatures. The volume loss due wear has been determined for several tribological metal / composite systems, and the main aspects of wear surfaces and debris have been evaluated. It has been concluded that the best performance was achieved in very most cases by the PH15-5 steel pin contacting the C-PPS (poly-phenylene sulphide) disk. The Ti6Al4V alloy displayed the worst performance among the metal pins, regardless the employed composite laminate, as a result of the metal´s low shear strength and high surface roughness, which impaired the formation of polymer transfer films. The outstanding performance of PH steel pins derived from its high hardness and proper surface roughness that favored the transfer film formation. The C-PPS composite laminate was more sensitive to contact load variations, whereas the C-EPX laminate was more susceptible to the test temperature. Polymer transfer films acted as lubricant in the tribological system, preserving both the metallic pin and the composite disk from wearing in excess. The nature of wear debris, their geometry, mean size, and size distribution strongly depended on the composite laminate disk as well as on testing conditions, and affected overwhelmingly, as third body abrasive particles, the subsequent wear process of metal / composite friction pairs. The obtained results are potentially useful for the specification of more equalized aircraft mechanical joints comprising polymer matrix composite laminates and metallic fasteners.

Aspersão térmica é um processo de produção de revestimentos com ampla aplicação industrial, utilizado na proteção de superfícies contra a corrosão e/ou o desgaste. Os setores aeronáutico e de moldes plásticos estão entre os que utilizam essa técnica para ampliação da vida útil de seus componentes. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do processo de deposição de revestimentos metálicos (1248 T - Co-28,5%Mo-17,5%Cr-3,4%Si e 1256 F - Co-28%Cr-4%W-3%Ni-3%Fe), cerâmicos (CRO 192 - Cr2O3-5%SiO2-3%TiO2 e 25030 - TiO2-8%Al2O3) e composto (1342 - WC-12%Co), aspergidos pelas técnicas de combustão por chama convencional (cerâmicos) e HVOF (metálicos e composto), no substrato constituído de uma liga de alumínio AA 7475 endurecida por precipitação, visando o melhoramento de suas características tribológicas (desgaste e corrosão), sem alterar as propriedades mecânicas. A influência do processo no substrato foi avaliada por meio de ensaios de microdureza Vickers, microestruturais e de composição química. A resistência ao desgaste foi avaliada por meio de ensaios de desgaste microabrasivo com esfera, com o uso de uma solução abrasiva de alumina (Al2O3). A avaliação da resistência à corrosão de revestimentos e substrato foi realizada por meio de ensaios de polarização potenciodinâmica em meio de NaCl 3,5%. A deposição dos revestimentos por aspersão térmica não afetou significativamente a dureza, composição química e microestrutura do substrato constituído pela liga de alumínio, tornando viável a aplicação dessa técnica a essa classe de ligas. Os revestimentos foram altamente eficientes na proteção do substrato contra o desgaste microabrasivo, sendo que o revestimento constituído de WC-Co (1342) apresentou o melhor desempenho dentre eles. Quanto à corrosão, todos os revestimentos apresentaram resistênciassuperiores a do substrato, tendo o revestimento Co-Cr-W-Fe-Ni (1256 F) apresentado o melhor desempenho geral. Portanto, os revestimentos produzidos por aspersão térmica são alternativas altamente promissoras para o melhoramento tribológico das ligas de alumínio envelhecidas, sem o comprometimento de suas características mecânicas. / The thermal spray process is used in the production of coatings with a wide range of industrial application such as protection of surfaces against corrosion and/or wear. The aircraft and plastic molds industries are among the ones that use this technique to increase the useful life of components. This work aimed to evaluate the influence of the deposition process of metallic (1248 T Co-28.5%Mo-17.5%Cr-3.4%Si and 1256 F Co-28%Cr-4%W-3%Ni- 3%Fe), ceramic (CRO 192 Cr2O3-5%SiO2-3%TiO2 and 25030 TiO2-8%Al2O3) and composite (1342 WC-12%Co) coatings, deposited by flame spray (for the ceramic) and HVOF (for the metallic and composite) techniques, on the substrate of precipitation-hardened AA 7475 aluminum alloy, intended to improve the tribological characteristics (wear and corrosion), without changing its mechanical properties. The influence of the process on the substrate was measured by Vickers microhardness, microstructural tests and chemical analyses. The wear resistance was evaluated by the calowear microabrasive test, using abrasive slurry of alumina (Al2O3). The corrosion resistance evaluation of coatings and substrate was carried out using the potentiodynamic polarization test in NaCl 3.5%. The coating deposition by thermal spray did not significantly affect the hardness, chemical composition and microstructure of the aluminum alloy substrate, establishing the feasibility of using this technique on this class of alloys. Coatings were highly efficient in protecting the substrate against microabrasive wear, where of the WC-Co (1342) coating showed the best performance among them. Also, the corrosion resistance of all coatings was higher than that of the substrate of which the Co-Cr-W-Fe-Ni (1256 F) coating presented the best overall performance. Therefore, the coatings produced by thermal spray are a highly promising alternative for the improvement of the tribological properties of aged aluminum alloys, without compromising its mechanical characteristics.

As formulações baseadas na mecânica do contínuo, embora precisas até certo ponto, por vezes não podem ser utilizadas, ou não são conceitualmente corretas para o entendimento de fenômenos em escalas reduzidas. Estas limitações podem aparecer no estudo dos fenômenos tribológicos em escala nanométrica, que passam a necessitar de novos métodos experimentais, teóricos e computacionais que permitam explorar estes fenômenos com a resolução necessária. Simulações atomísticas são capazes de descrever fenômenos em pequena escala, porém, o número necessário de átomos modelados e, portanto, o custo computacional - geralmente torna-se bastante elevado. Por outro lado, os métodos de simulação associados à mecânica do contínuo são mais interessantes em relação ao custo computacional, mas não são precisos na escala atômica. A combinação entre essas duas abordagens pode, então, permitir uma compreensão mais realista dos fenômenos da tribologia. Neste trabalho, discutem-se os conceitos básicos e modelos de atrito em escala atômica e apresentam-se estudos, por meio de simulação numérica, para a análise e compreensão dos mecanismos de atrito e desgaste no contato entre materiais. O problema é abordado em diferentes escalas, e propõe-se uma abordagem conjunta entre a Mecânica do Contínuo e a Dinâmica Molecular. Para tanto, foram executadas simulações numéricas, com complexidade crescente, do contato entre superfícies, partindo-se de um primeiro modelo que simula o efeito de defeitos cristalinos no fenômeno de escorregamento puro, considerando a Dinâmica Molecular. Posteriormente, inseriu-se, nos modelos da mecânica do contínuo, considerações sobre o fenômeno de adesão. A validação dos resultados é feita pela comparação entre as duas abordagens e com a literatura. / Formulations based on continuum mechanics are generally accurate in a macroscale level, but sometimes cannot be used, or it is not conceptually correct to use for the understanding of small scale phenomena. These limitations may be observed in the study of tribological phenomena at the nanoscale, which may consequently require new experimental, theoretical and computational methods in order to analyze these phenomena with the required resolution. Atomistic simulations may describe phenomena at small scale, but the required number of atoms to be modeled, i.e. the computational cost, usually becomes very high. Moreover, simulation methods associated with continuum mechanics (such as the Finite Element Method - FEM) are more interesting in relation to computational cost, but they are not accurate for atomic scale studies. The combination of these two approaches can then enable a more realistic understanding of tribological phenomena. This work discusses the basic concepts of friction and models for friction at atomic scale. This work also presents studies, by means of numerical simulation, for the analysis of friction and wear mechanisms in the contact of materials. The problem is approached considering different scales, and basing the analysis both on Continuum Mechanics and Molecular Dynamics (MD). For both methods, numerical simulations with increasing complexity were conducted to reproduce the contact between surfaces, starting from an initial model that simulates the effect of crystalline defects during the MD analysis of pure slip. In a second stage, adhesion phenomenon were implemented through continuum mechanics models. The validation of the models and the coupling between the two approaches were conducted by comparison with literature.

Este estudo avaliou in situ a ação do gel contendo euclea natalensis na redução da erosão associada ou não abrasão em esmalte e dentina humanos. O estudo foi realizado em duas fases cruzadas de cinco dias cada (SG - sem gel e CG - com gel) nas quais 10 voluntários utilizaram placas palatinas com 4 blocos de esmalte e 4 blocos de dentina, distribuídos em duas fileiras horizontais contendo 4 blocos, correspondendo aos subgrupos: erosão (Eros); erosão + abrasão (30min) (Eros + Abras). Em fases alternadas metade dos voluntários teve a aplicação do gel em todos espécimes do aparelho e na outra metade os espécimes não sofreram tratamento nenhum. O gel foi aplicado durante 5 minutos, sendo o mesmo removido após este tempo. Na etapa experimental os aparelhos foram imersos em refrigerante 4x ao dia, por 5 minutos. A seguir o aparelho foi colocado na boca por 30 minutos. Após este período os voluntários escovaram 4 espécimes da fileira Eros + Abras e recolocaram o aparelho. A outra fileira (Eros) não foi escovada. A análise da perda de estrutura dentária foi realizada por meio de teste de perfilometria e microdureza. Foi utilizada a análise de variância (ANOVA) a 2 critérios (presença ou ausência da aplicação do gel) de acordo com cada substrato e o teste TUCKEY (p<0,05). Não houve associação entre perda de dureza e condições ou grupos testados (p>0,05). O desgaste dentário médio nos blocos de esmalte para o grupo CG foi de 12,86µm eros e 12,13µm eros+abras e para os blocos de dentina foi de 5,95µm eros e 6,16µm eros+abras. A média de desgaste dentário para o grupo SG, em blocos de esmalte foi de 14,08µm eros e 16,29µm eros+abras e, nos blocos de dentina foi de 13,64µm eros e 12,63µm eros+abras. Houve diferença significativa entre os grupos (p<0,05). Concluiu-se que o gel contendo euclea natalensis é capaz de reduzir o desgaste associado ou não a abrasão, independente do tipo de substrato, esmalte ou dentina. / This study investigated the action of in situ gel containing euclea natalensis on reducing erosion associated or not with abrasion in the human enamel and dentin. The study was performed into two phases crossed in five days each (WOG-without gel and WG- with gel) in which ten volunteers used acrylic palatal appliances with four blocks of enamel and four dentin, distributed in two horizontal rows containing four blocks, corresponding to the subgroups: erosion (Eros); erosion + abrasion (30min) (Eros + Abras). In alternating phases half the volunteers had the applying the gel at all specimens. And the other half of the volunteers have not suffered any treatment. The gel was applied during 5 minutes, being removed after this time. In stage experimental, the blocks were subjected to erosion by immersion of the appliances into soft drink for five minutes, 4 times a day. The appliance was then replaced into the mouth for 30 minutes. After this period the volunteers brushed row (eros+abrasion) and replaced into the mouth. The row (eros) was not brushed. The analysis of the dental structure were determined using profilometry and microhardness tests. ANOVA by two criteria (presence or absence of application of gel) in agreement with each the substrate and Tukey test were applied (p <0.05). Microhardness and conditions or groups tested were not found association (p> 0.05). The mean wear in enamel blocks was 12.86µm eros and 12.13µm eros + abras in the WG group and in dentin blocks was 5.95 µm eros and 6.16µm eros+ abras. The mean wear in enamel blocks was 14.08µm eros and 16.29µm eros+abras for the WOG group and in dentin blocks was 13.64µm eros and 12.63µm eros + abras. There was significant difference between groups (p <0.05). It concluded that the gel containing Euclea Natalensis can reduce erosion with or without abrasion, independently of the substrate type, enamel or dentin.

O sistema tribológico anel/cilindro é considerado de elevada complexidade. Condições de regime de lubrificação limítrofe, mista e hidrodinâmica se intercalam devido às cargas alternadas e velocidades variáveis do sistema. As elevadas temperaturas envolvidas e a presença de substâncias corrosivas e de outros contaminantes também contribuem para a ocorrência de diferentes intensidades e mecanismos de desgaste ao longo do cilindro. Apesar dos significativos avanços na avaliação do desgaste em cilindros de motores, algumas questões permanecem em aberto, tais como: Quais são os principais causadores do desgaste por abrasão em motores flex-fuel? Quais são os principais mecanismos de endurecimento atuantes em cilindros de motores flex-fuel? É possível que o ponto morto superior (PMS) não seja a região do cilindro com maior desgaste? É possível estimar o desgaste de cilindros de motores considerando apenas alterações topográficas em nível de rugosidade? O folded metal pode afetar significativamente o desgaste de cilindros de motores? Como este defeito é formado? Estas e outras perguntas são respondidas ao longo deste trabalho. Para tanto, o presente trabalho avalia o desgaste em cilindros de motores de combustão interna por meio de duas vertentes, sendo elas: o mapeamento de modos e mecanismos de desgaste e a quantificação do desgaste via perda volumétrica. Além disso, são investigadas eventuais causas de intensificação do desgaste e possíveis modos de minimização do desgaste. Os efeitos das alterações topográficas decorrentes do desgaste no desempenho do motor também são analisados. O método da perfilometria óptica foi utilizado nas análises de quantificação do desgaste com o propósito de avaliar a perda volumétrica de material em diferentes regiões do cilindro. Para tanto, dez diferentes métodos para estimativa de desgaste foram propostos. Embora a maior parte dos trabalhos publicados utilize os vales como altura de referência para comparação entre superfícies antes e após o desgaste, o presente trabalho mostrou que melhores resultados para estimativa de desgaste de cilindros com acabamento do tipo plateau honing podem ser obtidos utilizando-se a altura correspondente ao Smr2 como referência absoluta. Contudo, a mesma altura de referência não apresentou resultados satisfatórios na quantificação de desgaste em cilindros com acabamento do tipo standard honing. Deste modo, constatou-se que a escolha do melhor método para estimativa do desgaste via perda volumétrica é altamente dependente do acabamento do cilindro. Verificou-se também no trabalho que os principais mecanismos de desgaste atuantes nos cilindros do motor flex-fuel são desgaste por abrasão e por reações triboquímicas, com participação menos expressiva de desgaste por fadiga de contato e por adesão. Neste mesmo motor, verificou-se também que o desgaste por abrasão ocorreu principalmente devido à ação abrasiva de debris e/ou pela interação direta entre anel e cilindro, sendo que os produtos de combustão tiveram menor importância. Contudo, fatores como mau funcionamento do motor ou acabamento do cilindro podem afetar na contribuição da ação de resíduos do processo de combustão sobre o desgaste abrasivo total do cilindro. Verificou-se que o desgaste de cilindros de motores ocorre preferencialmente nas bordas dos sulcos de brunimento, de modo que a redução da quantia de folded metal pode contribuir significativamente para a redução do desgaste. Estudou-se também o efeito dual da grafita: como lubrificante sólido (o que contribui para a diminuição de atrito e desgaste do cilindro) e como concentradora de tensões (o que contribui para o aumento do desgaste). Além disso, verificou-se que grafitas também podem contribuir para o surgimento do defeito folded metal. Assim, sugere-se que a morfologia da grafita pode ser alterada de modo a se obter não apenas um material com maior resistência à fadiga, mas também uma superfície com menos defeitos superficiais e, consequentemente, com menor propensão ao desgaste. Constatou-se também que o tipo de óxido formado na superfície do cilindro pode afetar consideravelmente sua taxa de desgaste e, portanto, dependendo da composição do cilindro e das condições operacionais do motor, é possível que o PMS não seja a região do cilindro com desgaste mais acentuado. O trabalho também mostrou que os mecanismos de endurecimento atuantes em cilindros de motores flex-fuel são decorrentes de recristalização com refino de grão e encruamento. Finalmente, verificou-se por meio de simulações computacionais que o alisamento da topografia do cilindro (resultante do processo de desgaste) tende a aumentar o coeficiente de atrito na região de meio de curso do pistão e a diminuí-lo nos pontos de reversão. / The tribological system piston ring/cylinder bore is considered to be of high complexity. Due to the presence of alternate loads and variable speeds, boundary, mixed and hydrodynamic lubrication regimes occur at each stroke of the engine. High temperature and corrosive substances also contribute to the occurrence of different wear intensities and mechanisms in cylinder bores. Despite significant advances in the wear assessment of cylinder bores, some issues still remain, like: What are the main causes of abrasion in cylinder bores from flex-fuel engines? What are the main strengthening mechanisms in cylinder bores from flex-fuel engines? Is it possible that the top dead center (TDC) of the engine is not the region with highest wear? Is it possible to estimate wear of cylinder bores considering just topographic changes in roughness level? Can folded metal significantly affect the amount of wear in cylinder bores? How is this defect generated? These and other questions will be answered in this work. Therefore, the present work is focused on the analysis of wear in cylinder bores based upon two different approaches: the assessment of wear modes and mechanisms and the quantification of wear volume losses. Also, possible causes of wear intensification and possible ways of minimizing wear in cylinder bores will be investigated. The effects of topographic changes due to wear in engine performance will also be analyzed. The method of optical profilometry was used in the wear quantification of cylinder bores to assess wear volume losses in different regions of the cylinder. Therefore, ten different methods for wear estimation were proposed. Although most publications consider valleys as the reference height for comparison between surfaces before and after wear, the present work has shown that better results for wear estimation of plateau honed cylinder bores can be obtained by using the height corresponding to the Smr2 as absolute reference. However, the same reference height did not present satisfactory results in the wear quantification of cylinder bores honed with a standard honing. Therefore, this work has shown that the choice of the best method for wear estimation based on wear volume losses is highly dependent upon the cylinder bore surface finish. In this work, it was also verified that the main wear mechanisms in cylinder bores from flex-fuel engines are abrasion and tribochemical reaction, with less significant contribution of fatigue and adhesive wear. In the same engine, it was verified that abrasive wear was more affected by wear debris and/or by two body abrasion than from combustion products. However, some factors, like engine malfunction or cylinder bore surface finish can affect the contribution of residues from the combustion process in the total abrasive wear of the cylinder. It was also verified that wear occurs preferentially at the edges of honing grooves, so that the reduction in the amount of folded metal can significantly contribute to the wear reduction in cylinder bores. The dual effect of graphite was also studied: as solid lubricant (which contributes to decrease friction and wear) and as stress concentrator (which contributes to increase wear). Also, it was verified that graphite can contribute to the occurrence of folded metal. Therefore, it is suggested that graphite morphology can be changed in order to obtain not only higher fatigue life, but also a cylinder finish with lower amount of honing defects and, therefore, less prone to wear. The present work has also verified that the oxide composition in the cylinder surface can considerably affect its wear rate and, therefore, depending on cylinder chemical composition and engine operating conditions, it is possible that the TDC is not the region of the cylinder with the highest wear rates. It was also noticed that the strengthening mechanisms in cylinder bores from flex-fuel engines are resulting from recrystallization with grain refinement and strain hardening. Finally, it was verified by computational simulations that the surface smoothing of the cylinder (from engine wear) tends to increase the coefficient of friction (COF) in the middle region on the cylinder and to decrease it in top and bottom dead centers.

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T02:22:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguiar_HerbertCesarGoncalvesde_M.pdf: 11222250 bytes, checksum: a22406ca3de132e13522314dd3490816 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Os aços inoxidáveis superduplex são materiais de estrutura bifásica contendo ferrita e austenita, que garantem ao material boa resistência à corrosão por pitting, resistência mecânica e outras características que tornam o material atrativo para as indústrias: petrolífera, óleo/gás, papel/ celulose e química. As mesmas características que tornam o aço inoxidável superduplex mais resistente dificultam a sua usinagem. Portanto, a definição dos parâmetros de usinagem deve atender ao compromisso de por um lado garantir alta produtividade e por outro não comprometer as características do material na sua aplicação. O presente trabalho consiste no torneamento com lubrificação do aço inoxidável superduplex, variando os parâmetros de usinagem e utilizando ferramentas de metal duro da classe M05-M20 revestidas com TiN/Al2O3/TiCN, Al2O3/TiCN e TiAlN, com o objetivo de investigar os efeitos dos parâmetros de usinagem sobre o mecanismo de desgaste da ferramenta através de micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de micro-análise semi-quantitativa através do sistema de espectroscopia de energia dispersiva (EDS), a tensão residual induzida no material usinado medida por difração raio-X e a rugosidade na peça. As análises do desgaste da ferramenta mostraram a predominância do mecanismo de adesão/attrition com surgimento de entalhe causado pelo martelamento da rebarba gerada no cavaco durante o torneamento. Isso por sua vez contribuiu ainda mais com a adesão dificultando a remoção do material que aumentou os esforços de corte gerando tensões residuais superficiais compressivas. A ferramenta revestida com TiN/Al2O3/TiCN se destacou por apresentar melhor resultado em termos de vida da ferramenta e menores tensões residuais superficiais de tração no início de vida da ferramenta em relação às ferramentas revestidas com TiAlN e Al2O3/TiCN. A condição de vc = 80 m/min e f = 0,4 mm/rev se destacou dentre todas as classes testadas em termos de produtividade. No entanto, o f = 0,4 mm/rev é prejudicial à integridade superficial gerando tensões trativas e maiores rugosidades / Abstract: The super duplex stainless steels are materials of biphasic structure containing ferrite and austenite, which guarantee a good pitting corrosion resistance, mechanical resistance and other characteristics that make the material attractive to industries: petroleum, oil/gas, paper/cellulose and chemical. The same characteristics that make the super duplex stainless steel more resistant make its machining more difficult. Therefore, the definition of machining parameters should comply with the commitment on the one hand of guaranteeing high productivity and on the other of not compromising the characteristics of the material in its application. This work consists on the turning with lubrication of the super duplex stainless steel, varying the machining parameters and using carbide tools of the grade M05-M20 coated with TiN/Al2O3/TiCN, TiAlN and Al2O3/TiCN, with the objective of investigating the effects of the machining parameters over the tools wear mechanism was also analyzed through micrographs obtained by scanning electron microscopy (SEM) and by semi-quantitative micro-analysis through the system energy dispersive spectroscopy (EDS), the residual stress induced into machined material measured by X-ray diffraction and the parts roughness. The tool wear analysis showed a predominance of the adherence/attrition mechanism with the appearance of grooves caused by the hammering of the burr generated in the chip during the turning. This, in its turn, contributed even more with the adhesion, making it difficult to remove the material which increased the effort in cutting, generating superficial compressive residual stress. The tool coated with TiN/Al2O3/TiCN highlighted itself for presenting better result in terms of the life of the tool and lower surface residual stresses of tensile at the beginning of tool life in relation to the tools coated with TiAlN and Al2O3/TiCN. The condition of vc = 80 m/min and f = 0,4 mm/rev highlighted itself among all the tested classes in terms of productivity. However, the f = 0,4 mm/rev is prejudicial to the superficial integrity, generating tensile stress and greater roughness / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

No presente trabalho são relatados os resultados obtidos através de tratamentos térmicos e de ensaios de abrasão, em uma liga de ferro fundido branco alto cromo contendo nióbio, obtida por fundição. Os tratamentos térmicos de têmpera foram efetuados nas temperaturas de 950, 1000, 1050 e 1100ºC e o meio de resfriamento utilizado foi o ar soprado. Os tratamentos de revenidos foram efetuados nas temperaturas de 450, 500 e 550ºC. A liga no estado termicamente tratado foi comparada, nos ensaios de abrasão, com ligas comerciais utilizadas como revestimento duro por soldagem em peças desgastadas. Os ensaios de abrasão do tipo pino sobre lixa. Adicionalmente, também foram efetuados estudos de caracterização microestrutural para a identificação das diferentes fases presentes nas ligas. De maneira geral, a liga estudada apresentou as melhores taxas de desgaste para os tratamentos térmicos que resultaram em maiores durezas e o seu desempenho foi superior ao das ligas comerciais. / This work presents the heat treatments and abrasion tests results of a wnite cast iron with niobium alloy. The hardening heat treatment were made from 950, 1000, 1050 and 1100°C temperatures cooled by forced air. The tempering treatment were made at 450, 500 and 550°C temperatures. The heat treating alloy were compared, in the abrasive tests, with commercial alloys used as hardfacing by welding process in wear pieces. The abrasion tests was realized in pin on disk test. Additional tests were carried out for microstructural characterization to identify the differents phases presents in the alloys. In a general way, the alloy studied showed the best wear rate for the heat treatments that resulted in higher hardness. Its performance was superior than that of the commercial alloys.

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Resumo: Aços-rápidos são materiais que exibem elevada resistência ao desgaste abrasivo, aliada a uma tenacidade relativamente alta, propriedades estas que os tornam adequados para se fabricar ferramentas de corte. Grande parte de suas propriedades se deve a presença de carbonetos na microestrutura. Ao mesmo tempo que estas propriedades mecânicas são favoráveis para a utilização como ferramentas, tornam-se desafios na sua fabricação. O processo de retificação é empregado nas últimas etapas de fabricação de ferramentas de corte como machos e brocas e a presença dos carbonetos afetam a eficiência dos rebolos. Neste contexto, este trabalho visa investigar o quanto a diferença de microestrutura de aços-rápidos classe AISI M3:2, obtidos de diferentes fornecedores, influencia na retificação, levando em consideração a integridade superficial. Os materiais, aqui nomeados como M-A, M-B e M-C, foram avaliados sob três aspectos: características da microestrutura, resistência à abrasão e integridade da superfície após a retificação. Da microestrutura os carbonetos tipo MC e M6C, foram descritos quanto à forma e a distribuição, utilizando para isso MEV e EDS. A resistência à abrasão dos materiais foi medida recorrendo ao método de ensaio tribológico pino-lixa. Após esta caracterização, foram realizados ensaios de retificação tangencial plana com rebolo de Carboneto de Silício (SiC) em várias penetrações de trabalho (entre 10 µm e 30 µm). As superfícies das amostras foram avaliadas mensurando a rug... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / High-Speed Steels are materials that exhibit high abrasive wear resistance coupled withrelatively high toughness, properties that make them suitable for making cutting tools. Much ofits properties are due to the presence of carbides in the microstructure. While these mechanicalproperties are favorable for use as tools, they impose challenges in their manufacture. Thegrinding process is employed in the final stages of the cutting tools manufacturing, such as tapsand drills and the presence of carbides affects the efficiency of the grinding wheels. In thiscontext, this work aims to investigate how the microstructure difference of class AISI M3: 2steel, obtained from different suppliers, influences the grinding, taking into consideration thesurface integrity. The materials, here named M-A, M-B, and M-C, were evaluated under threeaspects: microstructure characteristics, abrasion resistance, and surface integrity after grinding.From the microstructure, carbides type MC and M6C were described regarding the shape anddistribution, using for this purpose SEM and EDS. The abrasive wear resistance of the materialswas measured using the pin-abrasive tribological test. After this characterization, flat tangentialgrinding tests were performed, using silicon carbide grinding wheel (SiC), in various workdepths (between 10 μm and 30 μm). The ground samples surfaces were evaluated by measuringthe roughness parameters, evaluated by SEM, and the microhardness profil / Doutor

Objetivo: Evaluar la asociación de la presencia de alteraciones morfológicas condilares de la articulación temporomandibular con los grados de facetas de desgaste dentario evaluados en tomografías. Materiales y métodos: Un total de 208 tomografías fueron analizadas en este estudio. Se evaluaron las alteraciones morfológicas condilares (osteofito, aplanamiento, erosión, esclerosis, pseudoquiste), así como los grados de facetas de desgaste dentario del 0 al 4 según Hansson y Nilner. Además, se identificaron otras variables como la presencia de mordida abierta, overjet aumentado, overbite aumentado, entre otros. Se utilizó la prueba de Test Exacto de Fisher para evaluar la asociación de las variables y, para el cálculo de las razones de prevalencia crudas y ajustadas se utilizó la regresión de Poisson con varianza robusta.  Resultados: No se encontró asociación entre los grados de faceta de desgaste dentario y la presencia de alteraciones morfológicas condilares. Sin embargo, se observó que a mayor grado de faceta de desgaste hay un incremento en la prevalencia de alteraciones morfológicas. Así, aquellos con Grado 3 de desgaste poseían 36% más probabilidad de presentar alteraciones morfológicas condilares que aquellos con faceta de desgaste Grado 0 (p=0.004).  Conclusiones: Se observó que la presencia de alteraciones morfológicas condilares está relacionada al Grado 3 de desgaste dentario y al sexo femenino. Sin embargo, se sugiere enfocar nuevas investigaciones en la evaluación de Grados 2, 3 y 4 para corroborar lo encontrado. / Objective: The aim of the study was to determine association between the presence of mandibular condyle osseous changes and tooth wear facets evaluated in cone beam computed tomography. Materials and methods: A total of 208 tomography were analyzed. Mandibular condyle osseous changes (osteophyte, flattening, erosion, sclerosis, pseudocyst) were evaluated and tooth wear was assessed between grades 0 to 4 according to Hansson & Nilner, Other variables such as the presence of open bite, increased overjet, increased overbite, among others, were identified. Fisher’s Exact test was used to evaluate association between variables. The crude and adjusted prevalence ratios were performed using the Poisson regression with robust variance. Results: No association was found between tooth wear and presence of mandibular condyle osseous changes. However, these increased as more dental structures got compromised. Thus, individuals with Grade 3 wear were 36% more likely to have mandibular condyle osseous changes than those with Grade 0 wear facet (p = 0.004). Conclusions: Presence of condylar osseous changes of the temporomandibular joint was associated with Grade 3 wear facet and gender. However, further examination of moderate to severe tooth wear is recommended to support the established association. / Tesis

Una de las principales tareas de la ciencia de los materiales es la mejora de las propiedades mecánicas y tribológicas en las piezas de máquinas a través de la protección superficial. La utilización de los recubrimientos cerámicos en la industria permite el incremento en la fiabilidad de la maquinaria técnica existente, la reducción del coste de mantenimiento y la prolongación de su vida útil. Una de las tecnologías con mayor potencial en este campo es la proyección térmica de polvos. La disminución de la escala del tamaño de partícula de los polvos de partida para la fabricación del recubrimiento hasta niveles submicrométricos y nanométrico mejora significativamente su tenacidad, dureza y resistencia al desgaste Existen muchas técnicas de proyección térmica, sin embargo, por numerosas causas la proyección de suspensiones por plasma SPS es la única técnica desarrollada hasta el momento que permite proyectar directamente las partículas en suspensión. Esta es una técnica versátil, fácilmente adaptada a la industria y de menor coste económico que permite obtener recubrimientos cerámicos de diferentes composiciones. En esta investigación se presenta un estudio de la microestructura y las propiedades mecánicas de los recubrimientos cerámicos de base alúmina-titania (87% Al2O3- 13% TiO2) obtenidos por la proyección de suspensiones por plasma atmosférico utilizando como material de partida polvos con tamaños de partícula submicrométrico y nanométrico. Se utilizaron dos métodos de proyección para obtener los recubrimientos, proyección por plasma atmosférico (APS) y proyección de suspensiones por plasma (SPS). Se ha conseguido obtener un recubrimiento que mantiene una microestructura a escala nanométrica solamente por el método de SPS. Se ha demostrado que las propiedades de los materiales estudiados como la dureza, modulo de elasticidad y resistencia al desgaste aumentan con la disminución del tamaño de partícula del material de partida. El estudio exhaustivo de la microes / Klyatskina ., E. (2012). Desarrollo y caracterización de recubrimientos cerámicos nanoestructurados obtenidos mediante proyección por plasma atmosférico [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16270