Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-14T11:47:49Z No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:42:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:42:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:42:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5) Previous issue date: 2014-09-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nanocomposites based on polyamide 6 (PA6) and acrylonitrile-butadienestyrene (ABS) blends compatibilized with styrene-maleic anhydride-acrylonitrile (SANMA) and methyl methacrylate-maleic anhydride (MA-MMA) were prepared by melt blending in a twin screw extruder through different mixing protocols. The nanoclay incorporation effect, different compatibilizing systems and components mixing sequence were evaluated in morphological, mechanical, thermal, thermomechanical and rheological properties. Evidences of chemical interactions between PA6 and reactive copolymers were observed by torque rheometry. XRD analysis indicates an exfoliated structure for all the nanocomposites due to the good interaction between PA6/OMMT. The significant increase in nanocomposites viscosity when compared with their respective ternary blends corroborates the results obtained by XRD. TEM micrographs show a strong influence of both reactive copolymers on polymer blends morphology, where the presence of SANMA and MMA-MA is responsible for reducing the dispersed phase particle size when compared to the uncompatibilized blend. TEM images confirm the existence of an exfoliation structure in all nanocomposites. The addition of both reactive copolymers significantly increased the ternary blends toughness when compared with PA6/ABS. Furthermore, the nanoclay incorporation enhanced the elasticity modulus and HDT of the nanocomposites but also reduced the toughness and the elongation at break when compared with their respective compatibilized blends. / Nanocompósitos baseados em blendas de poliamida 6 (PA6) e acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) compatibilizadas com os estirenoacrilonitrila- anidrido maleico (SANMA) e metacrilato de metila-anidrido maleico (MMA-MA), foram preparadas por mistura no estado fundido em uma extrusora de rosca dupla corotacional através de diferentes sequências de mistura. Foram analisadas a influência da incorporação das nanopartículas lamelares de argila, dos diferentes agentes de compatibilização e da sequência de mistura dos componentes na morfologia, propriedades mecânicas, térmicas, termomecânicas e reológicas dos materiais. Evidencias de reações químicas entre a PA6 e os copolímeros reativos foram observadas por reometria de torque. Ensaios de DRX fornecem indícios da formação de estrutura esfoliada para todos os nanocompósitos decorrente da boa interação entre PA6/OMMT. O significativo aumento da viscosidade dos nancompósitos quando comparados com suas respectivas blendas ternárias corroboram os resultados obtidos por DRX. As micrografias de MET evidenciam a forte influencia da incorporação de ambos os copolímeros reativos na morfologia das blendas poliméricas onde a presença, tanto do SANMA quanto do MMA-MA, é responsável pela redução do tamanho de partícula da fase dispersa quando comparadas com a blenda não compatibilizada. Adicionalmente as imagens obtidas por MET reafirmam o alto grau de esfoliação da argila em todos os nanocompósitos estudados. Além de refinar a morfologia, a adição de ambos os copolímeros reativos aumentou significativamente a tenacidade das blendas ternárias em relação à blenda PA6/ABS. Por fim, a incorporação de nanoargila foi responsável pelo incremento no módulo de elasticidade e HDT dos nanocompósitos, resultado esse acompanhado pela redução da tenacidade e da deformação na ruptura quando comparados com suas respectivas blendas compatibilizadas.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-14T12:22:44Z No. of bitstreams: 1 DissFAL.pdf: 8430624 bytes, checksum: 8da77433ac34b1f5a8c3c1f8b736119c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:43:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFAL.pdf: 8430624 bytes, checksum: 8da77433ac34b1f5a8c3c1f8b736119c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:44:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFAL.pdf: 8430624 bytes, checksum: 8da77433ac34b1f5a8c3c1f8b736119c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:45:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissFAL.pdf: 8430624 bytes, checksum: 8da77433ac34b1f5a8c3c1f8b736119c (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Não recebi financiamento / The amorphizable ferrous alloys and/or nanocrystalline ones have high hardness properties and wear resistance which are important technologically. Rapid solidification process with cooling rate between 102 - 106 K/s leads to high hardness properties and wear resistance. The objective of this work is the study and the characterization of microstructure and hardness of white cast iron and nodular gray by rapid solidification, exploring techniques that impose different cooling rates, with different additions of Boron and addition or not of Niobium. The alloys were processed by Discovery® Plasma and melt-spinning, namely: (Fe65Cr17Mo2C14Si2)100-xBx (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4 and (Fe75Nb6C10Si4)100-xBx (at%). The characterization was made by X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and Vickers microhardness (HV). The (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4 (at%) alloy was selected to spray forming and laser cladding processes obtaining deposit and overspray powders into different particle size from 20 μm and more than 180 μm. The alloys were copper mold cast resulting in plate samples with thickness of 1.0 and 2.0 mm. The cast iron plate microhardness, without Boron and Niobium, showed around 650 HV and about 1400 HV after the addition of 12 at% of Boron. The (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4 (at%) alloy has nanocrystalline microstructure after spray forming in the deposit and overspray powders and Vickers microhardness value of about 1040 HV in the deposit. For these alloys it was required high cooling rates of about 106 K/s to obtain amorphous phase by melt-spinning process. The laser cladding process used overspray powders to produce coatings with microhardness up to around 1300 HV. It was possible using power 200 W, in slower scanning travel speeds (6.7 or 10.0 mm/s). The laser cladding process presented good perspectives of application in order to produce wear abrasion and corrosion resistant coatings. / Ligas ferrosas amorfizáveis e/ou nanocristalinas apresentam propriedades como alta dureza e resistência ao desgaste, o que as torna interessantes tecnologicamente, A via de processamento por solidificação rápida, com taxas de resfriamento entre 102 – 106 K/s garante esta alta dureza e resistência ao desgaste. O objetivo do presente trabalho é o estudo e caracterização da microestrutura e microdureza do ferro fundido branco e cinzento nodular através da solidificação rápida, explorando técnicas de solidificação rápida sob diferentes taxas de resfriamento, diferentes teores de boro e adição ou não de nióbio. As ligas foram processadas via Discovery® Plasma e melt-spinning, sendo elas: (Fe65Cr17Mo2C14Si2)100-xBx, (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4 e (Fe75Nb6C10Si4)100-xBx. A caracterização foi feita por difração de raios-X, calorimetria diferencial de varredura, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, além de microdureza Vickers. Selecionou-se para a conformação por spray e Laser Cladding a liga (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4, obtendo depósito e pós overspray em diferentes granulometria, a partir de 20 μm e superior a 180 μm. A fundição em coquilha de cobre na forma de chapas com espessuras de 1,0 e 2,0 mm apresentaram aumento na microdureza de aproximadamente 650 HV, sem Boro, para aproximadamente 1400 HV, com adição de 12%at. boro. A conformação por spray da liga (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4 (%at.) apresentou microestrutura nanocristalina no depósito e no pó overspray e valor de microdureza Vickers de aproximadamente 1040 HV no depósito por spray. Para as ligas estudadas foram necessárias altas taxas de resfriamento, impostas por melt-spinning, aproximadamente 106 K/s, para obtenção de fase amorfa. O processamento através de laser cladding a partir do pó overspray levou à microdureza Vickers de 1300 HV, aproximadamente, com potência Laser de 200 W utilizando menores velocidades de varredura, notadamente 6,7 ou 10,0 mm/s, mostrando boas perspectivas de aplicações como recobrimentos resistentes ao desgaste e corrosão através laser cladding.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-14T12:32:24Z No. of bitstreams: 1 TeseAMR.pdf: 2224734 bytes, checksum: 8a7aa1188b052c60e4a7075f33307201 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:50:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAMR.pdf: 2224734 bytes, checksum: 8a7aa1188b052c60e4a7075f33307201 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:50:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAMR.pdf: 2224734 bytes, checksum: 8a7aa1188b052c60e4a7075f33307201 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:51:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAMR.pdf: 2224734 bytes, checksum: 8a7aa1188b052c60e4a7075f33307201 (MD5) Previous issue date: 2014-04-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this work, we analysed if the viscous flow successfully describes the transport of crystal nucleation and crystal growth structural units that occur at the liquid/crystal interface. In order to do this, we calculated the diffusion coefficient which controls the viscous flow, Dη, from experimental viscosity data using the Eyring equation and compared with diffusion coefficients that control the phenomena of crystal nucleation and growth (Dτ and DU), calculated from experimental measurements of specific heat, viscosity, crystal nucleation and growth. The analysis showed that the diffusion coefficient Dη satisfactorily describes the dependence of the diffusion coefficients Dτ and DU at high temperatures. However, for temperatures below 1.03Tg and 1.19Tg for crystal nucleation and growth, respectively, we observed a phenomenon called decoupling (or breakdown) that is the inability to use Dη. to describe Dτ and DU with temperature. This phenomenon was observed for other glassy materials and the values found in this study are consistent with the literature. All the experimental measurements performed in this study were obtained from the same batch of a stoichiometric glass with composition 33.3BaO.66.7SiO2-mol% where the chemical homogeneity was assessed (and deemed satisfactory) from a probability method using Poisson`s distribution. This work also proposed a new method to quantitatively measure the heating rate that should be used in a DSC furnace to prevent the formation of new nuclei. We then applied this method to the glass 33.3 BaO.66.7SiO2 and obtained the value of 25 °C/min. This value is in reasonable agreement with predictions from the literature that suggest a heating rate equal to 20 °C/min is sufficient to prevent the formation of new nuclei silicate glasses. / Neste trabalho foi realizada uma análise para verificar se o escoamento viscoso pode ser utilizado para descrever o transporte das unidades estruturais através na interface líquido/cristal nos processos de nucleação e crescimento de cristais. Para isto, o coeficiente de difusão que controla o escoamento viscoso, Dη, foi calculado a partir de dados experimentais de viscosidade com auxílio da equação de Eyring e comparado com os coeficientes de difusão que controlam os fenômenos de nucleação e crescimento de cristais (Dτ e DU), calculados a partir de medidas experimentais de calor específico, nucleação e crescimento de cristais e com o auxílio de modelos clássicos. A análise mostrou que o coeficiente de difusão Dη descreve bem a dependência dos coeficientes de difusão Dτ e DU em altas temperaturas. Entretanto, para temperaturas abaixo de 1,03Tg e 1,19Tg para nucleação e crescimento de cristais, respectivamente, foi verificado um fenômeno chamado de desacoplamento (breakdown) que consiste na incapacidade de Dη descrever Dτ e DU com a temperatura. Este fenômeno foi verificado para outros materiais vítreos, e os valores encontrados neste trabalho estão de acordo com a literatura. Todas as medidas experimentais realizadas neste trabalho foram obtidas a partir de um mesmo lote do vidro estequiométrico de composição 33,3BaO.66,7SiO-mol% onde sua homogeneidade química foi avaliada a partir de um método baseado na distribuição de probabilidades de Poisson e considerada satisfatória. Neste trabalho também foi proposto um novo método para medir quantitativamente a taxa que deve ser empregada em um forno de DSC para evitar a formação de novos núcleos e quando aplicado ao vidro dissilicato de bário chegou-se a um valor de 25 °C/min. Este valor está razoavelmente de acordo com previsões da literatura que sugerem que uma taxa de aquecimento igual a 20 °C/min é suficiente para evitar a formação de novos núcleos em vidros silicatos.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-19T13:35:21Z No. of bitstreams: 1 TeseSMH.pdf: 4755044 bytes, checksum: 3c6412cd47f4445b6a4040b82210ea48 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T17:58:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseSMH.pdf: 4755044 bytes, checksum: 3c6412cd47f4445b6a4040b82210ea48 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T17:58:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseSMH.pdf: 4755044 bytes, checksum: 3c6412cd47f4445b6a4040b82210ea48 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T17:58:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseSMH.pdf: 4755044 bytes, checksum: 3c6412cd47f4445b6a4040b82210ea48 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The corrosion resistance and mechanical properties of hardness and toughness of a welded joint multipass duplex stainless steel have been evaluated under the condition with post-weld heat treatment and as-welded. The microstructure along the weld varied as a function of the thermal cycles of the welding process. The heat affected zone (HAZ) showed a higher amount of ferrite and larger grain size. The weld metal (WM) showed more refined microstructure, given by the metal composition of addition used. The parent metal (PM) has not microstructural changes to be far to the fusion zone. The results obtained in electrochemical tests, immersion and mechanical showed that the HAZ presented the pitting potential less noble and higher degree of sensitization in relation to WM and PM. The higher hardness and lower toughness were observed in WM due to the refined microstructure. It was also observed that the post-weld heat treatment reduced the hardness and increased toughness over the joint, reducing the difference of values of these mechanical properties between different regions of the weld. In the corrosion resistance, the effect of the heat treatment was observed in the reduction of the degree of sensitization of the HAZ, it is not significant in pitting potential. The highest rate of corrosion in the welded joint was obtained in the condition as-welded, and observed an attack in the HAZ region. Considering the degree of sensitization and the rate of corrosion of the HAZ, we investigated the presence of precipitates in the region by means of scanning electron microscopy (SEM) and transmission (TEM) with a qualitative chemical analysis and semi-quantitative for energy dispersive X - ray (EDS). The results showed the presence of chi phase, sigma and secondary austenite responsible for the sensitization of the joint as-welded. / A resistência à corrosão e as propriedades mecânicas de dureza e de tenacidade de uma junta soldada multipasses de aço inoxidável duplex foram avaliadas na condição sem e com tratamento térmico pós-soldagem. A microestrutura ao longo da junta soldada variou em função dos ciclos térmicos do processo de soldagem. A zona termicamente afetada (ZTA) apresentou maior quantidade de ferrita e maior tamanho de grão. O metal de solda (MS) apresentou microestrutura mais refinada, dada pela composição do metal de adição utilizado. O metal de base (MB) não sofreu alterações microestruturais por estar distante à zona de fusão. Os resultados obtidos nos ensaios eletroquímicos, de imersão e mecânicos mostraram que a ZTA apresentou o potencial de pites menos nobre e maior grau de sensitização em relação ao MB e ao MS. A maior dureza e menor tenacidade foram observadas no MS em função da microestrutura refinada. Observou-se também que o tratamento térmico pós-soldagem reduziu a dureza e aumentou a tenacidade ao longo da junta, reduzindo a diferença dos valores dessas propriedades mecânicas entre as diferentes regiões da junta soldada. Na resistência à corrosão, o efeito do tratamento térmico foi observado na redução do grau de sensitização da ZTA, não sendo significativo no potencial de pites. A maior taxa de corrosão foi obtida na junta soldada sem tratamento térmico pós-soldagem, sendo observado um ataque na região da ZTA. Considerando o grau de sensitização e a taxa de corrosão da ZTA, investigou-se a presença de precipitados nessa região, por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET), com análise química qualitativa e semi-quantitativa por energia dispersiva de raios – X (EDX). Os resultados mostraram a presença da fase chi, sigma e austenita secundária, responsáveis pela sensitização da junta sem tratamento térmico pós-soldagem.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-16T12:34:35Z No. of bitstreams: 1 DissCBAR.pdf: 3049388 bytes, checksum: 750fde762f37aaaae09447dcde600ba1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:36:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCBAR.pdf: 3049388 bytes, checksum: 750fde762f37aaaae09447dcde600ba1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:36:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCBAR.pdf: 3049388 bytes, checksum: 750fde762f37aaaae09447dcde600ba1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T19:36:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCBAR.pdf: 3049388 bytes, checksum: 750fde762f37aaaae09447dcde600ba1 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Não recebi financiamento / The steel industry is characterized by the production of metal alloys, mainly alloys based on iron and carbon. The possible combinations of alloying elements, create new arrangements or significant modifications of properties that result in special steels and high-alloy for applications in extreme situation demanding material. In this sense, the industry of high alloyed steels differs from conventional steels by a higher technological content and requires more efforts in innovation from the companies. Object of this work, Corrosion Resistant Alloys (CRAs), are part of this universe and are widely used in the Oil and Gas (O&G) industry. Investments in this sector have been significant in recent years, mainly due to new oil exploration frontiers, especially the pre-salt basis around the Brazilian coast. The materials employed in the exploration wells shall fulfill the extremely corrosive conditions which require alloys with specific characteristics to avoid the well to collapse and long term operational life. These properties are reached by specific alloy arrangements and processes. In this context, follow the materials technological development in this field can provide competitive advantage and support technology management decisions. The aim of this work was to identify technological development trends of CRAs, using technological indicators extracted from patents. The main countries owning patents have been mapped, the time course and the main steel alloys used in technological developments from the data indexed in the Derwent Innovations Index based on the period from 1960 to 2011. The results show distinct technological targets and intensity among the more patenting countries, pointing China as a major holder of patents and the United States leading new research in the area. Brazil shows an increasing trend in the number of patents, a fact explained by the importance of the country in the O&G industry. This research also indicates that much of the research of the steel industries in this sector is guided by customer needs. / A indústria siderúrgica caracteriza-se pela produção de ligas metálicas, principalmente as ligas a base de ferro e carbono. A possibilidade de combinações de elementos de liga, gerando arranjos novos ou modificações significativas de propriedades resulta em aços especiais e de alta liga, de alto valor agregado, para aplicações em situações extremas de exigência do material. Neste sentido, o setor de aços de alta liga diferencia-se dos aços convencionais, por um maior teor tecnológico e, desta forma, demandam mais esforços de empresas em inovação. Objeto deste trabalho, as Ligas Resistentes à Corrosão (LRC) fazem parte deste universo e são largamente utilizadas no setor de óleo e gás. Os investimentos neste setor foram significativos nos últimos anos, principalmente em virtude das novas fronteiras de exploração de petróleo, em especial as reservas do Pré-Sal no litoral brasileiro. Os materiais aplicados neste campo precisam atender condições altamente corrosivas para evitar o comprometimento das estruturas e das operações, propriedades estas atingidas através de combinações de ligas metálicas e processos específicos. Para os poucos produtores mundiais, acompanhar o desenvolvimento tecnológico destas ligas é condição para vantagem competitiva e melhor tomada de decisão em seus processos de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D). Esta pesquisa tem como objetivo identificar as tendências de desenvolvimento tecnológico das LRC aplicadas na exploração de óleo e gás em águas profundas por meio de indicadores obtidos a partir de documentos de patentes. Foram mapeados os principais países de origem das patentes, a evolução temporal e as principais ligas alvo do desenvolvimento tecnológico a partir dos dados indexados na base Derwent Innovations Index no período de 1960 a 2011. Os resultados mostram intensidade e focos tecnológicos distintos entre os países, apontando China como grande detentor de patentes e Estados Unidos liderando novas pesquisas na área. O Brasil mostra tendência de crescimento no número de patentes, fato explicado pela importância do país no segmento de O&G. Esta pesquisa também indica que grande parte da pesquisa das indústrias siderúrgicas no setor está pautada nas necessidades dos clientes.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-19T15:15:58Z No. of bitstreams: 1 DissLFV.pdf: 6082147 bytes, checksum: 0c3dbc2525f0888e4029ab4c5ea27574 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:00:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLFV.pdf: 6082147 bytes, checksum: 0c3dbc2525f0888e4029ab4c5ea27574 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:00:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLFV.pdf: 6082147 bytes, checksum: 0c3dbc2525f0888e4029ab4c5ea27574 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T18:00:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLFV.pdf: 6082147 bytes, checksum: 0c3dbc2525f0888e4029ab4c5ea27574 (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / Não recebi financiamento / Residual stresses are those which remain in the part when all the external mechanical stress applied previously are removed. These residual stresses often appear in parts subjected to different thermal or mechanical processing along its thickness, among then may be cited the welding process. The objective of this work is the analysis of residual stresses generated by the recovery process for shielded metal arc welding” (SMAW) of sugarcane milling gear in Low Alloy Mild Steel ASTM C-148 for the identification of conditions with lower levels of residual stresses, aiming materials less susceptible to failure and longer service life. A comparative assessment of the levels of residual stresses in the aforementioned samples was performed by opting for performance or nonperformance of pre-heating and heat treatment of stress relieving after the completion of the welds in the field. It will be characterized by metallography and hardness profile. In order to determine the way the macro and microscopic residual stresses non-destructive, it was decided in this work by the diffraction of X-ray method. The characterization was carried out by optical microscopy, scanning electron microscopy and Vickers microhardness. The microstructure present in the base metal was characterized as microconstituent bainite, when there is a stress relieving treatment. When there isn`t such treatment, the microstructure is ferrite / pearlite. Although in the weld metal, due to the electrode composition, the microstructure is acicular ferrite. The Vickers microhardness analysis for the sample without pre-heating gave higher microhardness values along line profile (range of 250 – 325 HV) than the other conditions (range of 150 – 275 HV). Regarding the residual stresses, it can be concluded that the pre-heating and the combination of it with a subsequent heat treatment reduces the levels of both longitudinal and transverse residual stress along the weld bead. / Tensões residuais são aquelas que permanecem na peça a temperatura ambiente quando todas as suas solicitações externas são removidas. Essas tensões aparecem frequentemente em peças submetidas a diferentes processamentos térmicos e/ou mecânicos, dentre os quais pode ser citada a soldagem. O principal objetivo desta dissertação é a análise da microestrutura e das tensões residuais geradas por diferentes estratégias de recuperação por soldagem a arco com eletrodo revestido (SAER) em engrenagens de moenda de cana fabricada em aço carbono ASTM A-148, para identificação das condições com menores níveis de tensões residuais e microestrutura adequada, visando materiais menos susceptíveis a falhas e com vida útil estendida. Foi realizada uma avaliação comparativa dos níveis de tensões residuais nas amostras mencionadas, optando pela realização ou não de pré-aquecimento e tratamento térmico de alívio de tensões após a realização das soldas em campo. As mesmas serão caracterizadas por metalografia e perfil de microdureza. Com o intuito de determinar de maneira não-destrutiva as tensões residuais macro e microscópicas, optou-se neste trabalho pelo método da Difração de Raios-X. A caracterização foi feita por: microscopia ótica, eletrônica de varredura, além de microdureza Vickers. A microestrutura presente no metal base é caracterizada por agulhas que correspondem ao microconstituinte bainita quando há o tratamento de alívio de tensões. Quando não há este tratamento, a microestrutura é ferrítica/perlítica. Já no metal de solda, devido à composição do eletrodo, a microestrutura presente é de ferrita acicular. Na análise de microdureza Vickers, para a amostra sem pré aquecimento, obteve-se maior microdureza em todo o perfil da linha (faixa de 250 a 325 HV) do que as demais (faixa de 150 a 275 HV). Quanto às tensões residuais, pode-se concluir que, o pré-aquecimento e a combinação dele com um tratamento térmico posterior reduzem os níveis de tensão residual longitudinal e transversal nos cordões.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-20T18:30:12Z No. of bitstreams: 1 DissJVAE.pdf: 4217973 bytes, checksum: 5bff49bb1884d56f5cb1d7e47edfd24f (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-21T18:13:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJVAE.pdf: 4217973 bytes, checksum: 5bff49bb1884d56f5cb1d7e47edfd24f (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-21T18:13:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJVAE.pdf: 4217973 bytes, checksum: 5bff49bb1884d56f5cb1d7e47edfd24f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:23:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJVAE.pdf: 4217973 bytes, checksum: 5bff49bb1884d56f5cb1d7e47edfd24f (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The friction spot joining (FSpJ) emerges as an alternative and innovative technique for producing polymer-metal hybrid structures. This technique was developed and patented by HZG / Germany in 2012. The process uses a combination of tools that by friction generates heat leading to the formation of a polymer layer through the interface and mechanical interlocking between the joints partners. Previous studies have demonstrated the technical feasibility of producing hybrid joints by FSpJ, however, no studies have demonstrated the influence of the process parameters on the joints properties. This study aimed to produce hybrid joints of 6181-T4 aluminum alloy and carbon fiber reinforced poly(phenylene sulfide) laminate composite (CF-PPS) by FSpJ and investigate the influence of process and aluminum surface treatment on the structure and the mechanical strength of these joints. The proper combination of these parameters resulted in hybrid joints with single lap shear force of up to 1861 N (29 MPa) and 3522 N (55 MPa) for double lap joints. This level of shear strength is similar or superior to others metal / polymeric composite joints produced by conventional joining techniques, demonstrating the potential of the FSpJ. The rotational speed (RS) was the parameter with the greatest influence on the shear strength of the joints, followed by the joining time (JT), tool plunge depth (PD) and joining force (JF). Joints that had predominantly cohesive fracture showed higher shear strength. Joints that were cooled at lower rates showed higher joint shear strength, regardless the heat input, due to lower residual stress at the interface of these joints. Through simple aluminum surface treatment (griding followed by acid pickling) it was possible to achieve an increasing up to 160% in the shear strength of the joints. / A união pontual por fricção (“Friction Spot Joining – FSpJ”) desponta como uma técnica alternativa e inovadora para produzir estruturas híbridas metal-polímero. Esta técnica foi desenvolvida e patenteada pela HZG / Alemanha em 2012. O processo utiliza uma combinação de ferramentas que através da fricção sobre o metal gera calor levando a formação de camada polimérica na interface e de travamento mecânico entre as chapas. Estudos anteriores demonstraram a viabilidade técnica para produção de juntas híbridas, porém, não há estudos demonstrando efetivamente a influência dos parâmetros de união nas propriedades das juntas. Este estudo teve como objetivo produzir juntas híbridas de alumínio 6181-T4 e compósito laminado de poli(sulfeto de fenileno) e fibra de carbono (CF-PPS) por FSpJ, e investigar a influência de parâmetros de processo e tratamento superficial do alumínio sobre a estrutura e a resistência mecânica dessas juntas. A combinação apropriada desses parâmetros resultou em juntas híbridas com força máxima em cisalhamento de até 1861 N (29 MPa) na geometria junta pontual sobreposta simples e de 3522 N (55 MPa) na geometria de junta sobreposta dupla. Esse nível de resistência mecânica é similar ou superior ao de outras juntas metal-compósito polimérico produzidas por técnicas convencionais de união, demonstrando o potencial da técnica FSpJ. A velocidade rotacional (VR) foi o parâmetro com maior influência na resistência ao cisalhamento das juntas, seguida pelo tempo de união (TU), profundidade de penetração (PP) e força de união (FU). As juntas com falha predominantemente coesiva apresentaram resistência ao cisalhamento superior. Foi verificado que juntas produzidas em menores taxas de resfriamento apresentam maior desempenho mecânico, independentemente do aporte térmico utilizado, devido a menor tensão residual na interface dessas juntas. Através de tratamentos superficiais simples no alumínio (lixamento seguido de decapagem ácida) foi possível alcançar aumento de até 160% na resistência ao cisalhamento das juntas.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-21T18:32:48Z No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:35:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:35:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Shape memory alloys (SMA) have some exceptional properties such as the shape memory effect and the superelasticity. Both are associated with a martensitic/austenitic phase transformation. Alloys of the system Cu-Al-Ni, Cu- Zn-Al and NiTi belong to this class of material. The interest in the study of Cubased SMA arises from the fact that they are cheaper than NiTi and might achieve better properties in specific applications. Considering the presented facts, the aim of the thesis is to understand the phase transformation and its features such as the stabilization and hysteresis using thermoelastic thermodynamics and a theory of the compatibility between the austenite and martensite for the system Cu-Al-Ni. This system attracts attention of the scientific community because it is a good candidate in the application of high temperature shape memory alloys (HTSMA), working above 100 oC. Another aim of the thesis is to evaluate the mechanical and functional properties of one alloy processed by spray forming, which was selected based in on the previous study. Important correlations were observed on the thermodynamics and crystallographic compatibility with the phase transformation characteristics of the system Cu-Al-Ni, which also enabled the production of an alloy with good functional properties regarding the shape memory effect. / As ligas com memória de forma (LMF) possuem propriedades interessantes, como o efeito de memória de forma e o efeito da pseudoelasticidade, que são advindas de uma transformação de fase do tipo austenita/martensita. Dentre as ligas que apresentam estas propriedades, encontram-se as dos sistemas Cu-Al-Ni, Cu-Zn-Al e NiTi. O interesse em estudar as ligas a base de Cu vem do fato de que estas podem apresentar certas vantagens em relação às ligas a base de NiTi, tanto pelo custo reduzido dos elementos da liga e de processamento, como pela alto potencial de atingir melhores propriedades funcionais em aplicações específicas. Considerando essas questões, o objetivo da presente tese é o entendimento das transformações de fase martensíticas termoelásticas e suas características como estabilização e histerese, através de teorias de concentração de elétrons de valência, termodinâmica de transformação termoelástica e teorias de compatibilidade das fases austeníticas e martensíticas para as ligas do sistema Cu-Al-Ni com adições de outros elementos. Este sistema é de interesse da comunidade científica pelo fato de ser um bom candidato na utilização de ligas com memória de forma a altas temperaturas (acima de 100 oC). Um segundo objetivo desta tese é a avaliação das propriedades mecânicas e funcionais de uma liga processada por conformação por spray e que foi selecionada baseando-se nos critérios estudados anteriormente. Foram observadas importantes correlações entre os fatores termodinâmicos e de compatibilidade cristalográfica aqui estudados e as características de transformação de fase em ligas do sistema Cu-Al-Ni, o que permitiu também a produção de uma liga com boas propriedades funcionais no que tange o efeito com memória de forma.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-21T19:44:59Z No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:37:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:37:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) Previous issue date: 2014-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The main objectives of this project were to study the morphology, the crystallization kinetics and to monitor on-line the crystallization during the injection molding process using an optical system of nanocomposites of high density polyethylene (HDPE) with three different inorganic particles: montmorillonite nanoclay, halloysite nanotubes and faujasite type zeolite. The optical system allowed analyzing the crystallization process by the changes of the optical properties during the solidification of the materials. The nanocomposites were prepared by melt intercalation in a twin-screw extruder. The resultant structures were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and rheological properties. The extruded nanocomposites developed intercalated and well distributed structures. Crystallization kinetics studies were done by differential scanning calorimetry (DSC) and rheological measurements. It was concluded that the nanoparticles in quiescent conditions accelerated the overall crystallization of HDPE, acting as nucleating agents. The nucleating effect of these particles was predominant over the HDPE crystallization and they also modified the nucleation mechanism and the crystal morphology in some conditions. From the studies of flow induced crystallization, it was observed again that the nanoparticles accelerated the crystal growth rate. In this case it was attributed to the weak forces between the polymer chains and the surface of the nanoparticles. Finally, the nanocomposites’ crystallization was monitored during the injection molding process. The optical system showed that the nanoparticles accelerated the crystallization of HDPE; the optical results were correlated with the morphology of the injection molded samples. / Neste projeto estudou-se a morfologia e a cinética de cristalização quiescente e induzida por fluxo de nanocompósitos de polietileno de alta densidade (HDPE) contendo nanocargas com diferentes geometrias: nanotubos de haloisita, lamelas de montmorilonita e nanocubos de zeólita do tipo faujasita. Utilizando-se um teor de nanocarga fixo e avaliando-se, em menor escala, a influência da presença ou não de tratamento orgânico superficial, nanocompósitos posteriormente preparados em uma extrusora de rosca dupla corrotacional foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e propriedades reológicas. Em seguida, estes nanocompósitos foram injetados em diferentes condições de processamento, variando- se a vazão de injeção, a temperatura do molde e a pressão de empacotamento; ao mesmo tempo em que a cinética de cristalização foi monitorada “on-line” através de um sistema ótico que permitiu a análise da cinética de cristalização através das mudanças de propriedades óticas desses materiais durante a solidificação. Após a moldagem por injeção, as amostras foram caracterizadas. Observou-se que as nanopartículas, em condições quiescentes, aceleraram a cristalização global do HDPE, agindo como agentes de nucleação, e modificaram também o mecanismo de nucleação e a morfologia dos cristais. Sob a presença de fluxos cisalhantes, as nanocargas também mostraram uma tendência em antecipar a formação de núcleos, através da orientação molecular, uma vez que as interações entre os componentes dos nanocompósitos foram bastante fracas. O sistema ótico, por sua vez, permitiu concluir o efeito acelerador da cristalização global das nanopartículas, e as posteriores análises de difração de raios-x de baixo ângulo (SAXS) permitiram observar as diferentes orientações preferenciais das lamelas cristalinas em função dos parâmetros de injeção e da influência das nanopartículas.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-26T12:55:44Z No. of bitstreams: 1 TeseFLC.pdf: 13129956 bytes, checksum: 3158a0267e11eb05e0093c71858e435f (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T18:43:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFLC.pdf: 13129956 bytes, checksum: 3158a0267e11eb05e0093c71858e435f (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T18:43:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFLC.pdf: 13129956 bytes, checksum: 3158a0267e11eb05e0093c71858e435f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T18:43:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFLC.pdf: 13129956 bytes, checksum: 3158a0267e11eb05e0093c71858e435f (MD5) Previous issue date: 2011-01-28 / Não recebi financiamento / Zinc-nickel alloys were electrodeposited on ABNT 4340 high strength steel in chloride acid media. The effect of the electrolyte composition and electroplating conditions on cathodic efficiency, chemical composition, morphology and phase structure of the deposits was evaluated regarding their influence on the corrosion resistance of the coatings, resistance to corrosion fatigue cracking, susceptibility to stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement of the coated part. The electrolyte composition, temperature and cathodic current density had influenced in a significantly manner the nickel content, phases structure, morphology and corrosion resistance of the coatings. In general, the amount of nickel and the fraction of phase in the alloys were promoted by decrease of current density, increase of temperature and nickel concentration in bath. The increase of the fraction, as well as the increase of the nickel content on monophasic alloys shifts the corrosion potential to more positive values and decreases corrosion current of the coatings. The results obtained allows to improve the knowledge about the relations between processing, structure and properties of electroplated Zn-Ni alloys in order to use these coatings on low alloy high strength steels components. / Ligas zinco-níquel foram eletrodepositadas sobre substratos de aço ABNT 4340 de alta resistência mecânica em meio ácido de cloretos. O efeito da composição do eletrólito e das condições operacionais de eletrodeposição sobre a eficiência de corrente do processo, composição química, morfologia e microestrutura de fases dos depósitos foi avaliada, assim como sua influência nas propriedades de resistência à corrosão dos revestimentos, resistência à corrosão-fadiga, suscetibilidade à corrosão sob tensão e fragilização por hidrogênio do conjunto depósito / substrato. A composição do eletrólito, temperatura e densidade de corrente catódica influenciaram significativamente o teor de níquel depositado, a distribuição de fases, morfologia e a resistência à corrosão dos revestimentos. De modo geral, a quantidade de níquel assim como a fração da fase na liga é favorecida pela diminuição da densidade de corrente, aumento da temperatura e da concentração de níquel no banho. O aumento da fração de na estrutura assim como o aumento de níquel nas ligas monofásicas deslocam o valor do potencial de corrosão para valores mais positivos e diminuem a corrente de corrosão dos revestimentos. Os resultados obtidos contribuíram para uma melhor compreensão das correlações existentes entre processamento, estrutura e propriedades de ligas Zn-Ni eletrodepositadas visando o revestimento de aços baixa liga de alta resistência mecânica.