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Simulação física de temperaturas de curvamento a quente e sua influência nas propriedades mecânicas de juntas soldadas de tubo de aço API 5L X80. / Physics simulation of hot bending temperatures and its influence on mechanical properties of girth welded joints of API 5L X80 steel tube.

Martins, Thiago Ferreira 06 May 2016 (has links)
A utilização de tubos de aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) é comumente o mais indicado, segundo a norma American Petroleum Institute (API) 5L, para o transporte de óleo e de gás sob pressão. Em vista da necessidade de adequar as tubulações em campo de acordo com o relevo de cada região, são realizados curvamentos a quente em tubos. Durante este processo, o tubo sofre tratamentos térmicos, modificam sua microestrutura e propriedades mecânicas. Neste sentido, foram realizados, neste trabalho, tratamentos térmicos de têmpera e revenimento, com o objetivo de melhorar as propriedades mecânicas nas juntas soldadas. O material utilizado foi o tubo API 5L X80 com diâmetro de 40 polegadas e 16 mm de espessura. Foi realizada a soldagem circunferencial com passe de raiz pelo processo Metal Active Gas (MAG) com curto circuito controlado, gás de proteção 80% Ar e 20% CO2, passes de enchimento e acabamento pelo processo de soldagem com arame tubular (AT) e gás de proteção 75% Ar 25% CO2. Os consumíveis utilizados no passe de raiz foi arame sólido ER80S-G e nos passes de enchimento e acabamento o arame tubular E101T1GM-H8. Realizaram-se combinações de tratamentos térmicos de têmpera e revenimento com variações nas temperaturas de ambos. Para analisar a influência destes tratamentos térmicos foram realizados ensaios de tração, ensaios de microdureza e ensaios de impacto Charpy às temperaturas de -40 ºC e 0 ºC no metal de solda (MS) e na zona afetada pelo calor (ZAC). Alguns tratamentos térmicos realizados aumentaram a resistência à tração e a tenacidade em relação à condição como soldada, mas o melhor tratamento térmico foi o de tempera a partir de 900ºC seguindo de revenimento a 650 ºC. / The use of high strength low alloy steels tubes is commonly the most appropriate for transporting oil and gas under pressure, according to API 5L. In view of the need to adapt the pipes in the field according to the relief of each region, they are held hot bend in pipelines. During the process, the product undergoes thermal treatments which modify its microstructure and mechanical properties. It has been carried out, in this work, heat treatment of quenching and tempering, with the objective of obtaining the best mechanical properties in the welded joints. The material was API 5L X80 pipe with a 40 inch diameter and 16 mm thick. The circumferential welding pass root was done by GMAW with controlled short circuit transfer, shielding gas 80%Ar and 20% CO2. Filling and finishing passes were welded with FCAW using a shielding gas 75% Ar and 25% CO2. Consumables used in the root pass were ER80S-G and in the filling and finishing passes E101T1GM-H8. There were done four heat treatments of quenching and tempering for 2 hours. The results were analyzed by tensile test, hardness and Charpy V impact tests at temperatures of -40 °C and 0 °C in the weld metal and HAZ. The heat treatments influence statistically on the mechanical properties of welded joints related to as welded condition. The best result was quench heat treatment at 900°C followed by tempering at 650°C.
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Influência do tratamento de homogeneização sobre o bandeamento microestrutural em aços de construção mecânica / Influence of homogenization treatment on the microstructural banding in steel mechanical construction

Silva, Décio Cardoso da 24 August 1995 (has links)
Os aços de construção mecânica, estão sujeitos a bandeamento microestrutural. Microestruturas bandeadas em aços ao carbono e aços de baixa liga são consequência da microssegregação de elementos de liga gue ocorreu durante a solidificação do lingote original. O tratamento mecânico a quente subsequente, alinha a dendrita primária e após resfriamento, os produtos de transformação, guardarão o mesmo alinhamento. Esta microestrutura é prejudicial quando presente em barras laminadas a quente. Para o aço estudado, SAE 8620 laminado, apresentando uma microestrutura bandeada, foi desenvolvido um ciclo de tratamento de homogeneização com a finalidade de remover esta estrutura e após, as amostras homogeneizadas foram normalizadas para eliminar o superaquecimento consequente. É possivel, eliminar o bandeamento em aços ao carbono e aços de baixa liga mediante ciclos usuais de tratamento térmico. / The mechanical construational steels, are subject microstuctural banding. Banding microstructure in wrought carbon and low alloy steels is consequence of the microsegregation of alloying elements which occurred during the solidification of the original lingot. Subsequent hot work process aligns the former dendrite and after cooling, the transformed products will keep the same tipical alignment. This microstructure is deletérias when present in the hot rolled bars. The steel tipe studied was, SAE 8620, hot rolled and showing a banded structure. A homogenization treatment cicie was developed, to remove this banding. Normalizing heat treatment carried ou t to eliminate the resultant overheating in the homogenized samples. It! s possible to eliminate the banding in low alloy steel and carbon steel finished by means of usually heat treatment.
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Controle de injúrias pelo frio em pêssegos 'Dourado-2' submetidos ao tratamento térmico. / Control of chilling injury in ‘dourado-2’ peaches submitted to heat treatment.

Vitti, Daniela Cristina Clemente 29 November 2004 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo verificar o efeito de diversos tratamentos térmicos sobre a incidência de lanosidade em pêssegos ‘Dourado-2’ armazenados a 0oC. Foram realizados dois experimentos. No primeiro, os tratamentos térmicos foram realizados na forma de condicionamento térmico antes da refrigeração, com os frutos sendo expostos a 50oC/1h e 2h; a 38oC/24h e a 20oC/48h, e através do aquecimento intermitente durante o armazenamento refrigerado com frutos aquecidos a cada cinco dias a 25oC/24h e 48h e a 15oC/24h e 48h; frutos aquecidos a cada dez dias a 15oC e 25oC/48h e a 38oC/24h. No segundo experimento, os melhores tratamentos foram repetidos: condicionamento térmico antes da refrigeração, com os frutos sendo expostos a 50oC/2h e a 20oC/48h, e aquecimento intermitente durante o armazenamento refrigerado com frutos aquecidos a cada cinco dias a 25oC/24h e a cada dez dias a 25oC/48h. Após 30 dias de armazenamento e mais 3 dias de comercialização simulada, foram determinados os efeitos dos tratamentos sobre a qualidade do fruto: incidência de lanosidade, podridões, teor de sólidos solúveis, acidez titulável, teor de vitamina C, coloração, firmeza da polpa. Além disso, foi realizada análise sensorial no primeiro experimento, e determinação da taxa respiratória e de liberação de etileno no segundo. Foi observado que, de modo geral, o aquecimento intermitente se mostrou mais eficaz do que o condicionamento térmico no que se refere ao controle da lanosidade, com exceção do aquecimento a cada 5 dias a 250C/48h, onde observou-se elevada incidência de podridões. O aquecimento intermitente com ciclos de 5 ou 10 dias e o condicionamento térmico a 20oC/48h podem ser utilizados para reduzir a incidência de lanosidade em pêssegos ‘Dourado-2’ armazenados durante 30 dias a 0oC. / The present research was carried out with the objective to verify the effect of heat treatments on the incidence of woolliness in ‘Dourado-2’ peaches cold stored at 0oC. Two experiments were carried out. In the first, heat treatments were applied as conditioning temperature (50oC/1h and 2h; 38oC/24h and 20oC/48h) and as intermittent warming during cold storage. In these treatments fruit were warmed each five days at 25oC/24h and 48h, and at 15oC/24h and 48h, and each ten days at 15oC e 25oC/48h and at 38oC/24h. In the second experiment, the best four treatments (plus control treatment) from first experiment were replicated: conditioning at 50oC/2h and 20oC/48h, and intermittent warming each five days at 25oC/24h and each ten days at 25oC/48h. After 30 days of storage at 0oC (plus 3 days at room temperature) the effect of treatments on fruit quality was evaluated. The variables evaluated were: incidence of woolliness and decay, soluble solids content, acidity, vitamin C (ascorbic acid), skin color and firmness. Besides, sensorial analysis was evaluated in the first experiment and the respiratory rate and ethylene production in the second experiment. In general, the intermittent warming was more efficient than conditioning in relation incidence of woolliness, with exception to the intermittent warming each five days at 25oC/48h that have presented high incidence of decay. The intermittent warming with cycles of five or 10 days and the conditioning temperature at 20oC/48h can be used to reduce incidence of woolliness in ‘Dourado-2’ peaches cold stored at 0oC during 30 days.
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Estudo da oxidação dos óleos de soja e dendê aditivados com antioxidantes para uso em tratamentos térmicos de têmpera / Study of the oxidation of soybean and palm oils with different concentrations of anti-oxidant additives for use in the quenchants to heat treatments.

Belinato, Gabriela 22 February 2010 (has links)
No presente trabalho são relatados os resultados obtidos de ensaios de ressonância magnética nuclear, número de acidez, índice de iodo, índice de saponificação, calorimetria exploratória diferencial com pressão (PDSC), viscosidade e curvas de resfriamento para dois tipos de óleos vegetais, o de soja e o de dendê. Esses ensaios foram efetuados em amostras de óleos puras e também em formulações com diferentes antioxidantes em diferentes concentrações em massa. Basicamente duas situações foram avaliadas, a condição óleo novo e a condição óleo oxidado. A condição oxidada foi obtida por meio de ensaios de oxidação acelerada. Uma análise desses resultados permitiu verificar que o óleo de soja foi mais sensível ao envelhecimento (oxidação) e que os aditivos de melhor desempenho foram o Irganox L109 com 5 % em massa para o óleo de soja e o Galato de Propila com 2 % em massa para o óleo de dendê. / In the present work are analyzed results from Nuclear Magnetic Resonance, Acid Number, Iodine Number, Pressure Differential Scanning Calorimetry, Viscosity and cooling curves obtained from 2 types of vegetable oils: soybean and palm. Such tests were performed in the vegetable oil samples with oxidations inhibitors and without those additives. Basically two conditions were evaluated: as not oxidized (new condition) and as oxidized (used condition). Oxidized condition was made by accelerated oxidized test performed in the different vegetable oil samples. Results show that soybean oil is more sensitive to oxidation than palm oil. Irganox L109 (5 %) was the better oxidation inhibitor to the soybean oil and Propil Galate (2 %) had better performance as antioxidant to the palm oil.
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A metalurgia do pó para produção de peças de alumínio na indústria metalúrgica

Santos, Marcus Aurélio dos January 2018 (has links)
O objetivo desse trabalho é analisar a fabricação de buchas a base de Alumínio empregando o processo de Metalurgia do Pó, em substituição ao processo atual de fundição e usinagem. O material testado é uma liga a base de Alumínio AlSi10Cu3, essa liga contem 87% de Alumínio, 10% de Silício, 2,5% de Cobre, 0,25% de Magnésio e Manganês, conforme a norma DIN EN 1706. As amostras foram compactadas à 600MPa, resultado obtido da curva de compressibilidade. As amostras foram sinterizadas a uma temperatura de 550ºC durante 60 minutos. Após sinterização as amostras foram submetidas ao processo de Tratamento Térmico T6, com temperatura de solubilização de 480°C por 5 horas e envelhecimento a 220°C por 5 horas, nomeado Tratamento Térmico A. Foram realizados ensaios de densidade, dureza, metalografia, compressibilidade, difração de raios-x e variação dimensional. A densidade das amostras sinterizadas atingiram 2,52 g/cm3 ± 0,25. A dureza superficial das amostras atingiram uma média de 51 HB ± 4. Com o tratamento térmico T6 a dureza elevou-se para 74 HB ± 2. A variação dimensional das amostras após sinterização foi de 0,20% na área dos corpos de prova. Foram estudadas também diferentes composições químicas para elevar a dureza superficial. Executou-se um teste com outros parâmetros de Tratamento Térmico T6 para aumento da dureza, chamado de Tratamento Térmico B, com parâmetros de temperatura de solubilização de 550°C por 1 hora e envelhecimento com 160°C por 18 horas. / The objective of this work is to analyze the manufacture of aluminum based bushings employing the Powder Metallurgy process in substitution of the current process of casting and machining. The material tested is an AlSi10Cu3 aluminum alloy, this alloy contains 87% aluminum, 10% silicon, 2.5% copper, 0.25% magnesium and manganese, according to DIN EN 1706. The samples were pressed at 600MPa, result obtained from the compressibility curve. The samples were sintered at a temperature of 550°C for 60 minutes. After sintering, the samples were submitted to the T6 Thermal Treatment process, with a solubilization temperature of 480°C for 5 hours and aging at 220°C for 5 hours, named Thermal Treatment A. Density, hardness, metallography, compressibility, X-ray diffraction and dimensional variation testings were performed. The density of the sintered samples reached 2.52 g/cm3 ± 0.25. The surface hardness of the samples reached the mean of 51 HB ± 4. With the heat treatment T6 the hardness increased to 74 HB ± 2. The dimensional variation of the samples after sintering was 0.20% by area. Different chemical compositions were also studied to raise the surface hardness. A test was performed with other parameters of T6 Thermal Treatment to increase the hardness, called Thermal Treatment B, with parameters of solubilization temperature of 550°C for 1 hour and aging with 160°C for 18 hours.
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Caracterização de óleos vegetais como alternativa para meios de resfriamento utilizados no tratamento térmico de têmpera / Characterization of vegetable oils as an alternative quenchants to heat treatment

Alessandro Fraga Farah 17 December 2002 (has links)
No presente trabalho são relatados os resultados obtidos através de ensaios de caracterização de óleos de têmpera, tais como ponto de fulgor, viscosidade, número de acidez, espectroscopia por infravermelho e curvas de resfriamento, comparando óleos vegetais em estudo, com óleos minerais comerciais já utilizados como meios de resfriamento de têmpera. As curvas de resfriamento foram efetuadas utilizando sonda tipo Wolfson, nas temperaturas de 60, 80, 100 e 120ºC. Os ensaios de viscosidade foram feitos na temperatura de 40ºC. Adicionalmente, também foram efetuados ensaios de envelhecimento e oxidação dos óleos, utilizando um equipamento de envelhecimento acelerado, desenvolvido especialmente para este fim. De maneira geral, os óleos vegetais estudados apresentaram desempenho igual ou superior aos óleos minerais comerciais já utilizados em tratamentos térmico de têmpera. / In the present work are related the results obtained from the quenchant oils characterization test such as flash point, viscosity, acid number, infrared spectroscopy and cooling curves. In all tests the vegetables oils were compared with commercial quenchant mineral oils. Cooling curves were performed using Wolfson\'s probe at 60, 80, 100 and 120ºC. Viscosity tests were made in the temperature of 40ºC. Additional tests were performed for aging and oxidation studies, using an apparatus especially developed for that. In a general way, the vegetable oils have presented equal or best performance than the commercial quenchant mineral oils.
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Investigação de efeitos térmicos e não térmicos de micro-ondas focalizadas sobre a atividade de enzimas de interesse no processamento de produtos à base de frutas. / Investigation of thermal and non-thermal effects of focused microwaves on the activity of enzymes of interest in the processing of fruit-based products.

Tiago Augusto Bulhões Bezerra Cavalcante 18 July 2017 (has links)
Processos térmicos de pasteurização e esterilização comercial são amplamente usados na industrialização de alimentos líquidos à base de frutas, como polpas e sucos. A exposição a altas temperaturas provoca a degradação de compostos relacionados à qualidade sensorial e nutricional. O aquecimento de alimentos líquidos por micro-ondas focalizadas é uma tecnologia emergente que traz como vantagem o rápido aquecimento; evita a degradação térmica; permite melhor manutenção dos atributos sensoriais e nutricionais; e evita a formação de incrustação. Além da presença de efeitos não térmicos sobre a inativação de enzimas, principais alvos dos processos térmicos destes produtos. Entretanto, a comprovação dos efeitos não térmicos ainda é tema controverso na literatura científica. Desta forma, o objetivo deste trabalho é investigar efeitos térmicos e não térmicos das micro-ondas na inativação das enzimas polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (POD), que são relevantes para a industrialização de produtos à base se frutas. Para eliminar fontes de variabilidade, enzimas comerciais em solução tampão de fosfato de potássio foram submetidas aos tratamentos convencional (banho térmico de imersão) e por micro-ondas (mini reator de síntese química por micro-ondas focalizadas) com registro dos históricos de temperatura e atividade enzimática residual. Também, foi calculada a potência instantânea absorvida por cada amostra no aquecimento por micro-ondas. Realizou-se o ajuste dos parâmetros cinéticos pela minimização dos erros quadráticos em modelos cinéticos de primeira ordem (D-z) com uma e duas frações, por Arrhenius e pelo modelo de Weibull. Os resultados da PPO permitiram melhor ajuste pelo modelo de Weibull. Assim, a simulação do modelo ajustado em diferentes temperaturas permitiu comparar os métodos de aquecimento e permitiu a observação de efeitos não térmicos das micro-ondas em temperaturas acima de 70 ºC na inativação da PPO. Além disso, realizou-se a validação dos parâmetros do modelo de Weibull com 10 amostras de PPO com aquecimento mais lento, sendo as atividades enzimáticas residuais comparadas com as atividades previstas pelo modelo. Inesperadamente, os resultados da enzima POD não foram satisfatórios para determinar os modelos avaliados de sua inativação. A POD presentou algumas atividades enzimáticas residuais acima de 100% em ambos métodos de aquecimento, além de elevada resistência térmica. Sendo assim, não foi possível observar possíveis efeitos não térmicos das micro-ondas para inativação da POD nesse estudo. / Thermal pasteurization processes and commercial sterilization are widely used for the processing of fruit-based liquid foods, such as pulp and juice. The exposure to high temperatures causes degradation of compounds related to sensory and nutritional quality. The heating of liquid foods by focused microwaves is an emerging technology that has the advantage of rapid heating; prevents thermal degradation; allows better maintenance of sensory and nutritional attributes; and prevents incrustation. Besides, there is the presence of nonthermal effects on the enzymes inactivation, which are the main targets of thermal processes to such products. However, confirmation of non-thermal effects is still controversial in the scientific literature. Thus, the objective of this research is to investigate thermal and nonthermal effects of microwaves on the inactivation of enzymes polyphenol oxidase (PPO) and peroxidase (POD), which are relevant for the processing of fruit-based products. To eliminate sources of variability, commercial enzymes in potassium phosphate buffer solution were subjected to conventional (immersion bath) and microwave (mini-reactor for microwave chemical synthesis) treatments, with record of temperature history and residual enzyme activity. In addition, the instantaneous power absorbed in each sample under microwave heating was calculated. The kinetic parameters were adjusted by minimizing quadratic errors in first order kinetic models (D-z) with one and two fractions, by Arrhenius and Weibull model. The PPO results allowed for a better adjustment of the Weibull model. The simulation of the parameters at different temperatures allowed the comparison of the heating methods and it allowed the observation of non-thermal effects of microwaves at temperatures above 70 ºC for the inactivation of PPO. In addition, the parameters of the Weibull model in 10 samples were validated for PPO solution with slower heating; the residual enzymatic activities were compared with the activities predicted by the model. Unexpectedly, the results of the POD enzyme were not satisfactory to determine the evaluated models of its inactivation. The POD presented some residual enzymatic activities above 100% for both heating methods, and high thermal resistance. Thus, it was no possible to observe non-thermal effects of microwaves on POD inactivation in this study.
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Estudo das propriedades mecânicas e tribológicas do aço modificado ABNT M2 através da otimização de tratamentos térmicos e criogênicos

Parcianello, Cleber Taschetto 20 June 2016 (has links)
Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-26T12:16:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Estudo das propriedades mecânicas e tribológicas do aço modificado ABNT M2 através da otimização de tratamentos térmicos e criogênicos.pdf: 121658018 bytes, checksum: bfd16276bda8accde8024249e4dd9ede (MD5) / Approved for entry into archive by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-26T12:16:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Estudo das propriedades mecânicas e tribológicas do aço modificado ABNT M2 através da otimização de tratamentos térmicos e criogênicos.pdf: 121658018 bytes, checksum: bfd16276bda8accde8024249e4dd9ede (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T12:16:55Z (GMT). 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Em busca de processos que produzam melhores propriedades, em 1930, pesquisadores introduziram nas rotas convencionais o tratamentos denominado de subzero (< 80º C), com o objetivo de alcançar a temperatura de transformação completa da austenita em martensita. Com o avanço das pesquisas, surgiu um novo tratamento térmico denominado de Tratamento Criogênico profundo, que consiste em resfriar a ferramenta em temperaturas próximas a do nitrogênio liquido (-196º C) e mantê-la nessa temperatura por um período de tempo, geralmente 24horas. Inúmeros resultados mostram que a introdução da criogenia nos ciclos de tratamento convencionais resulta em ganho de resistência ao desgaste, propriedade que e fundamental nas ferramentas. Atribui-se esse ganho a dois fenômenos: transformação completa da austenita em martensita e a precipitação de finos carbetos distribuídos homogeneamente na estrutura martensitica. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi analisar a influencia do Tratamento Criogênico em conjunto com os tratamentos de temperatura e revenido sobre propriedades mecânicas e tribológicas do aço rápido ABNT M2 modificado, variando-se a temperatura de austerização (1185º C, 1200º C e 1215º C), a temperatura de revenimento (520º C. 535º C e 550º C) e o tempo em temperatura criogênica (20 e 28 horas). A metodologia empregada consiste em um planejamento e otimização experimental, utilizando o método de Taguchi L9. As propriedades mecanicas das amostras foram analisadas em termos de microdureza Vickers, dureza Rockwell C, ensaio Charpy e ensaio de desgaste abrasivo. Os resultados encontrados nos ensaios mecânicos foram submetidos a analise estatística ANOVA. As microestruturas das amostras foram investigadas em termos de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X. Os resultados permitiram traçar superfícies de respostas, possibilitando a determinação dos parâmetros ótimos de tratamento. A melhor temperatura de Austerização e a de 1200º C, o Tratamento Criogênico melhorou todas as propriedades mecânicas, principalmente com tempos de 20 horas, e a Temperatura de Revenimento e fundamental sobre os resultados finais, sendo 550º C a temperatura que gerou os melhores resultados. / The speed steel ABNT M2 is often used in the manufacture of machining tools. This steel, when subjected to heat treatments of quenching and tempering, treatments responsible for transforming a spheroidized microstructure in a martensitic microstructure with fine grains and reinforced by carbides becomes a material with high hardness and good wear resistance, two important feature for tools. In search processes that produce the best properties in 1930, researchers introduced in conventional routes treatments called subzero (<80º C), in order to achieve complete transformation temperature of austenite into martensite. With the advancement of research, a new heat treatment called Deep Cryogenic Treatment, consisting in cooling the tool at temperatures near the liquid nitrogen (-196 ° C) and keep it at this temperature for a period of time, usually 24 hours. Numerous results show that the introduction of cryogenics treatment in conventional cycles results in wear resistance gain property that is essentials in tools. It attributed this gain to two phenomena: complete transformation of austenite into martensite and the precipitation of fine carbides distributed homogeneously in the martensitic structure. In this context, the aim of this study was to analyze the influence of Treatment Cryogenic together with the quenching treatment and tempering on the mechanical and tribological properties of high speed steel ABNT M2 modified, varying the austenitization temperature (1185º C, 1200º C and 1215º C) tempering temperature (520 ° C 535 ° C and 550 ° C) and the time at cryogenic temperature (20 and 28 hours). The methodology consists of a planning and experimental optimization, using the method Taguchi L9. The mechanical properties of the samples were analyzed in terms of Vickers hardness, Rockwell hardness C, Charpy test and wear resistance test. The results in mechanical tests were subjected to statistical analysis ANOVA. The microstructures of the samples were investigated in terms of optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction. The results trace responses surfaces, enabling the determination of the optimal treatment parameters. The best austenitizing temperature is 1200 º C, the Treatment Cryogenic improved all the mechanical properties, especially with times of 20 hours, and the tempering temperature is critical for the final results, with 550º C temperature led to the best results.
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Produção e avaliação da qualidade de painéis aglomerados constituídos por partículas de bagaço de cana-de-açúcar e bambu / Production and quality evaluation of particleboards produced with particles of sugarcane bagasse and bamboo

Brito, Flavia Maria Silva 19 January 2018 (has links)
O presente estudo teve por objetivo avaliar a qualidade de painéis de partículas de média densidade (MDP), manufaturados a partir de bagaço de cana-de-açúcar e bambu (Dendrocalamus asper). A massa específica nominal foi 0,65 g.cm-3 e utilizou-se adesivo à base de uréia-formaldeído. O delineamento consistiu em 16 tratamentos, divididos em quatro Experimentos. Foram avaliadas as propriedades físicas (Massa Específica Aparente - MEA, Absorção de Água - AA, Inchamento em Espessura - IE e Taxa de Não-Retorno em Espessura - TNRE), mecânicas (Flexão Estática - MoR e MoE, Arrancamento de Parafuso de Superficie e Topo - APS e APT e Ligação Interna - LI, além do Perfil de Densidade, Molhabilidade e Resistência Natural. Os objetivos foram: I - Avaliar painéis de partículas de bagaço de cana com duas granulometrias (0,50 mm e 0,85 mm), tratadas e não tratadas em água quente; II - Avaliar os painéis adotando as mesmas variáveis do experimento anterior, porém, empregando partículas de bambu; III - Avaliar os painéis gerados a partir da mistura de ambos materiais nas proporções de 100%, 75%, 50%, 25% e 0%; IV - Avaliar os painéis constituídos com partículas termorretificadas de bagaço e bambu encoladas com três teores de adesivo (10, 12 e 14%). Os resultados do Experimento I mostraram que propriedades físicas (IE2h, IE24h, AA24h e TNRE), mecânicas (MoR, MoE, APS, APT e LI) e molhabilidade não foram influenciadas pelos fatores (granulometria e condição de partículas). Os fatores influenciaram de forma interativa o perfil de densidade de massa específica aparente da camada externa. A resistência natural foi influenciada pelos fatores e os painéis foram inclusos na categoria \"resistência moderada\". Os resultados do Experimento II mostraram que as partículas tratadas em água quente resultaram em aumento significativo dos valores de IE2h, IE24h e TNRE. O APS, APT e LI apresentaram melhorias significativas para os painéis manufaturados com partículas tratadas em água quente. Os fatores avaliados influenciaram a massa específica aparente da camada externa dos painéis. Houve interação significativa entre os fatores para o ângulo inicial obtido com água. O fungo G. trabeum causou maiores perdas de massa nos painéis constituídos com partículas tratadas em água quente e o T. versicolor evidenciou maior índice de ataque em chapas confeccionadas com partículas controle. No Experimento III o aumento da razão de compactação apresentou tendência significativa de aumento de valores da AA24h, IE2h, IE24h e TNRE, além do MoR. Tal variável reduziu a AA2h, APT e LI, proporcionou picos mais acentuados de massa específica nas faces dos painéis, reduziu significativamente a molhabilidade e aumentou a perda de massa dos painéis submetidos aos fungos P. placenta e G. trabeum. No Experimento IV o tratamento térmico promoveu melhorias significativas para AA2h, AA24h, IE2h e IE24h, porém reduziu o MoR, MoE, APS, APT e LI, que foram melhoradas com o aumento no teor de adesivo, além do perfil de densidade. Não houve influência significativa na molhabilidade, comparando os painéis com mesmo teor de adesivo e nem considerando diferentes teores de adesivo. De forma geral, os painéis apresentaram melhorias significativas na resistência biológica com a termorretificação e aumento no teor de adesivo. Bagaço de cana-de-açúcar e bambu representam boas alternativas de matérias-primas para confecção de chapas aglomeradas. Os painéis podem ser utilizados para forros, isolamento térmico e acústico, revestimentos, painéis decorativos, componentes para construção civil, substrato para piso, embalagens, pequenos objetos entre outras aplicações. / The aiming of this study was to evaluate the quality of medium density particleboard (MDP) manufactured with particles of sugarcane bagasse and bamboo with nominal density of 0.65 g.cm-3 and urea-formaldehyde adhesive. The experimental design was composed of 16 treatments divided in four experiments. The physical properties (apparent density, water absorption, thickness swelling and the nonrecoverable tax, mechanical (static bending - modulus of elasticity and modulus of rupture, screw withdrawal strength and internal bonding) were evaluated, as well as the density profile, wettability and natural resistance. The objectives were: I - To evaluate panels of sugarcane bagasse particles with two granulometries (0.50 mm and 0.85 mm) treated and not treated in hot water; II - To evaluate the panels using the same variables of the previous experiment, however using bamboo particles; III - Evaluate the panels origin from the mixture of both materials in proportions of 100%, 75%, 50%, 25% and 0%; IV - Evaluate the panels constituted with heat treatment particles of bamboo and bagasse and glued with three adhesive contents (10, 12 and 14%). The results of the Experiment I showed that physical (IE2h, IE24h, AA24h and TNRE) and mechanical properties (MoR, MoE, APS, APT and LI) and wettability were not influenced by the factors (grain size and particle condition). The factors influenced the apparent specific bulk density profile of the outer layer. Natural resistance was influenced by the factors and the panels were included in the \"moderate resistance\" category. The results of Experiment II showed that the particles treated in hot water resulted in a significant increase in the values of IE2h, IE24h and TNRE. APS, APT and LI showed significant improvements for panels manufactured with hot water treated particles. The evaluated factors influenced the apparent specific mass of the outer layer of the panels. There was a significant interaction between the factors for the initial angle obtained with water. The G. trabeum fungus caused greater mass losses in the panels constituted with particles treated in hot water and T. versicolor evidenced a higher attack rate in plates made with control particles. In Experiment III the increase in compaction ratio showed a significant tendency to increase values of AA24h, IE2h, IE24h and TNRE, in addition to MoR. This variable reduced AA2h, APT and LI, provided more pronounced peaks of specific mass in the faces of the panels, significantly reduced wettability and increased the mass loss of the panels submitted to P. placenta and G. trabeum fungi. In Experiment IV the heat treatment promoted significant improvements for AA2h, AA24h, IE2h and IE24h, but reduced MoR, MoE, APS, APT and LI, which were improved with the increase of the adhesive content, as well as the density profile. There was no significant influence on wettability, comparing the panels with the same adhesive content and different adhesive contents. In general, the panels showed significant improvements in the biological resistance with thermortification and increase in the adhesive content. Sugarcane bagasse and bamboo represent good alternatives of raw materials for confection of agglomerated sheets. The panels can be used for linings, thermal and acoustic insulation, coatings, decorative panels, components for civil construction, substrate for flooring, packaging small objects among other applications.
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Tratamento térmico, deposição por laser cladding e oxidação isotérmica da superliga à base de níquel MAR-M247 modificada com nióbio / Heat-treatment, laser cladding deposition and isothermal oxidation of the niobium-modified MAR-M247 nickel-based superalloy

Baldan, Renato 17 May 2013 (has links)
O objetivo do presente trabalho é avaliar a microestrutura e as propriedades da superliga MAR-M247 modificada com nióbio (composição nominal: 10,2% em peso Co; 10,2W; 8,5Cr; 5,6Al; 1,6Nb; 1,4Hf; 1,1Ti; 0,7Mo; 0,15C; 0,06Zr; 0,015B; Ni balanço) submetida a diferentes rotas de processamento (tratamento térmico, laser cladding e oxidação isotérmica). O material foi produzido por fusão por indução a vácuo na empresa Açotécnica S.A. (Jandira/SP). As amostras no estado bruto de fusão e tratadas termicamente (solubilização e envelhecimento em uma e duas etapas por diferentes temperaturas e tempos) foram analisadas por MEV e MEV-FEG com EDS. Também foram realizadas medidas de análise térmica diferencial (DTA), dureza, difração de raios X e simulações em Thermo-Calc, JMatPro e PandaT. Em outra parte desta tese, realizada no Instituto Superior Técnico em Lisboa/Portugal, as amostras da superliga MAR-M247(Nb) foram fundidas pela técnica de laser melting e caracterizadas por MEV-FEG, EDS, dureza e EBSD, além de diversos cálculos envolvendo os parâmetros de processo utilizados. Além disso, os experimentos de deposição de pós de NiCr, NiCrAl e NiCrAlY no substrato da superliga MAR-M247(Nb) utilizando a técnica de laser cladding permitiram calcular alguns parâmetros geométricos e analisar a microestrutura dos depósitos (MEV-FEG, EDS e medidas de dureza) após o processamento e os tratamentos térmicos. Na última parte desta tese, foram realizados ensaios de oxidação isotérmica a 1000°C por até 216 horas (ar estático) na superliga MAR-M247(Nb). As amostras oxidadas (superfície e seção transversal) foram analisadas por MEV, medidas por EDS (pontual, line scan e mapeamento) e difração de raios X, além de cálculos das constantes kp e n. Os resultados desta tese permitem comparar as temperturas solvus de ?\' (1210oC), solidus (1310oC) e liquidus (1360oC) obtidas por Thermo-Calc com as temperaturas solvus de ?\' (1238oC), de fusão incipiente (1281oC) e liquidus (1370oC) obtidas por experimentos de análise térmica diferencial para a superliga MAR-M247(Nb). A microestrutura da superliga MARM247(Nb) no estado bruto de fusão é dendrítica com carbetos de W, Ti, Nb e Hf nas regiões interdendríticas. O tratamento de solubilização a 1260°C por 8 horas foi escolhido como condição ideal, enquanto que o tratamento de envelhecimento a 980°C por 80 horas apresentou o maior tamanho de partícula de ?\'. O material fundido pela técnica de laser melting apresentou trincas devido à formação de regiões eutéticas ?/?\' de baixo ponto de fusão. A microestrutura dos depósitos de NiCr, NiCrAl e NiCrAlY as clad é dendrítica com a fase solução sólida ?-Ni(Cr), além de poros e óxidos/carbetos. O depósito de NiCrAlY possui fases ricas em ítrio. A amostra de NiCr tratada 1150oC por 50 horas não apresentou evidências de segregação enquanto que as amostras de NiCrAl e NiCrAlY apresentaram a fase ?\' precipitada fina e uniformemente após tratamento térmico a 1100 e 1150°C por 10 e 50 horas. A estrutura da camada óxida da superliga MAR-M247(Nb) submetida a ensaios de oxidação isotérmica a 1000°C por até 216 horas consiste de NiO na camada externa, Cr2O3, TiO2, CoO, espinélios de (Ni,Co)Cr2O4 e partículas de W20O58 e HfO2 na camada intermediária e Al2O3 na camada interna. Finalmente, conclui-se que a microestrutura e as propriedades da superliga MAR-M247(Nb) são alteradas quando as rotas de processamento (tratamento térmico, laser cladding e oxidação isotérmica) mudam. / The aim of this work is to evaluate the microstructure and the properties of the niobiummodified MAR-M247 superalloy (nominal composition: 10.2 weight percent of Co; 10.2W; 8.5Cr; 5.6Al; 1.6Nb; 1.4Hf; 1.1Ti; 0.7Mo; 0.15C; 0.06Zr; 0.015B; Ni balance) submitted to different processing routes (heat-treatment, laser cladding and isothermal oxidation). The material was produced by vacuum induction melting at Açotécnica Company (Jandira/SP). The as-cast and heat-treated samples (solution and aging in one and two steps at different temperatures and times) were analyzed in SEM and FEG-SEM with EDX. Differential thermal analysis (DTA), hardness, X-ray diffraction and simulations with Thermo-Calc, JMatPro and PandaT were performed as well. In another part of this thesis, performed at Instituto Superior Técnico in Lisbon/Portugal, the samples of the MAR-M247(Nb) superalloy were produced by laser melting technique and characterized by FEG-SEM, EDX, hardness, and EBSD, besides some calculations involving the process parameters utilized. Furthermore, the experiments of NiCr, NiCrAl and NiCrAlY powder deposition on the substrate of MAR-M247(Nb) superalloy utilizing the laser cladding technique allowed the calculation of some geometric parameters, as well as the analysis of the microstructure of the deposits (FEG-SEM, EDX and hardness) after the processing and the heat-treatments. In the last part of this work, experiments of isothermal oxidation at 1000°C for up to 216 hours (static air) were performed in the MAR-M247(Nb) superalloy. The oxidized samples (surface and cross-section) were analyzed by SEM, EDX (punctual, line scan and mapping) and X-ray diffraction, besides some calculations of kp and n constants. The results of this thesis allow comparing the ?\' solvus (1210oC), solidus (1310oC) and liquidus (1360oC) temperatures obtained by Thermo-Calc with the ?\' solvus (1238oC), incipient melting (1281oC) and liquidus (1370oC) temperatures obtained by differential thermal analysis experiments of the MARM247(Nb) superalloy. The microstructure of the as-cast MAR-M247(Nb) superalloy is dendritic with W, Ti, Nb and Hf carbides in the interdendritic regions. The solution heattreatment at 1260°C for 8 hours was chosen as the ideal condition, whilst the aging heattreatment at 980°C for 80 hours presented the highest ?\' particle size. The material processed by laser melting technique showed cracks due to formation of low melting point ?/?\' eutectic regions. The microstructure of the NiCr, NiCrAl and NiCrAlY as clad deposits is dendritic with the ?-Ni(Cr) solid solution phase, besides pores and oxides/carbides. The NiCrAlY deposit has yttrium-rich phases. The NiCr sample heattreated at 1150oC for 50 hours didn\'t present evidences of segregation whilst the NiCrAl and NiCrAlY samples presented fine and uniform ?\' phase precipitated after the heattreatment at 1100 and 1150°C for 10 and 50 hours. The structure of the oxide layer of the MAR-M247(Nb) superalloy submitted to isothermal oxidation experiments at 1000°C for up to 216 hours has NiO in the outer layer, Cr2O3, TiO2, CoO, (Ni,Co)Cr2O4 spinels and W20O58 and HfO2 particles in the intermediate layer, and Al2O3 in the inner layer. Finally, it is possible to conclude that the microstructure and the properties of the MAR-M247(Nb) superalloy are modified when the processing routes (heat-treatment, laser cladding and isothermal oxidation) are changed.

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