L’objectif de cette thèse est d’aboutir à une meilleure compréhension des mécanismes de ségrégation du bore aux joints de grains austénitiques (γGB) et de leur effet sur la décomposition de l’austénite. En effet, l’addition de très faibles quantités de bore comme élément d’alliage permet d’augmenter de manière remarquable la résistance mécanique des aciers à très haute résistance. Cet effet est lié à l’état du bore aux γGBs qui décale la cinétique de décomposition de l’austénite.Tout d’abord, la distribution du bore dans la microstructure a été identifiée de manière très précise à l’aide des analyses de la même zone par Nano-SIMS et par MEB. De plus, le couplage de la sonde atomique tomographique et du Nano-SIMS a apporté une meilleure quantification de l’état du bore dans la microstructure. Ces études ont été réalisées après différents traitements thermiques qui ont été conçus spécifiquement pour étudier séparément chaque mécanisme. L’ensemble de ces résultats permet d’écarter la contribution de la ségrégation hors équilibre et confirme la présence d’un équilibre local entre les γGBs et la solution solide dans leurs voisinages. Par conséquent, le niveau de ségrégation du bore aux γGBs est contrôlé par l’état de précipitation des borures qui définit la concentration du bore en solution solide.Par ailleurs, des mesures de DRX in situ et de dilatomètrie ont été effectuées afin de suivre les cinétiques de formation de la bainite. Les résultats montrent que la cinétique de formation de la bainite est retardée en augmentant la quantité de bore ségrégé, par contre l’augmentation de la taille de grain austénitique l’accélère. / The aim of this thesis is to lead to a better understanding of the mechanisms of boron segregation at austenite grain boundaries (γGB) and its effect on the austenite decomposition. Indeed, the small quantity of boron as alloying element remarkably improves the mechanical resistance of the advanced high strength steels. This effect is related to the boron state at γGBs, which delays the kinetics of austenite decomposition.The boron distribution in the microstructure was precisely identified thanks to the analyses of the same field by using correlative nano-SIMS and SEM. In addition, the coupling of APT and nano-SIMS provided a better quantification of the boron state in the microstructure. These studies were performed after different heat treatments, which were specifically designed to study separately each mechanism. The results excludes the contribution of non-equilibrium segregation mechanism on boron segregation at γGBs and confirm the local equilibrium between the γGBs and the solid solution at the γGBs vicinity. Consequently, the level of boron segregation at γGBs is controlled by boride precipitation, which controls the concentration of boron in solid solution.Measurements of in situ XRD and the dilatometry were performed in order to follow the kinetics of bainite formation. The specific heat treatments were applied before bainite formation in order to study the effect of boron segregated amount at γGBs and the austenite grain size. These results show that the kinetics of bainitic transformation is delayed by the increase of boron segregated amount. Whereas, the increasing of austenite grain size accelerates the kinetics of bainitic transformation.

This study is to compare the performance of recycled aggregate concrete and the impact of up to 50% cement replacement with fly ash on durability. Water content, sieve analysis, standard and modified compaction tests were performed to assess the physical properties of the recycled aggregate concrete. Accelerated aging tests were performed to predict the long term durability of the recycled aggregate concrete. Following Arrhenius modeling and TTS and SIM accelerated aging protocols, a time versus stiffness master curve was created. This allowed the prediction of equivalent age using experimental data and theoretical analysis. To account for environmental exposure, the specimens underwent 24 and 48 hours of wet-dry cycling and subjected. Overall there was an increase in stiffness and strength from the specimens containing fly ash. All tests performed predicted equivalent age beyond the testing period of 144 hrs. and up to 7 years. Specimens containing fly maintained a constant and higher density to environmental exposure. / by Lillian Gonzalez. / Thesis (M.S.C.S.)--Florida Atlantic University, 2010. / Includes bibliography. / Electronic reproduction. Boca Raton, Fla., 2010. Mode of access: World Wide Web.

In recent years, high strength concrete (HSC) is becoming an attractive alternative to traditional normal strength concrete (NSC), and is used in a wide range of applications. With the increased use of HSC, concern has developed regarding the behavior of such concrete in fire. Until now, the fire performance of HSC is not fully understood and more research is needed. Full-scale fire testing is time consuming and expensive, and the real fire scenario is different from the standard fire. Performance-based assessment methods, including numerical analysis and simplified method, are being accepted in an increasing number of countries. In this dissertation, the fire testing results both of HSC and NSC are presented, performance-based numerical models are developed to study the fire performance of reinforced concrete (RC) members, and simplified calculation methods are proposed to estimate the load capacity of fire-damaged RC columns/beams. A detailed and comprehensive literature review is presented that provides background information on the high temperature behavior of concrete materials and RC members, as well as information on fire performance assessment procedures and objectives. The fire testing results of seven batches of HSC and NSC are presented and discussed. The test results indicated that the post-fire re-curing results in substantial strength and durability recovery, and its extent depends upon the types of concrete, temperature level, and re-curing age. The fire tests also showed that violent explosive reduced the risk of HSC explosive spalling. The surface crack widths were also reduced during the re-curing process, and in most cases, they were found within the maximum limits specified by the American Concrete Institute (ACI) building code. / Numerical models are developed herein to investigate the behavior in fire of RC columns and beams. The models have been validated against fire test data available in literature, and used to conduct parametric studies, which focused on the size effect on fire resistance of RC columns, and the effect of concrete cover thickness on fire endurance of RC beams. Simplified calculation methods have been developed to predict the load capacity of fire damaged RC columns/beams. This method is validated by five case studies, including thirty-five RC columns tested by other investigators. The predicted results are compared with the experimental results, and the good agreement indicates the adequacy of the simplified method for practical engineering applications. / by Lixian Liu. / Thesis (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2009. / Includes bibliography. / Electronic reproduction. Boca Raton, Fla., 2009. Mode of access: World Wide Web.

O concreto é um dos materiais mais utilizados pela indústria da construção civil. Apesar de novos materiais terem entrado no setor da construção, ele não perdeu o seu valor devido as suas boas propriedades mecânicas, baixo custo e a alta flexibilidade construtiva. O concreto é responsável por uma parcela significativa do impacto humano ao meio ambiente, mas apesar de tudo é um dos materiais mais empregados e importantes da atualidade. A necessidade em agregar valor à grande quantidade de resíduos gerados no mundo é uma oportunidade para inclusão de novos materiais na formulação dos concretos, em substituição aos tradicionais. Quando as matérias-primas naturais são substituídas por resíduos sólidos, vários benefícios são alcançados, como a conservação dos recursos naturais, minimização da eliminação inadequada de rejeitos e liberação de áreas para fins mais nobres. Resíduos de vidro podem ser considerados como potenciais componentes do concreto e a sua utilização na produção dos mesmos impede a sua simples disposição em aterros. Dependendo do tamanho da partícula e da proporção de vidro utilizada na produção de concreto, comportamentos opostos podem ser observados: i) a reação álcali sílica relacionada a efeitos negativos de expansão, e ii) a reação pozolânica que melhora a resistência mecânica. Com a finalidade de promover o uso sustentável das matérias-primas amazônicas na construção civil de Manaus, foram produzidos concretos convencionais empregando-se seixo de rio e brita granítica como agregados graúdos, levando-se em conta fatores como disponibilidade regional e melhores características mecânicas. Os resultados de resistência à compressão axial e tração por compressão diametral entre os concretos produzidos com os dois tipos de agregados não apresentaram diferenças significativas. Com os resultados da pesquisa para o concreto convencional, realizou-se o desenvolvimento de concretos de alta resistência. Nesta fase, a pesquisa avaliou o efeito de resíduos de vidro moído em adição ou substituição ao cimento Portland na resistência mecânica de concretos, através de ensaios de compressão axial e tração por compressão diametral aos 7, 14, 21, 28 e 90 dias de cura, como resultado da atividade pozolânica do pó de vidro abaixo de 75 μm. O nível mais adequado de substituição do cimento por pó de vidro foi de 10%, que apresentou acréscimo de resistência à compressão axial de 69 MPa para 71 MPa aos 90 dias em comparação ao concreto convencional, enquanto que as misturas com adição de vidro apresentaram crescimento em praticamente todas as idades, comparadas à mistura de controle. A pesquisa também avaliou o desempenho de misturas com substituição e adição de sílica ativa, que apresentaram melhores resultados de resistência em relação às misturas contendo apenas pó de vidro reciclado. Os resultados obtidos mostraram que tanto o vidro em pó quanto a sílica têm efeito significativo na resistência do concreto. / Concrete is one of the materials most used by the construction industry. Although new materials entered the construction industry, it did not lose its value due to its good mechanical properties, low cost and high constructive flexibility. Concrete is responsible for a significant portion of the human impact on the environment, but it is one of the most used and important materials nowadays. The need to add value to the large amount of waste generated in the world is an opportunity to include new materials in the formulation of concrete instead of traditional ones. When natural raw materials are replaced by solid waste, several benefits are achieved, such as conserving natural resources, minimizing the improper disposal of waste, and releasing areas for nobler purposes. Glass waste can be considered as potential components of the concrete and its use in the production of these prevents its simple disposal in landfills. Depending on the particle size and the glass ratio used in concrete production, opposite behaviors can be observed: i) the silica alkali reaction related to negative expansion effects, and ii) the pozzolanic reaction that improves mechanical strength. In order to promote the sustainable use of Amazonian raw materials in the civil construction of Manaus, conventional concretes were produced by using river pebbles and granite gravel as large aggregates, taking into account factors such as regional availability and better mechanical characteristics. The results of axial compressive strength and diametral compression traction between the concretes produced with the two types of aggregates did not present significant differences. With the results of the research for the conventional concrete, the development of concrete of high resistance was carried out. In this phase, the research evaluated the effect of ground glass residues on addition or substitution to Portland cement in the mechanical strength of concretes, through axial compression and diametral compression traction at 7, 14, 21, 28 and 90 days of cure, as a result of the pozzolanic activity of the glass powder below 75 μm. The most adequate level of substitution of cement by glass powder was 10%, which presented increase of axial compressive strength from 69 MPa to 71 MPa at 90 days in comparison to conventional concrete, while the mixtures with glass added showed growth at almost all ages, compared to the control mix. The research also evaluated the performance of mixtures with substitution and addition of active silica, which presented better resistance results compared to mixtures containing only recycled glass powder. The results showed that both glass and silica have a significant effect on the strength of the concrete.

Este trabalho tem o objetivo de analisar teórica e experimentalmente o comportamento de consolos de concreto armado. Para tal, foi realizada uma revisão bibliográfica, buscando os artigos mais recentes e as principais normas que tratam deste assunto. Foram analisados mais de trezentos consolos encontrados na literatura. Nesta análise, as forças de ruína experimentais foram comparadas com a forças de ruínas calculadas segundo as normas: ACI-318M-89, CAN3-A23.3-M-84 e NBR-9062/85. Para complementar este estudo, foram ensaiados oito consolos de concreto de alta resistência, os quais apresentavam: as mesmas dimensões, a mesma armadura principal e diferentes taxas de armadura de costura. A resistência do concreto variou de 50 MPa a 80 MPa. Estes consolos tiveram suas forças de ruína comparadas com as previstas pelas normas já citadas. Além disto, foram analisadas: as deformações na armadura, medidas a cada nível de carregamento, e o ângulo de inclinação das tensões principais, medidos no centro geométrico da provável biela comprimida. De acordo com as análises realizadas, pode-se observar que o uso de concreto de alto desempenho na confecção de consolos é bastante eficaz. Entretanto, é necessário o uso de taxas adequadas de armadura, que são basicamente as mesmas indicadas para consolos de concreto de resistência convencional. O dimensionamento de consolos segundo as normas citadas foi bastante satisfatório. Entretanto, no cálculo da força de ruína das peças ensaiadas por outros pesquisadores, os resultados não foram tão satisfatórios, pois estes consolos analisados nem sempre apresentavam o detalhamento conforme recomendam estas normas. / The aim of this work is to analyze theoretically and experimentally the behavior of reinforced concrete corbels. A bibliographic review was done, searching for the most recent papers and the main codes concerning to this subject. It was analyzed more than there hundred corbels found in the literature. In this analysis, the experimental failures forces were compared to the failure forces calculated by the followings codes: ACI-318M-89; CAN3-A23.3-M-84 and NBR-9062/85. To complement this work, eight corbels of high-strength concrete were made with the same dimensions, the same main reinforcement and different rates of secondary reinforcement. The strength of the concrete ranged from 50 MPa to 80 MPa. These corbels had their failure forces compared with the failure forces postulated by the codes. It was also evaluated the deformations of the reinforcement, considered in each level of loading, and the angle of inclination of the main stresses, measured in the geometric center of probable compressed diagonal. By this analysis, it was observed that the use of high-strength concrete in the construction of corbels is quitely efficient. Although, it is necessary the use of proper reinforcement ratios, that are basically the same indicated for corbels with low-strength concrete. The design of corbels by the cited codes was quitely satisfactory. By the way, the calculation of the failure force of corbels made by others researchers were not satisfactory. The probable reason was that the corbels did not present the reinforcement details recomended by these codes.

Foram realizados ensaios de dilatometria em ligas não comerciais que apresentam microestrutura bainítica após o resfriamento contínuo. As variações de composição química foram realizadas sobre o aço destinado para construção mecânica AISI 5120 com adições de molibdênio, boro e nióbio. Os ensaios foram conduzidos no dilatômetro com atmosfera e temperatura controlada. No dilatômetro, foram aplicados resfriamentos contínuos em diferentes velocidades a partir da temperatura em que normalmente peças forjadas são reaquecidas. Tradicionalmente, a classe dos aços apresentados neste trabalho é exposta ao tratamento térmico de têmpera e revenimento e apresentam microestrutura martensítica. Com o objetivo de eliminar o tratamento térmico realizado pós conformação, foi proposto como substituição os aços bainíticos. Aços bainíticos não exigem tratamento térmico pós conformação e, apenas com a aplicação de um resfriamento controlado, é possível obter uma microestrutura que apresenta propriedades (tensão de escoamento e tenacidade) iguais ou melhoradas em relação ao material temperado e revenido. As microestruturas obtidas nas diferentes ligas resfriadas de maneira contínua foram caracterizadas de modo a estabelecer relações entre a velocidade de resfriamento e produtos formados, morfologia e fração de microconstituíntes. A caracterização microestrutural foi realizada de maneira intensiva de modo a relacionar desde propriedades magnéticas com padrões de difração de raios X das amostras para medição da fração de austenita retida. O objetivo deste trabalho foi investigar qual é a influência do molibdênio, boro e nióbio no resfriamento contínuo de aços bainíticos, bem como estabelecer o intervalo de velocidades de resfriamento em que é possível obter de maneira homogênea a estrutura bainítica. Após o resfriamento, os corpos de prova foram caracterizados por metalografia (microscopia óptica e eletrônica de varredura), dureza, saturação magnética, difração de raios x e EBSD. De fato foi verificado o efeito do molibdênio, boro e nióbio na cinética de decomposição da austenita no resfriamento contínuo e estabelecido relações entre a microestrutura obtida, velocidade de resfriamento e composição química. Foi observado também o efeito do molibdênio, boro e nióbio em evitar a transformação ferrítica para baixas velocidades de resfriamento de modo a obter uma estrutura bainítica sob um maior intervalo de resfriamento. / Dilatometry tests were carried out in a non commercial alloy that showed bainitic microstructure after continuous cooling from the austenitization temperature. The chemical composition variations were performed on a base chemical composition of a commercial steel (AISI 5120), additions were of molybdenum, boron and niobium. The tests were conducted on the dilatometer with atmosphere and temperature control. In the dilatometer, continuous cooling was carried out at different rates from the temperature in which the reheating of forged parts is usually performed. Traditionally, the steels used for this application are quenched and tempered and present a predominantly tempered martensite microstructure; bainitic steels were proposed as a substitution in order to eliminate further heat treatments after forging. The bainitic steels do not require post-conformation heat treatment: only with the application of a controlled continous cooling is possible to obtain a homogenous bainitic microstructure which has equal or improved properties (yield strength and toughness) comparing to quenched and tempered material. The microstructures obtained from the different alloys continuously cooled were characterized in order to establish relations between the cooling rate and formed products, morphology and volume fraction of phases. The microstructural characterization was carried out intensively and correlated with magnetic properties and X-ray diffraction patterns of the samples. The objectives of this work were to investigate the influence of molybdenum, boron and niobium on the continuous cooling of bainitic steels, as well as to establish the range of cooling rates needed in order to obtain an homogeneous bainitic structure. After cooling, the specimens were characterized by metallography (optical and scanning electron microscopy), hardness, magnetic saturation, x-ray diffraction and EBSD. The effect of molybdenum, boron and niobium on the kinetics of austenite decomposition in the continuous cooling was verified and relationships established between the microstructure, cooling rate and chemical composition. It was also observed the effect of molybdenum, boron and niobium in avoiding ferritic transformation at low cooling rates in order to obtain a bainitic structure under a longer cooling interval.

Aplicações de aço de ultra-alta resistência, como aqueles aplicados em aeronaves, exigem materiais com uma combinação excepcional de propriedades mecânicas, dentre as quais, elevada resistência mecânica, tenacidade e resistência à fadiga. O VART 100 é um novo desenvolvimento da Indústria Villares Metals e apresenta-se como uma nova alternativa de aços de ultra-alta resistência atualmente no mercado internacional, sendo sua composição química diferenciada, devido a um maior teor de níquel, cromo, molibdênio, adição de cobalto e baixo teor de carbono. O presente trabalho tem como objetivo estudar a tenacidade ao impacto e a vida em fadiga (S-N) do aço VART 100 e compará-lo com valores obtidos na literatura para os aços de ultra-alta resistência tais como os aços SAE 300M e AerMet100. Para o atendimento deste objetivo, foram executadas análises metalográficas, ensaio de impacto conforme norma ASTM E23, ensaios de fadiga rotativa em controle de tensão para obtenção das curvas tensão versus vida, S-N, conforme especificado pela norma DIN 50113, análise das superfícies fraturas e microestruturas, observados em microscópios óticos, eletrônico de varredura e transmissão.Quanto a composição química do VART 100 observa-se que com excessão do \'AL\' este atendeu a especificação da norma SAE AMS6532 acarretando a formação de inclusões não metálicas de alumina. Com relação aos ensaios de impacto, a energia absorvida superou os resultados do aço 300M, mas ficou muito inferior ao Aermet100. Observou-se a presença de fratura intergranular em alguns CPS o que nos leva a suspeitar da presença de cementita nos contornos de grão. Quanto ao médio do limite de resistência a fadiga dos três aços, encontramos valores de 800, 850 e 936 MPa para o 300M, VART 100 e AerMet100, respectivamente. Analisando as superfícies fraturadas após ensaio de fadiga, identificamos e localizamos partículas de alumina na superfície, sub-superficie e internamente no material, com diâmetro variando entre 12,2 e 15,6 &#956m, que atuaram como núcleos para a formação de trincas por fadiga e possivelmente reduzindo a tenacidade ao impacto do VART 100. De forma geral o VART 100 apresenta boas propriedades mecânicas de resistência, de tenacidade e de limite de resistência a fadiga, os quais são superiores aos valores do 300M mas ainda inferior ao AerMet100. / Ultra high strength steel applications, such as those in aircrafts, require materials with an exceptional combination of mechanical properties, including high strength, toughness and fatigue resistance. The VART 100 is a new development of Villares Metals Industry and presents itself as a new alternative of steel with ultra-high strength currently on the international market, with its distinctive chemical composition, due to a higher content of nickel, chromium, molybdenum, adding cobalt and low carbon. The present work aims to study the impact toughness and life in fatigue (S-N) steel VART 100 and compare it with values from the literature for ultra high-strength steels such as steel and SAE 300M AerMet100. To meet this objective, metallographic analysis, impact test according to ASTM E23, rotative fatigue testing in tension control to obtain the stress versus life curves, S-N were performed as specified by DIN 50113, analysis of fracture surfaces and microstructures observed in optical microscopes, scanning electron and transmission.The results indicate that the VART steel exhibits excellent mechanical properties its upper than 300M steel, but some of those lower than AerMet100. The chemical composition of VART100 is observed that with the exception of \'AL\' is accord to specification SAE AMS6532 leading to formation of non-metallic inclusions of alumina. Regarding the impact tests, the absorbed energy is upper than results of the 300M steel, but was much lower than Aermet100. We observed the presence of intergranular fracture in some CPS which leads us to suspect the presence of cementite at grain boundaries. As for the average fatigue endurance limit of the three steels, the values found were 800, 850 and 936 MPa for the 300M, and VART 100 AerMet100 respectively. Analyzing the fractured surfaces after fatigue test, we identified and located alumina particles on the surface, sub-surface and inside the material, with diameters ranging between 12.2 and 15.6 µm, which acted as nuclei for the formation of cracks by fatigue and possibly reducing the impact toughness of the VART 100. Generally the VART 100 has good mechanical properties of strength, toughness and fatigue endurance limit, which values are greater than 300M but still lower than AerMet100.

Este trabalho apresenta um estudo dos mecanismos de fadiga em mola para válvula automotiva, realizado através da análise do comportamento mecânico correlacionado ao aspecto microestrutural. As amostras foram fabricadas em aço de alta resistência Si-Cr, submetidas a tratamentos térmicos convencionais (têmpera e revenimento) e não convencionais (austêmpera), obtendo um mesmo nível de dureza (aproximadamente 610 HV). Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de bancada com diversos níveis de carregamentos, controlados através de variação da amplitude de tensão cisalhante. Esta variação promoveu diferentes regimes de fadiga, conhecidos como alto e ultra-alto ciclo, para maiores e menores níveis de amplitudes de tensões, respectivamente. O desempenho foi medido através do cálculo da vida total em fadiga, probabilidade de sobrevivência, além da verificação do relaxamento da força elástica e da tensão residual. As amostras foram caracterizadas através de métodos metalográficos, determinação da composição química, ensaios de dureza e resistência à tração, além de técnicas difratométricas de raios-X. As superfícies de fratura foram investigadas utilizando técnicas de microscopia eletrônica de varredura Os mecanismos de início e propagação das trincas, de ambas as amostras, foram semelhantes, apesar do tratamento térmico proposto de austêmpera produzir uma microestrutura mista, com predominância de bainita inferior, contendo regiões esparsas de austenita retida. A microestrutura bainítica, resultante da austêmpera, quando comparada com as amostras martensíticas, geradas pela têmpera e revenimento, propiciou um aumento da vida total em fadiga nos maiores níveis de amplitudes das tensões, tendendo à equalização com a diminuição desta amplitude, além de apresentarem um maior relaxamento elástico, gerando uma discreta diminuição de magnitude da tensão média. Por outro lado, não houve relaxamento das tensões residuais, em ambas as amostras, após uma quantidade significativa de ciclos, portanto este fenômeno não influenciou em sua vida total. / This paper presents a study on the valve spring fatigue mechanisms, carried out through analysis of mechanical behavior correlated to microstructural aspect. The samples were made of high strength steel Si-Cr, obtained by conventional (quenching and tempering) and unconventional (austempering) heat treatments, generating a single level of hardness (approximately 610 HV). The samples were subjected to bench test with various loading levels, controlled through shear stress amplitude fluctuation. This variation has promoted distinct fatigue regimes known as high and ultra-high cycle, for greater and smaller levels of stress amplitudes, respectively. The performance was measured by calculating the fatigue total life, survival probability, verification of the elastic force and residual stress relaxation. The samples were characterized by means of metallographic methods, chemical composition analysis, hardness/tensile strength testing and X-ray diffractometry techniques. The fracture surfaces were investigated using scanning electron microscopy techniques. The cracks initiation and propagation mechanisms were similar in both samples; despite the proposed austempering heat treatment produced a mixed microstructure with predominance of lower bainite, containing sparse regions of retained austenite. The bainitic microstructure, resulting of austempering, when compared with martensitic samples, generated by quenching and tempering, led to an increase in fatigue total life under higher levels of stress amplitudes, but tending to be the same as the stress amplitude deacresases and the number of cycles increases. On the other hand, there was no residual stresses relaxation in both samples, after a significant amount of cycles, so this phenomenon did not influence the total life.

Os Aços Avançados de Alta Resistência ou AHSS (do inglês Advanced High Strength Steels) apresentam muitas vantagens mecânicas em relação aos aços convencionais. Seu uso crescente na indústria automotiva deve-se principalmente à sua capacidade de possibilitar a redução de peso e, ao mesmo tempo, o aumento da segurança aos ocupantes do veículo em caso de colisões. No entanto, apresentam maiores dificuldades no que se refere à conformabilidade (maiores níveis de solicitação e desgaste das ferramentas, menor deformabilidade plástica, etc). Assim, alguns testes para avaliar a conformabilidade destes materiais ganham maior importância. É o caso do Teste de Expansão de Furos, cuja propriedade medida é a Razão de Expansão de Furos (REF). Neste trabalho investiga-se o processo de expansão de furos para o aço avançado de alta resistência (AHSS) martensítico DOCOL 190M, sob as seguintes condições de processo: duas formas de obtenção do furo (jato d’água e usinagem); duas geometrias distintas de punções (cônico de 60º e elíptico); diversos diâmetros do furo inicial; com e sem o uso de lubrificante; com acabamento diferenciado da borda do furo; e expansão com deslocamento do punção em etapas. Os experimentos demonstram que a expansão de furos possui uma estreita relação com a geometria do punção utilizado para a expansão, bem como com o diâmetro do furo inicial, acabamento da borda e condições de lubrificação. A partir dos resultados experimentais de expansão de furos foi possível realizar a calibração de um software de simulação computacional em relação ao dano crítico do material no momento da fatura na borda do furo. / Advanced High Strength Steels (AHSS) offer many mechanical advantages over conventional steels. Its increasing use in the automotive industry is mainly due to its ability to reduce weight and, at the same time, increase occupant safety in the event of collisions. However, they present greater difficulties with respect to the formability (higher levels of solicitation and wear of the tools, lower plastic formability, etc). Thus, some tests to evaluate the formability of these materials come to have greater importance. This is the case of the Hole Expansion Test, whose measured property is the Hole Expansion Ratio (REF). This work investigates the hole expansion process for a martensitic advanced high-strength steel (AHSS), DOCOL 190M, under the following process conditions: two ways of obtaining the hole (water jet and machining); two different geometries of punctures (conical of 60º and elliptical); various diameters of the initial hole; with and without the use of lubricant; with differentiated finishing of the hole edge; and expansion with punch displacement in steps. The experiments demonstrate that the hole expansion has a close relationship with the geometry of the punch used for the expansion, as well as the initial hole diameter, edge finish and lubrication conditions. From the experimental hole expansion results it was possible to carry out the calibration of a computational simulation software in relation to the critical damage of the material at the moment of hole edge rupture.

Thesis (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 1981. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING. / Includes bibliographical references. / by David Matthew DeLonga; Ensign, USN. / M.S.