Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11451_LEONARDO BELICHI VIEIRA.pdf: 3099921 bytes, checksum: 62dfc10b00baf239179bbfea18ad51b1 (MD5) Previous issue date: 2017-07-14 / A aplicação de ligas de cobalto, como a Co-30Cr-19Fe, em componentes usados na produção de etanol de 2ª geração vem sendo estudada. Neste processo, cerca de 8% da carga trabalhada no reator é composta por partículas duras, principalmente sílica. Dessa forma, existe a necessidade de promover o aumento da resistência ao desgaste abrasivo dos componentes do reator. Em meio a este contexto, amostras da superliga de cobalto fundida Co-30Cr19Fe foram submetidas a um tratamento de solubilização e na sequência nitretadas a plasma em baixas temperaturas, objetivando a formação de uma camada dura, resistente ao desgaste e livre de precipitados, conhecida na literatura como fase-S ou austenita expandida. A liga apresentou microestrutura predominantemente homogênea e estrutura cristalina mista, com fases de cobalto α (CFC) e ε (HC). A solubilização foi feita à temperatura de 1200 °C e tempo de tratamento de 8 horas. Três condições de nitretação a plasma foram escolhidas, as temperaturas utilizadas foram de 325, 350 e 400 °C, em todos os casos a mistura gasosa foi de 75% de H2 e 25% de N2, tempo de tratamento de 20 horas e pressão de trabalho de 2,5 Torr. As amostras foram caracterizadas antes e após cada tratamento, utilizando microscopia ótica, medidas de microdureza e difração de raios X. Os ensaios de microabrasão foram realizados no microabrasômetro da marca PLINT modelo TE66, os abrasivos SiO2, Al2O3 e SiC, em suspensão em água destilada e com concentração de 0,1 g/cm3, foram utilizados. O Universal Micro Tester modelo APEX da CETR/Bruker foi empregado nos ensaios de esclerometria retilínea uniforme. O tratamento de solubilização resultou em uma microestrutura mais homogênea, com redução do tamanho médio dos precipitados e dissolução apenas parcial destes, a estrutura do material permaneceu mista. A solubilização não promoveu mudanças importantes na dureza e na resistência ao desgaste do material. A fase-S foi obtida em todas as condições, porém, à temperatura de 400 °C, houve precipitação de nitretos de cromo. A espessura e a dureza das camadas aumentaram de acordo com o acréscimo da temperatura de nitretação. De forma geral, a resistência ao desgaste aumentou após a formação das camadas. As amostras solubilizadas e nitretadas a 350 °C apresentaram, mesmo que ligeiramente, menores coeficientes de desgaste. O abrasivo que proporcionou maior coeficiente de desgaste foi a Al2O3, seguido por SiC e SiO2. O micromecanismo de desgaste dominante em todos os ensaios foi o de abrasão a dois corpos, riscamento. Quando aplicadas pequenas cargas, a fase-S promoveu aumento da dureza ao risco da superliga Co-30Cr-19Fe.

A interação entre rocha e metal, na forma de operações como perfuração, escavação e cominuição, dá origem a dois efeitos: um desejado, desagregação da rocha e outro indesejado, desgaste do metal. Como o desgaste, dramaticamente, influencia o desempenho dos equipamentos, é fundamental para estabelecer uma base para equações de predição de taxas de desgaste potencial. Neste contexto, Golovanevskiy e Bearman (2008), propuseram mais um método para avaliação da abrasividade. Este método, ensaio de abrasão por impacto deslizante (Gouging Abrasion Test), é realizado em condições de alta tensão/alto impacto de desgaste e é caracterizado pela maior taxa de remoção de material de todos os modos de desgaste e, portanto, representa o modo mais severo de desgaste abrasivo.O método consiste, basicamente, de uma ponteira cilíndrica com uma ponta cônica de 90º. Esta ponteira, em trajetória pendular, atinge uma amostra de rocha com energia de impacto de aproximadamente 300 joules e velocidade da ordem de 5,2 m/s. Semelhante à metodologia de cálculo de abrasividade Cerchar (CAI), o Gouging Abrasion Index (Gi) é calculado como sendo a média do diâmetro da ponta cônica, após desgaste, em milímetros e multiplicado por 10. Este trabalho verificou a adequabilidade do Gouging Abrasion Test, para um pequeno número de amostras de rocha que representam, qualitativamente, os principais tipos de rocha encontrados no Brasil e a sua correlação com outros ensaios consagrados como resistência à compressão, desgaste Amsler e dureza Knoop. Está análise mostrou alta correlação entre Gi e dureza knoop (R² = 0,94), baixa correlação com desgaste Amsler (R² = 0,41) e nenhuma correlação com resistência à compressão uniaxial. / The rock-metal interaction, like occurs in operations as drilling, excavation and crushing, generates two effects: the desired rock degradation and the undesirable metal wear. As the wear dramatically influences the process performance of the equipment, it is critical to establish a basis for predictive equations to estimate potential wear rates. Following this context, in 2008 Golovanevskiy and Bearman proposed a method for abrasiveness evaluation. The method, Gouging Abrasion Test, employs high-stress load gouging/sliding impact wear and is characterized by the highest material removing rate than all wear modes, therefore representing the most severe type of abrasive wear. The method consists, in a few words, of a steel wear tool with a 90o sharp conical tip. This tip attacks a rock sample in a swinging trajectory with a impact energy of more than 300 joules and a speed around 5,2 m/s. Like the Cerchar Abrasivity Index (CAI) calculation, the Gouging Abrasion Index (Gi) is determined as 10 times de average diameter in millimeters of de conical tip (now flat) after one event of wear. This work intends to improve the knowledge about Gouging Abrasion Test, and evaluates its suitability in a small group of rocks that represents some of the main types to be found in Brazil\'s rock cutting, drilling and crushing works. Its relation to other frequent tests like uniaxial compressive strength, Amsler abrasive wear and Knoop hardness were also verified. The results show high correlation between Gi and Knoop hardness (R2 = 0,94), low correlation with Amsler wear (R2 = 0,41) and no relation to uniaxial compressive strength.

A interação entre rocha e metal, na forma de operações como perfuração, escavação e cominuição, dá origem a dois efeitos: um desejado, desagregação da rocha e outro indesejado, desgaste do metal. Como o desgaste, dramaticamente, influencia o desempenho dos equipamentos, é fundamental para estabelecer uma base para equações de predição de taxas de desgaste potencial. Neste contexto, Golovanevskiy e Bearman (2008), propuseram mais um método para avaliação da abrasividade. Este método, ensaio de abrasão por impacto deslizante (Gouging Abrasion Test), é realizado em condições de alta tensão/alto impacto de desgaste e é caracterizado pela maior taxa de remoção de material de todos os modos de desgaste e, portanto, representa o modo mais severo de desgaste abrasivo.O método consiste, basicamente, de uma ponteira cilíndrica com uma ponta cônica de 90º. Esta ponteira, em trajetória pendular, atinge uma amostra de rocha com energia de impacto de aproximadamente 300 joules e velocidade da ordem de 5,2 m/s. Semelhante à metodologia de cálculo de abrasividade Cerchar (CAI), o Gouging Abrasion Index (Gi) é calculado como sendo a média do diâmetro da ponta cônica, após desgaste, em milímetros e multiplicado por 10. Este trabalho verificou a adequabilidade do Gouging Abrasion Test, para um pequeno número de amostras de rocha que representam, qualitativamente, os principais tipos de rocha encontrados no Brasil e a sua correlação com outros ensaios consagrados como resistência à compressão, desgaste Amsler e dureza Knoop. Está análise mostrou alta correlação entre Gi e dureza knoop (R² = 0,94), baixa correlação com desgaste Amsler (R² = 0,41) e nenhuma correlação com resistência à compressão uniaxial. / The rock-metal interaction, like occurs in operations as drilling, excavation and crushing, generates two effects: the desired rock degradation and the undesirable metal wear. As the wear dramatically influences the process performance of the equipment, it is critical to establish a basis for predictive equations to estimate potential wear rates. Following this context, in 2008 Golovanevskiy and Bearman proposed a method for abrasiveness evaluation. The method, Gouging Abrasion Test, employs high-stress load gouging/sliding impact wear and is characterized by the highest material removing rate than all wear modes, therefore representing the most severe type of abrasive wear. The method consists, in a few words, of a steel wear tool with a 90o sharp conical tip. This tip attacks a rock sample in a swinging trajectory with a impact energy of more than 300 joules and a speed around 5,2 m/s. Like the Cerchar Abrasivity Index (CAI) calculation, the Gouging Abrasion Index (Gi) is determined as 10 times de average diameter in millimeters of de conical tip (now flat) after one event of wear. This work intends to improve the knowledge about Gouging Abrasion Test, and evaluates its suitability in a small group of rocks that represents some of the main types to be found in Brazil\'s rock cutting, drilling and crushing works. Its relation to other frequent tests like uniaxial compressive strength, Amsler abrasive wear and Knoop hardness were also verified. The results show high correlation between Gi and Knoop hardness (R2 = 0,94), low correlation with Amsler wear (R2 = 0,41) and no relation to uniaxial compressive strength.

No país existem inúmeras estruturas e obras civis que estão em operação a dezenas de anos e necessitam de monitoramento periódico devido a sua importância. Por este motivo, a dissertação apresenta um caso de um túnel antigo com problema de queda de bloco e visa instigar novas pesquisas e aumentar o conhecimento sobre o tema. Foram realizadas inspeções em campo em alguns túneis não revestidos da Estrada de Ferro Vitória-Minas (EFVM), bem como os ensaios em laboratório e in situ realizados nas amostras e no maciço rochoso para caracterizar o problema. Para o estudo foi escolhido o túnel Monte Seco Linha 1 e Linha 2 nos quais foram realizadas sondagens rotativas inclinadas e orientadas próximas ao eixo para investigação dos planos de descontinuidade. Os conceitos da Teoria dos Blocos-Chave foram aplicados às famílias de descontinuidades encontradas nos Túneis Monte Seco L1 e L2 para identificar os possíveis blocos instáveis formados pelas escavações. Para obtenção dos parâmetros geotécnicos de resistência e deformabilidade foram realizados ensaios de compressão uniaxial instrumentados com strain gages. A resistência a tração foi obtida através de Ensaio de Compressão Diametral (ECD). No ensaio de campo foi utilizado o Martelo de Schmidt para avaliação da rocha in situ. Através da análise dos dados foi possível distinguir setores cuja ocorrência de queda de blocos são maiores e a classe do maciço rochoso de acordo com a proposta de Bieniawski. / In the country there are numerous structures and civil works that are in operation for tens of years and require periodic monitoring due to its importance. For this reason, the dissertation presents a case of an old tunnel with block fall problem and aims to instigate new research and increase knowledge on the subject. Inspections were carried out in the field in some tunnels uncovered of the Railroad Vitória-Minas (EFVM) and testing in the laboratory and in situ carried out on the samples and the rock mass to characterize the problem. To study the tunnel Monte Seco Line 1 and Line 2 of which were held rotary polls inclined and oriented close to the axis to investigate the discontinuation plans was chosen. The concepts of the Key Block Theory were applied to the families of discontinuities found in Tunnels Monte Seco L1 and L2 to identify potential unstable blocks formed by the excavations. To obtain the geotechnical parameters of strength and deformability were performed uniaxial compression tests instrumented with strain gages. The tensile strength was obtained by diametral compression test (ECD). A field test was used to evaluate Schmidt hammer rock in situ. Through the analysis of the data was possible to distinguish sectors whose occurrence of falling blocks are larger and the rock mass class in accordance with the proposal of Bieniawski.

No país existem inúmeras estruturas e obras civis que estão em operação a dezenas de anos e necessitam de monitoramento periódico devido a sua importância. Por este motivo, a dissertação apresenta um caso de um túnel antigo com problema de queda de bloco e visa instigar novas pesquisas e aumentar o conhecimento sobre o tema. Foram realizadas inspeções em campo em alguns túneis não revestidos da Estrada de Ferro Vitória-Minas (EFVM), bem como os ensaios em laboratório e in situ realizados nas amostras e no maciço rochoso para caracterizar o problema. Para o estudo foi escolhido o túnel Monte Seco Linha 1 e Linha 2 nos quais foram realizadas sondagens rotativas inclinadas e orientadas próximas ao eixo para investigação dos planos de descontinuidade. Os conceitos da Teoria dos Blocos-Chave foram aplicados às famílias de descontinuidades encontradas nos Túneis Monte Seco L1 e L2 para identificar os possíveis blocos instáveis formados pelas escavações. Para obtenção dos parâmetros geotécnicos de resistência e deformabilidade foram realizados ensaios de compressão uniaxial instrumentados com strain gages. A resistência a tração foi obtida através de Ensaio de Compressão Diametral (ECD). No ensaio de campo foi utilizado o Martelo de Schmidt para avaliação da rocha in situ. Através da análise dos dados foi possível distinguir setores cuja ocorrência de queda de blocos são maiores e a classe do maciço rochoso de acordo com a proposta de Bieniawski. / In the country there are numerous structures and civil works that are in operation for tens of years and require periodic monitoring due to its importance. For this reason, the dissertation presents a case of an old tunnel with block fall problem and aims to instigate new research and increase knowledge on the subject. Inspections were carried out in the field in some tunnels uncovered of the Railroad Vitória-Minas (EFVM) and testing in the laboratory and in situ carried out on the samples and the rock mass to characterize the problem. To study the tunnel Monte Seco Line 1 and Line 2 of which were held rotary polls inclined and oriented close to the axis to investigate the discontinuation plans was chosen. The concepts of the Key Block Theory were applied to the families of discontinuities found in Tunnels Monte Seco L1 and L2 to identify potential unstable blocks formed by the excavations. To obtain the geotechnical parameters of strength and deformability were performed uniaxial compression tests instrumented with strain gages. The tensile strength was obtained by diametral compression test (ECD). A field test was used to evaluate Schmidt hammer rock in situ. Through the analysis of the data was possible to distinguish sectors whose occurrence of falling blocks are larger and the rock mass class in accordance with the proposal of Bieniawski.

Amostras de um aço inoxidável martensítico AISI 410 temperado e revenido foram nitretadas a plasma em baixa temperatura usando o tratamento de nitretação plasma DC e a nitretação a plasma com tela ativa. Ambos os tratamentos foram realizados a 400 °C, utilizando mistura gasosa de 75 % de nitrogênio e 25 % de hidrogênio durante 20 horas e 400 Pa de pressão. As amostras de aço AISI 410 temperado e revenido foram caracterizadas antes e depois dos tratamentos termoquímicos, usando as técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, medidas de microdureza, difração de raios X e medidas de teor de nitrogênio em função da distância à superfície por espectrometria WDSX de raios X. A resistência à erosão por cavitação do aço AISI 410 nitretado DC e com tela ativa foi avaliada segundo a norma ASTM G32 (1998). Os ensaios de erosão, de erosão - corrosão e de esclerometria linear instrumentada segundo norma ASTM C1624 (2005) somente foram realizados no aço AISI 410 nitretado com tela ativa. Ensaios de nanoindentação instrumentada forma utilizados para medir a dureza (H) e o módulo de elasticidade reduzido (E*) e calcular as relações H/E* e H3/E*2 e a recuperação elástica (We), utilizando o método proposto por Oliver e Pharr. Ambos os tratamentos produziram camadas nitretadas de espessura homogênea constituídas por martensita expandida supersaturada em nitrogênio e nitretos de ferro com durezas superiores a 1200 HV, porém, a nitretação DC produziu maior quantidade de nitretos de ferro do que o tratamento de tela ativa. Os resultados de erosão por cavitação do aço nitretado DC mostraram que a precipitação de nitretos de ferro é prejudicial para a resistência à cavitação já que reduziu drasticamente o período de incubação e aumentou a taxa de perda de massa nos estágios iniciais do ensaio; entretanto, depois da remoção desses nitretos de ferro, a camada nitretada formada somente por martensita expandida resistiu bem ao dano por cavitação. Já no caso do aço nitretado com tela ativa, a resistência à erosão por cavitação aumentou 27 vezes quando comparada com o aço AISI 410 sem nitretar, fato atribuído à pequena fração volumétrica e ao menor tamanho dos nitretos de ferro presente na camada nitretada, às maiores relações H/E* e H3/E*2 e à alta recuperação elástica da martensita expandida. A remoção de massa ocorreu, principalmente, pela formação de crateras e de destacamento de material da superfície dos grãos por fratura frágil sem evidente deformação plástica. As perdas de massa acumulada mostradas pelo aço nitretado foram menores do que aquelas do aço AISI 410 nos ensaios de erosão e de erosão corrosão. O aço nitretado apresentou uma diminuição nas taxas de desgaste em ambos os ensaios de aproximadamente 50 % quando comparadas com o aço AISI 410. O mecanismo de remoção de material foi predominantemente dúctil, mesmo com o grande aumento na dureza. Os resultados de esclerometria linear instrumentada mostraram que a formação de martensita expandida possibilitou uma diminuição considerável do coeficiente de atrito em relação ao observado no caso do aço AISI 410 sem nitretar. O valor de carga crítica de falha foi de 14 N. O mecanismo de falha operante no aço nitretado foi trincamento por tensão. / Specimens of a quenched and tempered AISI 410 martensitic stainless were low temperature plasma nitrided using DC pulsed plasma treatment and the pulsed plasma active screen technic. Both treatments were carried out at 400 °C in a mixture of 75 % of nitrogen and 25 % of hydrogen during 20 hours and 400 Pa of pressure. Nitrided and non-nitrided AISI 410 specimens were characterized by optical and scanning electron microscopy, micro and nanohardness measurements, X ray diffraction and determination of the nitrogen content as a function of the depth using wavelength dispersive spectroscopy WDSX. Cavitation erosion tests were carried out according to ASTM G32 (1998) standard for both DC nitrided steel and active screen nitrided steel, whereas, the erosion, erosion - corrosion tests and scratch tests according to ASTM C1624 (2005) were conducted only for active screen nitrided steel. Nanoindentation tests were carried out in order to assess the hardness (H), the reduced elastic modulus (E*) the H/E* and H3/E*2 ratios and the elastic recovery (We) of the active screen nitrided steel according to the procedure proposed by Oliver and Pharr. Both nitrided treatments produced thick nitrided cases composed of nitrogen supersaturaded expanded martensite and iron nitrides, however, the DC treatment promoted the precipitation of large quantities of iron nitrides in comparison to the active screen technic. The cavitation erosion results of the DC nitrided steel showed that iron nitrides precipitation is harmful for the cavitation resistance as it drastically reduced the incubation period, despites this, after the removal of those iron nitrides, the nitrided case composed solely of expanded martensite resisted the cavitation damage. On the other hand, the active screen technic increased 27 times the cavitation erosion resistance of the AISI 410 steel. The increase in cavitation erosion resistance was attributed to minor quantities of smaller size iron nitrides, the higher H/E* and H3/E*2 ratios and to the higher elastic response of the expanded martensite. The material removal mainly comes from the formation of craters and from debris detachment from the grain surfaces due to brittle fracture, without plastic deformation. The active screen nitrided steel showed the lower cumulative mass losses in erosion and erosion - corrosion tests. The nitrogen addition decreased around 50 % the erosion rate in both tests. The active screen nitrided steel showed a ductile behavior despite the intense increase in hardness. The scratch tests showed that expanded martensite formation led to a significant decrease of the friction coefficient. The critical load was 14 N and the failure mechanism acting in the nitrided case was tensile cracking.

Amostras de um aço inoxidável martensítico AISI 410 temperado e revenido foram nitretadas a plasma em baixa temperatura usando o tratamento de nitretação plasma DC e a nitretação a plasma com tela ativa. Ambos os tratamentos foram realizados a 400 °C, utilizando mistura gasosa de 75 % de nitrogênio e 25 % de hidrogênio durante 20 horas e 400 Pa de pressão. As amostras de aço AISI 410 temperado e revenido foram caracterizadas antes e depois dos tratamentos termoquímicos, usando as técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, medidas de microdureza, difração de raios X e medidas de teor de nitrogênio em função da distância à superfície por espectrometria WDSX de raios X. A resistência à erosão por cavitação do aço AISI 410 nitretado DC e com tela ativa foi avaliada segundo a norma ASTM G32 (1998). Os ensaios de erosão, de erosão - corrosão e de esclerometria linear instrumentada segundo norma ASTM C1624 (2005) somente foram realizados no aço AISI 410 nitretado com tela ativa. Ensaios de nanoindentação instrumentada forma utilizados para medir a dureza (H) e o módulo de elasticidade reduzido (E*) e calcular as relações H/E* e H3/E*2 e a recuperação elástica (We), utilizando o método proposto por Oliver e Pharr. Ambos os tratamentos produziram camadas nitretadas de espessura homogênea constituídas por martensita expandida supersaturada em nitrogênio e nitretos de ferro com durezas superiores a 1200 HV, porém, a nitretação DC produziu maior quantidade de nitretos de ferro do que o tratamento de tela ativa. Os resultados de erosão por cavitação do aço nitretado DC mostraram que a precipitação de nitretos de ferro é prejudicial para a resistência à cavitação já que reduziu drasticamente o período de incubação e aumentou a taxa de perda de massa nos estágios iniciais do ensaio; entretanto, depois da remoção desses nitretos de ferro, a camada nitretada formada somente por martensita expandida resistiu bem ao dano por cavitação. Já no caso do aço nitretado com tela ativa, a resistência à erosão por cavitação aumentou 27 vezes quando comparada com o aço AISI 410 sem nitretar, fato atribuído à pequena fração volumétrica e ao menor tamanho dos nitretos de ferro presente na camada nitretada, às maiores relações H/E* e H3/E*2 e à alta recuperação elástica da martensita expandida. A remoção de massa ocorreu, principalmente, pela formação de crateras e de destacamento de material da superfície dos grãos por fratura frágil sem evidente deformação plástica. As perdas de massa acumulada mostradas pelo aço nitretado foram menores do que aquelas do aço AISI 410 nos ensaios de erosão e de erosão corrosão. O aço nitretado apresentou uma diminuição nas taxas de desgaste em ambos os ensaios de aproximadamente 50 % quando comparadas com o aço AISI 410. O mecanismo de remoção de material foi predominantemente dúctil, mesmo com o grande aumento na dureza. Os resultados de esclerometria linear instrumentada mostraram que a formação de martensita expandida possibilitou uma diminuição considerável do coeficiente de atrito em relação ao observado no caso do aço AISI 410 sem nitretar. O valor de carga crítica de falha foi de 14 N. O mecanismo de falha operante no aço nitretado foi trincamento por tensão. / Specimens of a quenched and tempered AISI 410 martensitic stainless were low temperature plasma nitrided using DC pulsed plasma treatment and the pulsed plasma active screen technic. Both treatments were carried out at 400 °C in a mixture of 75 % of nitrogen and 25 % of hydrogen during 20 hours and 400 Pa of pressure. Nitrided and non-nitrided AISI 410 specimens were characterized by optical and scanning electron microscopy, micro and nanohardness measurements, X ray diffraction and determination of the nitrogen content as a function of the depth using wavelength dispersive spectroscopy WDSX. Cavitation erosion tests were carried out according to ASTM G32 (1998) standard for both DC nitrided steel and active screen nitrided steel, whereas, the erosion, erosion - corrosion tests and scratch tests according to ASTM C1624 (2005) were conducted only for active screen nitrided steel. Nanoindentation tests were carried out in order to assess the hardness (H), the reduced elastic modulus (E*) the H/E* and H3/E*2 ratios and the elastic recovery (We) of the active screen nitrided steel according to the procedure proposed by Oliver and Pharr. Both nitrided treatments produced thick nitrided cases composed of nitrogen supersaturaded expanded martensite and iron nitrides, however, the DC treatment promoted the precipitation of large quantities of iron nitrides in comparison to the active screen technic. The cavitation erosion results of the DC nitrided steel showed that iron nitrides precipitation is harmful for the cavitation resistance as it drastically reduced the incubation period, despites this, after the removal of those iron nitrides, the nitrided case composed solely of expanded martensite resisted the cavitation damage. On the other hand, the active screen technic increased 27 times the cavitation erosion resistance of the AISI 410 steel. The increase in cavitation erosion resistance was attributed to minor quantities of smaller size iron nitrides, the higher H/E* and H3/E*2 ratios and to the higher elastic response of the expanded martensite. The material removal mainly comes from the formation of craters and from debris detachment from the grain surfaces due to brittle fracture, without plastic deformation. The active screen nitrided steel showed the lower cumulative mass losses in erosion and erosion - corrosion tests. The nitrogen addition decreased around 50 % the erosion rate in both tests. The active screen nitrided steel showed a ductile behavior despite the intense increase in hardness. The scratch tests showed that expanded martensite formation led to a significant decrease of the friction coefficient. The critical load was 14 N and the failure mechanism acting in the nitrided case was tensile cracking.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The current method for the verification of the concrete strength to compression consists in molding test cylinders or taking cores of the structure elements. The Brazilian Code ABNT NBR 7680:2007 recommends the extraction of cores with a minimum diameter of 100 mm, preferential. The reduced diameter cores have the objective of facilitating and optimizing the evaluation of existing structures, avoiding steel sectioning, reducing costs and allowing the increase of the number of samples. In this line, the sclerometry (for testing the surface hardness) is a non-destructive technique to evaluate the concrete uniformity, the evolution of strength along with time, and to estimate the final concrete s strength. This study presents the results of an experimental research to estimate the compressive concrete s strength using the sclerometry and the extraction of reduced diameter cores. Some factors which have relevant influence in the extraction and testing of cores will be hereby discussed. The investigated variables were: the nominal dimension of the aggregate and the core s diameter. The sclerometry variability results in the blocks it was studied too. In the program of rehearsals three concrete series were used with gravel 0, with gravel 1 and with gravels 1 and 2, maintaining the same relationships for water-cement and aggregatecement. The sclerometric tests were conducted in concrete blocks of 40 cm x 40 cm x 80 cm and cylinders specimens with 150 mm diameter. The analysis was conducted by comparison of the results of drilled cores from the blocks with diameters of 150 mm, 100 mm, 50 mm, 32 mm and 25 mm, test specimens with diameters of 150 mm, 100 mm and 50 mm, and sclerometry testing of specimens of 150 mm diameter. Although the limitations in relation to the number of specimens and some discrepancies between the used techniques the results had indicated a trend in terms of concrete strength variation. / A resistência à compressão do concreto pode ser obtida mediante ensaios em corpos-deprova ou em testemunhos extraídos dos elementos estruturais. A Norma Brasileira ABNT NBR 7680:2007 recomenda extrações com diâmetros preferencialmente maiores que 100 mm. A extração de testemunhos de pequeno diâmetro visa facilitar e otimizar as avaliações de estruturas acabadas evitando cortes em armaduras, reduzindo custos e permitindo ainda aumentar significativamente o número de amostras. No mesmo sentido, a esclerometria, constitui uma técnica para avaliar a uniformidade do concreto, monitorar o desenvolvimento da resistência ao longo do tempo, e ainda estimar a resistência do concreto de forma simples, rápida e relativamente barata. A associação da esclerometria com ensaios em testemunhos constitui uma das melhores formas de estimar a resistência à compressão do concreto. Este trabalho apresenta os resultados de uma pesquisa experimental, para a estimativa da resistência à compressão por meio de esclerometria e extração de testemunhos de pequeno diâmetro. Serão abordados alguns fatores que incidem na extração e ensaio de testemunhos. As variáveis estudadas foram: a dimensão nominal máxima do agregado graúdo e o diâmetro do testemunho. Também foi estudada a variabilidade dos resultados de esclerometria nos blocos. No programa de ensaios foram utilizadas três séries de concreto, com brita 0, com brita 1 e com britas 1 e 2; mantendo as mesmas relações para água-cimento e agregado-cimento. Os ensaios esclerométricos foram realizados em blocos de 40 cm x 40 cm x 80 cm e corpos-de-prova de 150 mm de diâmetro. A análise foi realizada por comparação entre resultados obtidos em testemunhos extraídos dos blocos, com diâmetros de 150 mm, 100 mm, 50 mm, 32 mm e 25 mm; corpos-de-prova de diâmetros 150 mm, 100 mm e 50 mm e esclerometria em corpos-deprova com 150 mm de diâmetro. Apesar das limitações em relação ao número de testemunhos e algumas discrepâncias entre as técnicas utilizadas os testemunhos indicaram uma tendência em termos de variação de resistência. / Mestre em Engenharia Civil