Este estudo apresenta uma abordagem para a determinação do campo de temperaturas e tensões residuais desenvolvidos durante a soldagem de uma solda do tipo ring-weld. Devido à complexidade da junta soldada e à velocidade de deposição, um modelo de elementos finitos sólido-tridimensional foi elaborado para a solução do campo de temperaturas e tensões residuais. As características não-lineares do fenômeno tais como a dependência das propriedades físicas e mecânicas com a temperatura e a deposição de material ao longo da soldagem foram consideradas neste estudo. Um ensaio com termopares foi realizado com a finalidade de comparação e validação do modelo térmico utilizado. Os resultados obtidos mostraram uma boa correlação entre o ensaio e o modelo numérico, permitindo uma maior confiabilidade para a execução do modelo mecânico subseqüente. Os resultados do modelo mecânico para a determinação das tensões residuais não foram comprovados por ensaio, porém os resultados se apresentaram qualitativamente satisfatórios. / This study presents an approach to determine the temperature field and residual stresses developed during the welding of a ring-weld. Due to the complexity of the welded joint and its deposition speed, a 3D solid finite element model was constructed for solving the temperature and residual stress fields. The non-linear characteristics of the phenomenon such as, the temperature dependence of the physical properties and the material deposition through the welding process were taken into account. A thermocouple test was performed in order to compare and validate the thermal model used. The results obtained have shown a good correlation between the test and numerical model results, allowing a greater reliability to the execution of the subsequent mechanical model. The results of the mechanical model used for determining the residual stresses were not verified by testing, but the results were qualitatively adequate.

O comportamento eletroquímico do aço inoxidável 304 foi estudado em meios de ácido sulfúrico a várias temperaturas, utilizando reagentes de diferentes graus de pureza, na ausência e presença de benzotriazol (BTAH). Foram feitos ensaios gravimétricos, medidas de potencial de circuito aberto e curvas de polarização potenciostática anódicas e catódicas e análise dos produtos de corrosão por espectrometria de emissão atômica. O objetivo deste estudo foi avaliar a performance do BTAH como inibidor em banhos de decapagem industriais de H2SO4. O BTAH mostrou-se um inibidor efetivo para o aço 304 em toda a faixa de concentração de ácido e temperatura estudadas. A eficiência do inibidor- decresce com o aumento de temperatura e da concentração de H2SO4. O filme inibidor obedece à isoterma de Langmuir, tanto a 28,0 °C quanto 70,0°C, e os valores de energia livre de adsorção sugerem adsorção química. As impurezas presentes nos reagentes exercem pouco efeito na eficiência do inibidor. Estudos potenciostáticos mostraram que o BTAH é um inibidor anódico em toda a faixa de potencial e temperatura estudadas. Do ponto de vista tecnológico, os resultados mais importantes são: o BTAH inibe o processo de corrosão do aço, mas não impede a dissolução dos óxidos (carepa); o BTAH não promove dissolução seletiva dos elementos de liga. / The electrochemical behaviour of 304 stainless steel in sulfuric acid media containing benzotriazole (BTAH), was studied at different temperatures, using reagents of different purity grades. Weight loss experiments, open circuit potential measurements, anodic and cathodic potentiostatic polarisation curves and corrosion product analysis by atomic emission spectrometry were made. This study had as objective to evaluate the BTAH perfonnance as corrosion inhibitor in H2SO4 pick1ing baths. BTAH showed to be an effective inhibitor for 304 SS on the entire range of acid concentration and at alI studied temperatures . Inhibitor efficiency decreases as the temperature or acid concentration mcrease. The inhibitive film obeys to Langmuir isothenn, at 28,0 °C as well at 70,0 °C, and free energy adsorption values suggest chemical adsorption. The impurities present in the reagents have little effect on the inhibitor efficiency. Potentiostatic studies have shown that BTAH is an anodic inhibitor on the entire range of potential and at alI studied temperatures. The principal result for pickling baths aplication are that BTAR prevents the steel corrosion, but it does not avoid the scale dissolution and it does not promote selective steel dissolution.

SUDOSCAN TM est une nouvelle technologie, conçue par la société " Impeto Médical ", pour l'analyse des fonctions sudomotrices, permettant de réaliser un diagnostic précoce du diabète. Cette technique non invasive est fondée sur des mesures de conductance de la peau via l'application de tensions de faible amplitude entre des électrodes de nickel appliquées au niveau de la peau et la mesure des faibles courants générés. La sensibilité de cette technologie est attribuée à la sensibilité des électrodes à la composition de la sueur. Dans ce contexte et pour étayer cette hypothèse, une étude approfondie du comportement électrochimique du nickel a été menée dans des solutions mimant la sueur et à l'aide d'un montage mimant le dispositif médical. Cette étude a permis de déterminer l'origine des courants mesurés par SUDOSCANTM et montre que la nature des électrodes et la composition de la sueur en chlorure sont les deux paramètres clés de la sensibilité du nickel. Ceci nous a conduits à étudier l'influence de la concentration en chlorure sur la cinétique des réactions électrochimiques. Les mécanismes proposés et les paramètres cinétiques obtenus ont été ensuite exploités par Impeto Medical pour compléter un modèle théorique des signaux électriques obtenus durant les tests cliniques. Une évaluation du vieillissement des électrodes sur leurs performances a par ailleurs été menée en réalisant des analyses de surface par spectroscopies XPS et SIMS. Nos résultats ont mis en évidence l'importance d'alterner la polarité des électrodes pour assurer leur sensibilité et la reproductibilité des mesures. Néanmoins, lors d'une utilisation fréquente, l'interaction électrodes/sueur peut mener à une légère dégradation de la surface des électrodes. Finalement, les études électrochimiques ont été étendues à l'acier inox 304L comme matériau de remplacement du nickel afin de diminuer le risque allergique. L'étude électrochimique montre que l'inox 304L est sensible à la déviation de la balance ionique dans la sueur, ce qui fait de lui un matériau de substitution très prometteur.

O comportamento eletroquímico do aço inoxidável 304 foi estudado em meios de ácido sulfúrico a várias temperaturas, utilizando reagentes de diferentes graus de pureza, na ausência e presença de benzotriazol (BTAH). Foram feitos ensaios gravimétricos, medidas de potencial de circuito aberto e curvas de polarização potenciostática anódicas e catódicas e análise dos produtos de corrosão por espectrometria de emissão atômica. O objetivo deste estudo foi avaliar a performance do BTAH como inibidor em banhos de decapagem industriais de H2SO4. O BTAH mostrou-se um inibidor efetivo para o aço 304 em toda a faixa de concentração de ácido e temperatura estudadas. A eficiência do inibidor- decresce com o aumento de temperatura e da concentração de H2SO4. O filme inibidor obedece à isoterma de Langmuir, tanto a 28,0 °C quanto 70,0°C, e os valores de energia livre de adsorção sugerem adsorção química. As impurezas presentes nos reagentes exercem pouco efeito na eficiência do inibidor. Estudos potenciostáticos mostraram que o BTAH é um inibidor anódico em toda a faixa de potencial e temperatura estudadas. Do ponto de vista tecnológico, os resultados mais importantes são: o BTAH inibe o processo de corrosão do aço, mas não impede a dissolução dos óxidos (carepa); o BTAH não promove dissolução seletiva dos elementos de liga. / The electrochemical behaviour of 304 stainless steel in sulfuric acid media containing benzotriazole (BTAH), was studied at different temperatures, using reagents of different purity grades. Weight loss experiments, open circuit potential measurements, anodic and cathodic potentiostatic polarisation curves and corrosion product analysis by atomic emission spectrometry were made. This study had as objective to evaluate the BTAH perfonnance as corrosion inhibitor in H2SO4 pick1ing baths. BTAH showed to be an effective inhibitor for 304 SS on the entire range of acid concentration and at alI studied temperatures . Inhibitor efficiency decreases as the temperature or acid concentration mcrease. The inhibitive film obeys to Langmuir isothenn, at 28,0 °C as well at 70,0 °C, and free energy adsorption values suggest chemical adsorption. The impurities present in the reagents have little effect on the inhibitor efficiency. Potentiostatic studies have shown that BTAH is an anodic inhibitor on the entire range of potential and at alI studied temperatures. The principal result for pickling baths aplication are that BTAR prevents the steel corrosion, but it does not avoid the scale dissolution and it does not promote selective steel dissolution.

The thesis deals with a design of the tool that creates the conic press in the austhenitic inox 17 240 (X5CrNi18-10). In the first part are described the possible production technologies with a focus of non rigid tool. For the realization is chosen the Guerin process. The rigid tool is replaced by non rigid tool (rubber / polyurethane). In a final part is performed an evaluation of the influence of non rigid tool, lubricants and venting.

Os produtos podem causar impactos negativos ao meio ambiente em uma das suas etapas do ciclo de vida, quais sejam: aquisição de matéria-prima, fabricação, distribuição, uso e disposição final. A integração dos aspectos ambientais no projeto e no desenvolvimento de produto busca prevenir e minimizar os possíveis impactos ao longo de seu ciclo de vida. Esses impactos variam quanto à categoria, magnitude, extensão e duração. A principal metodologia para avaliar os impactos ambientais do ciclo de vida do produto é a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Contudo há diversos métodos e formas de aplicações desta metodologia. O primeiro objetivo é identificar os principais métodos da ACV, por meio de uma revisão sistemática, O segundo é realizar um estudo de caso comparativo da ACV entre dois tipos de cestos (de plástico e de aço inox) utilizados nas lavadoras de roupas automáticas, identificando os potenciais impactos ambientais, baseado no método EDIP. Os principais métodos identificados na revisão sistemática foram: Ecoindicator 99, EPS, CML Ecological Footprint e EDIP. A comparação do ciclo de vida dos dois cestos demonstra que, para as categorias de impactos de potencial de aquecimento global, acidificação, eutrofização, ecotoxidade e toxidade humana, o cesto inox tem uma maior contribuição para os potencias impactos ambientais em relação ao cesto de plástico, principalmente devido à maior distância transportada da matéria-prima do aço até a fabricação do cesto. / The products can cause negative impacts to the environment in one of their stages of the life cycle, which are: raw material acquisition, production, distribution, use and final disposition. The integration of the environmental aspects in the project and in the product development it looks for to prevent and to minimize the possible impacts along his life cycle. Those impacts vary as for the category, magnitude, extension and duration. The main methodology to evaluate the environmental impacts of the life cycle of the product is the Life Cycle Assessment (LCA). However there are several methods and forms of applications of this methodology. The first objective is to identify the main methods of LCA, through a systematic revision, THE second is to accomplish a study of comparative case of LCA among two types of baskets (of plastic and of stainless steel) used in the washers of automatic clothes, identifying the potentials environmental impacts, based on the method EDIP. The main identified methods in the systematic revision were: Echo-indicator 99, EPS, CML Ecological Footprint and EDIP. The comparison of the cycle of life of the two baskets demonstrates that, for the categories of impacts of potential of global warming, acidification, nutrient enrichment, ecotoxicity and human toxicity, the basket stainless steel has a larger contribution for the potencies environmental impacts in relation to the basket of plastic, mainly due to the largest transported distance of the raw material of the steel to the production of the basket.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-12T21:33:19Z No. of bitstreams: 1 LEOPOLDO VIANA BATISTA NETO - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 2575700 bytes, checksum: a10f0685285492d2302637ed070d9631 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T21:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LEOPOLDO VIANA BATISTA NETO - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 2575700 bytes, checksum: a10f0685285492d2302637ed070d9631 (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / Filmes finos de Nitreto de titânio (TiN) e Nitreto de titânio-zircônio (TiZrN) foram depositados sobre substratos de aço inoxidável 316 usando o método de Sputtering RF para deposição dos filmes. O planejamento de experimentos (DOE) tem sido reconhecido como um método poderoso para otimizar um processo complexo na indústria. Os efeitos do presente estudo foram verificar a viabilidade e confiabilidade da aplicação do método DOE em processos de Sputtering RF, otimizar os parâmetros de processamento para o processo de deposição, identificando os parâmetros sensíveis que afetam a espessura da camada depositada (E.C.D) e a resistência à corrosão (Ecorr.). Para o método de Sputtering RF, dois parâmetros, a taxa e tempo de deposição foram escolhidos para serem os parâmetros do processo. Depois da deposição, a estrutura de camada depositada foi caracterizada por Difração de Raios X (DRX) e por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Após o ensaio de polarização, a corrosão foi realizada a fim de investigar a relação entre o início da corrosão e a espessura da camada depositada. A análise de variância (ANOVA) foi realizada para avaliar os parâmetros sensíveis e prever as condições ideais. Com base na análise estatística, os parâmetros mais sensíveis no processo de Sputtering RF foram tanto a taxa como o tempo de deposição do filme fino. As melhores condições de deposição foram a taxa de deposição máxima e tempo máximo. / Titanium nitride (TiN) and titanium-zirconium nitride (TiZrN) thin films were deposited on ASTM F 138 stainless steel substrates using de Sputtering RF methods. Design of experiment (DOE) has long been recognized as a powerful method to optimize a complex process in industry. The purposes of present study were to verify the feasibility and reliability of the application of DOE method on de Sputtering RF processes and optimize the processing parameters for the deposition process, in which the sensitive parameters that affected the film properties were also identified. For de Sputtering RF method, two parameters, deposition rate and time were chosen to be the operating parameters. After deposition, the thin film structure was characterized by X-ray diffraction (XRD), and high-resolution scanning electron microscopy (SEM). After the polarization test, the corrosion analysis was carried out in order to investigate the relationship between the corrosion initiation and the thickness of the deposited layer. The analysis of variance (ANOVA) was conducted to assess the sensitive parameters and predict the optimum conditions. Based on the statistical analysis, the most sensitive parameters in de Sputtering RF process were both the deposition rate and time. The optimum deposition conditions in each system were maximum deposition rate and time.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JacianeMC_DISSERT.pdf: 3460773 bytes, checksum: d19c1cd7ea69109eb74a87fddcc67376 (MD5) Previous issue date: 2014-07-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Metal-Ceramic (M/C) Zirconia-stainless steel interfaces have been processed through brazing techniques due to the excellent combination of properties such as high temperature stability, high corrosion resistance and good mechanical properties. However, some M/C interfaces show some defects, like porosity and cracks results in the degradation of the interfaces, leading even to its total rupture. Most of time, those defects are associated with an improper brazing parameters selection to the M/C system. In this work, ZrO2 Y-TZP and ZrO2 Mg - PSZ were joint with the stainless steel grade 304 by brazing using a eutectic silver-copper (Ag28Cu) interlayer alloy with different thermal cycles. Ceramic surfaces were previous mechanically metallized with titanium to improve adhesion of the system. The effect of temperature on the M/C interface was studied. SEM-EDS and 3 point flexural bend test were performed to evaluate morphology, chemical composition and mechanical resistance of the M/C interfaces. Lower thermal cycle temperatures produced better results of mechanical resistance, and more regular/ homogeneous reaction layers between braze alloy and metal-ceramic surfaces. Also was proved the AgCu braze alloy activation in situ by titanium / Interfaces metal/cer?mica zirc?nia/a?o inox processadas via brasagem v?m sendo utilizadas devido a sua combina??o de propriedades tais como: estabilidade em altas temperaturas, elevada resist?ncia ? corros?o e boas propriedades mec?nicas. Contudo, alguns pares apresentam problemas a n?vel da interface, como trincas, fissuras e porosidades, contribuindo assim para a deteriora??o do par metal/cer?mica, podendo at? conduzir ? ruptura total da interface. Esses defeitos na interface podem estar associados a uma sele??o menos criteriosa dos par?metros de brasagem para cada sistema. No presente trabalho utilizou-se a uni?o entre zirc?nia (Y-TZP e Mg PSZ) com a?o inox 304. Essas jun??es foram metalizadas mecanicamente com Ti e brasadas em diferentes ciclos t?rmicos utilizando liga de adi??o Ag-Cu. Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) com microan?lise por espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e teste de flex?o em 3 pontos foram empregadas para investigar as propriedades da uni?o zirc?nia/a?o. Os resultados revelaram que para menores temperaturas de brasagem houve uma melhor resist?ncia a flex?o e camadas de rea??o mais homog?neas entre a liga de adi??o e os pares metal/cer?mica. Ficou tamb?m comprovado a ativa??o in situ da liga de adi??o AgCu

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Técnicas de limpeza química ou mecânica são comumente empregadas para evitar a formação de biofilmes e problemas associados com a colonização de superfícies por micro-organismos. Neste trabalho, amostras de aço inox 304L foram submetidas a ensaios acelerados de crescimento de biofilme, o qual foi posteriormente removido por tratamentos de limpeza e desinfecção (choque térmico com água a 70C por 1h, limpeza com ácido fosfórico 20 % v/v por 30min e desinfecção com peróxido de hidrogênio 0,17 % v/v por 1h). Com o objetivo de verificar a influência destes tratamentos na remoção do biofilme, este foi caracterizado (por quantificação microbiana e análises de espectroscopia de impedância eletroquímica - EIE), antes e após a aplicação dos tratamentos. Dois casos foram estudados. No primeiro caso, simularam-se condições presentes em tubulações de ambientes hospitalares e sistemas de distribuição de água quente. O micro-organismo utilizado foi a bactéria Serratia marcences. O processo de formação de biofilme e posterior limpeza e desinfecção foi realizado de modo contínuo durante 15 semanas. Os resultados de quantificação microbiana e de EIE mostraram que desde a primeira semana de exposição e ao longo dos ensaios, formou-se um biofilme aderente à superfície do aço e que o emprego dos tratamentos de limpeza e desinfecção não foi eficaz na remoção do biofilme. Em um segundo caso, simularam-se condições presentes em tubulações da indústria de água mineral, empregando-se a bactéria Pseudomonas aeruginosa. Neste caso, as técnicas de limpeza e desinfecção foram aplicadas individualmente e em conjunto. A aplicação de choque térmico, assim como da limpeza ácida, sobre um biofilme com 72 h de formação foi capaz de eliminar as bactérias viáveis, presentes na superfície do aço. Entretanto, a desinfecção com peróxido de hidrogênio não foi capaz de eliminá-las. Nas duas condições, porém, as análises de EIE do sistema aço/biofilme mostraram que o mesmo não foi completamente removido da superfície do metal. Correlacionando os dois casos, pode-se inferir que a superfície do aço inox 304L é rapidamente colonizada pelas duas espécies microbianas e que as técnicas de limpeza e desinfecção são capazes de reduzir e até eliminar as células viáveis, embora não removam completamente o biofilme da superfície. Por outro lado, é importante ressaltar que fatores como a arquitetura, espessura e porosidade do biofilme, e propriedades intrínsecas da superfície, são fatores que afetam os valores de impedância medidos, sendo necessário considerá-los na análise, tanto da formação do biofilme, quanto dos efeitos dos procedimentos de limpeza e desinfecção / Techniques for chemical or mechanical cleaning are usually employed to prevent the formation of biofilm and the problems associated with the colonization of surfaces by micro-organisms. In this work, samples of 304 L stainless steel were submitted to experiments of accelerated growth of biofilm, which was subsequently removed by cleaning and disinfection treatment (heat shock with water at 70 C for 1h, cleaning with phosphoric acid 20% v/v for 30 min and disinfection with hydrogen peroxide 0,17% v/v for 1h). In order to verify the influence of these treatments on biofilm removal, analyses of microbial quantification and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), before and after the treatments were employed. Two cases were studied. In the first case, it was simulated the conditions found in piping for hospital environment and systems for the distribution of hot water. The micro-organism used was the bacteria Serratia marcences. The process of biofilm formation and subsequent cleaning and disinfection was performed continuously for 15 weeks. The results of measurement of microbial and EIS showed that since the first week of exposure and during the testing, an adherent biofilm was formed on the steel surface and that the use of cleaning and disinfecting treatments were not effective in removing biofilm. In a second case, it was simulated the conditions present in the pipes of the mineral water industry, using the bacterium Pseudomonas aeruginosa. In this case, the cleaning and disinfection techniques were applied individually and as a whole. The application of heat shock, as well as acid cleaning, to the biofilm formated after 72 h was able to eliminate the viable bacteria present in the steel surface. However, disinfection with hydrogen peroxide was not able to eliminate them. In both conditions, however, the EIS analysis of the steel/biofilm system showed that it was not satisfactorily removed from the metal surface. Comparing the two cases, it can be inferred that the surface of 304L stainless steel is rapidly colonized by the two microbial species studied and that the cleaning and disinfection techniques are able to reduce and even eliminate viable cells, although they could not completely remove the biofilm from the surface. On the other hand, it is important to note that factors such as properties of the electrode surface (roughness, porosity and adsorption), the electrode potential, and the architecture, thickness and porosity of the biofilm, are factors that affect the measured impedance values, it is necessary to consider them in the analysis of biofilm formation and effects of cleaning and disinfection

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a 3D computational/mathematical model to solve the heat diffusion equation with phase change, considering addition of material and complex geometry. The finite volume method was used and the computational code was implemented in C++, using Borland compiler. Experimental tests were carried out for validation of the model in question. It was used a material whose thermal properties, varying with temperature, are well known: the stainless steel AISI 304. In addition, an inverse technique based on Golden Section was implemented to estimate the heat flux supplied to the sample. Experimental temperatures were measured using thermocouples type J - in a total of 07 (seven) - all connected to the metal sheet and the Agilent 34970A datalogger. The metal had a \"V\" Groove of 45°. In this location was conducted the deposition of material on only one welding pass and the dimensions (width and height) were measured after welding. The thermal model was validated from comparisons between measured and calculated temperatures. The results were consistent and validated the computational/mathematical model proposed. An innovation presented in this work consists in the calculation and visualization of the dimensions of the welding pool during welding. The complex geometry obtained proves that more studies are needed and new models must be designed to clarify and explain the formation of welding pool during welding of metal sheet. / Desenvolve-se, neste trabalho, um modelo matemático/computacional 3D (tridimensional) de difusão de calor com mudança de fase, acréscimo de material e geometria complexa. O método de volumes finitos foi implementado em linguagem C, utilizando o compilador Borland. Foram realizados testes experimentais para a validação do modelo em questão. Usou-se um material cujas propriedades térmicas, variando com a temperatura, são bem conhecidas: o aço inox AISI 304. Além do modelo direto já citado, foi implementada uma técnica inversa para o cálculo do fluxo de calor. Utilizou-se neste caso a amplamente conhecida Seção Áurea: técnica que exige uma simplificação, fluxo de calor constante ao longo do tempo de soldagem. As temperaturas na chapa foram medidas utilizando termopares do tipo J - em um total de 07 (sete) - todos ligados ao datalogger Agilent 34970A. As medições foram feitas do lado oposto à tocha de soldagem. A chapa metálica possuía um chanfro em V de 45º. Neste local foi realizada a deposição de material (reforço) em somente um passe de soldagem. As dimensões da geometria do reforço (largura e altura) foram medidas depois da realização da soldagem. Em relação aos resultados, além da comparação entre as temperaturas medidas e calculadas, foi também determinada a eficiência térmica da soldagem. Os resultados foram consistentes e validaram o modelo matemático/computacional proposto. Uma inovação apresentada neste trabalho consiste no cálculo e visualização gráfica tridimensional da poça de fusão ao longo do tempo. A complexa geometria obtida comprova que mais estudos se fazem necessários e que novos modelos devem ser concebidos para esclarecer e explicar a formação da poça de fusão durante a soldagem de chapas metálicas. / Doutor em Engenharia Mecânica