O presente trabalho teve como objetivo principal estudar a evolução da microestrutura e da textura cristalográfica de três alumínios de pureza comercial com diferentes níveis de pureza, AA1100 (99,00%), AA1050 (99,50%) e AA1070 (99,70%), e do alumínio super puro, AA1199 (99,995%). A obtenção das placas de alumínio de pureza comercial foi feita pelo processo Direct Chill (DC) seguido de homogeneização e laminação a quente até a espessura final de 10 mm e o alumínio super puro foi produzido em laboratório e encontrava-se na forma de blocos fundidos. Foram utilizadas várias técnicas de análise microestrutural: microscopia óptica convencional, microscopia óptica com luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, medidas de condutividade elétrica e dureza Vickers. Já a evolução da textura do material foi analisada pela técnica de difração de raios X, nos alumínios de pureza comercial e pela técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD), no alumínio super puro. No estado como recebido e recozido a 400 ºC por 1 e 24 horas foi possível observar que nos alumínios de pureza comercial produzidos pelo processo DC não há variações na composição química ao longo da espessura. Os precipitados nos alumínios AA1100 e AA1070, no estado como recebido estavam distribuídos na direção de laminação, porém com vários locais de aglomeração dos mesmos, e no alumínio AA1050 os mesmos estavam finamente dispersos na direção de laminação. Após recozimento a 400 ºC por 1 e 24 horas as mesmas características foram mantidas, porém ocorreu um aumento na fração volumétrica do estado como recebido para os recozidos a 400 ºC, ou seja, ocorreu precipitação durante o recozimento. Quanto a análise da textura dos alumínios de pureza comercial, na superfície encontrou-se a textura de cisalhamento, devido ao esforço mecânico entre o cilindro de laminação e as amostras, tanto no estado como recebido como após os recozimentos. A ¼ da espessura e no centro do material após recozimentos ainda observou-se a textura de cisalhamento, mas também as texturas tipo cubo, cubo rodado e latão. No centro do material permaneceram a textura tipo cubo e latão. Já o alumínio AA1199 possui uma estrutura grosseira (grãos oligocristalinos), sem a ocorrência de precipitados e não foi possível obter resultados nas análises de textura, devido ao tamanho de grão grande. Após a laminação a frio com aproximadamente 70% de redução em espessura, seguido de tratamentos isócronos no tempo de 1 hora e nas temperaturas de 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 e 500 ºC, o alumínio AA1199 apresentou uma menor temperatura para completa recristalização, em torno de 280 ºC, seguido do alumínio AA1050 (375 ºC) e dos alumínios AA1100 e AA1070 (ambos, 400 ºC). Como as composições químicas das soluções sólidas matrizes são praticamente idênticas, a variação na temperatura de recristalização deve ser atribuída aos precipitados presentes no alumínio que quando finamente dispersos na matriz impedem o movimento dos subcontornos, retardando o início da recristalização. O alumínio AA1199 possui uma temperatura para completa recristalização, menor, em relação aos outros alumínios, uma vez que não possui precipitados em sua microestrutura. Quanto a textura, na superfície e a ¼ da espessura, os alumínios de pureza comercial laminados a frio sem tratamento térmico, permaneceram com a textura de cisalhamento encontrada na superfície no estado como recebido com o surgimento da textura S. Após o tratamento térmico a 250 ºC por 1 hora apareceu a textura Goss e a 350 ºC por 1 hora a textura tipo cubo, cubo rodado e cubo ND, lembrando que em ambos os casos a textura de cisalhamento e S permaneceram. Com o auxílio da utilização da técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) encontrou-se no alumínio AA1199, a textura tipo cubo, tanto laminado a frio sem tratamento térmico quanto após os tratamentos. Após a laminação a frio com aproximadamente 80% de redução em espessura, seguida de tratamentos isotérmicos, nas temperaturas de 150, 250 e 350 ºC e nos tempos de ½, 1, 2, 3 e 4 horas, os alumínios de pureza comercial apresentaram uma temperatura para completa recristalização em torno de 350 ºC e por meio da técnica de microscopia eletrônica de transmissão observou-se arranjos celulares de discordâncias, mas não foram detectadas diferenças significativas entre esses arranjos apresentados pelos três alumínios. Diferenças certamente existem, mas para serem caracterizadas é necessário um estudo detalhado com microscopia eletrônica de transmissão. A presença de partículas de compostos intermetálicos foi observada em todas as amostras analisadas, essas partículas são resultado da baixa solubilidade do ferro e do silício no alumínio e se formaram durante as diversas etapas do processamento dos materiais. / The present work had as main objective to study the evolution of the microstructure and crystallographic texture of three commercial purity aluminums with different levels of purity, AA1100 (99.00%), AA1050 (99.50%) and AA1070 (99.70%), and of the super pure aluminum, AA1199 (99.995%). The plates of commercial purity aluminum were obtained through direct chill (DC) process followed by homogenization and hot rolling until the final thickness of 10 mm. The super pure aluminum was produced in laboratory and was in the ascast condition. Several techniques of microstructural analysis were used: conventional optical microscopy, optical microscopy using polarized light, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, measurements of electrical conductivity and Vickers hardness. The evolution of the texture of the commercial purity aluminum was analyzed by Xray diffraction and the super pure aluminum was analyzed using electron backscatter diffraction. Variations in the chemical composition along thickness in the commercial purity aluminum produced by the DC process in the as-received condition and after annealing at 400 ºC for 1 and 24 hours were possible to observe. The precipitates in the aluminum AA1100 and AA1070, in the as-received condition were distributed in the rolling direction, including several sites of clusters of the same precipitates. In the aluminum AA1050 the precipitates were finely dispersed in the rolling direction. After annealing at 400 ºC for 1 and 24 hours the precipitate characteristics were maintained, and there was an increase in the volumetric fraction of the as-received condition in comparison to samples annealed at 400 ºC, showing that precipitation occurred during annealing. The shear texture was observed in the commercial purity aluminums, either in the as-received condition or after annealing, and this effect was due to the mechanical effort between the rolling mill and the samples. At ¼ of the thickness and in the center of the material after annealing the shear texture was still observed, and also the type cube, rotated cube and brass textures. The center of the material continues showing the type cube and brass textures. On the other hand, the aluminum AA1199 has a coarse structure (oligocrystalline grains), without the occurrence of precipitates, and texture results were not obtained due to the fact the grains are much coarser, due to the size of big grain. After cold rolling with approximately 70% of reduction in thickness, followed by isochronous treatments for 1 hour at temperatures of 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 and 500 ºC, the aluminum AA1199 presented a smaller temperature for complete recrystallization, around 280 ºC, followed by the aluminum AA1050 (375 ºC) and of the aluminum AA1100 and AA1070 (both, 400 ºC). As the chemical compositions of the solid solutions matrixes are almost identical, the variation in the recrystallization temperature should be attributed to the presence of precipitates in the aluminum, and when finely dispersed in the matrix they impede the movement of the sub-boundary, delaying the beginning of the recrystallization. In comparison to the other aluminums, the aluminum AA1199 has a smaller temperature for complete recrystallization, since there are not precipitates in its microstructure. Observing the texture, in the surface and the ¼ of the thickness, the commercial purity aluminums, after cold rolling and without heat treatment, showed the shear texture found in the surface in the as-received condition with the appearance of the S texture. After heat treatment at 250 ºC for 1 hour the Goss texture appeared and at 350 ºC for 1 hour the type cube, rotated cube and cube ND textures; notice that in both cases the shear and S texture were still present. Energy dispersive X-ray spectroscopy (microanalysis) showed in the aluminum AA1199, the texture type cube, so cold rolled without heat treatment as after the treatments. After cold rolling with approximately 80% of reduction in thickness, followed by isothermal treatments, at temperatures of 150, 250 and 350 ºC and times of ½, 1, 2, 3 and 4 hours, the commercial purity aluminum presented a temperature for complete recrystallization around 350 ºC. Transmission electron microscopy technique showed dislocations cellular arrangements, but significant differences were not detected among those arrangements presented by the three aluminums. Differences certainly exist, but for their characterization detailed study with transmission electron microscopy is necessary. The presence of particles of intermetallic compounds were observed in all analyzed samples, those particles resulted of the low solubility of iron and silicon in the aluminum and were formed during the several stages of the processing of the materials.

O aço 10B06 é utilizado na produção de fio máquina para trefilação. Por ser produzido em aciaria elétrica, o teor de nitrogênio desse aço tende a ser elevado, o que pode causar o fenômeno de envelhecimento, resultando em aumento de resistência e queda de ductilidade. Reduzir o teor de nitrogênio livre é uma forma de minimizar esse efeito, o que é realizado pela adição de boro. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito do boro no aço 10B06. Foram utilizadas amostras de fio máquina, diâmetro 5,50mm, e arame trefilado com teores de boro variando de 55 a 112ppm. Os dois principais fatores que influenciam a microestrutura e propriedades mecânicas do material são a composição química e o processo produtivo. Por esse motivo, inicialmente foi avaliada a etapa de resfriamento durante a laminação do fio máquina, por meio de uma análise termográfica. Foi encontrada a temperatura de 767ºC no início do resfriamento do material, valor próximo de Ac1, limite inferior do intervalo intercrítico. Esse fato favorece o enriquecimento da austenita em carbono, facilitando a formação de martensita e/ou austenita retida. Os resultados da análise metalográfica com Nital revelaram microestrutura composta de aproximadamente 88% de ferrita e 12% de perlita. Já o reagente Le Pera identificou ilhas de martensita e/ou austenita retida (MA), o que foi comprovado por análises de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de microdureza mostraram uma tendência de queda com o aumento do teor de boro. As medições de nanodureza confirmaram a presença do microconstituinte MA. A ferrita apresentou dureza na faixa de 280 - 320 HV, enquanto o MA ficou no intervalo de 349 - 424 HV. Comparando-se o limite de resistência obtido no fio máquina com menor teor de boro (55ppm - 434MPa) com o de maior (112ppm - 394MPa), observasse uma redução de 40MPa para um acréscimo de 57ppm de boro, confirmando o efeito esperado para esse elemento pela formação de BN. Utilizando os dados da curva tensão versus deformação foram obtidos os coeficientes de encruamento dos fios máquina, que apresentaram uma tendência de crescimento com o teor de boro, sendo que o material com 101ppm de boro mostrou o melhor valor para aplicação em processos de conformação. As análises fractográficas revelaram que os mecanismos de fratura presentes em todos os materiais foram a formação e coalescimento de microvidades. Considerando-se todas as análises realizadas nesse trabalho foi possível evidenciar o efeito do boro na redução do efeito do envelhecimento provocado pelo nitrogênio. Entre os testes realizados, os que apresentaram as melhores relações B/N foram os de teores 109 e 112ppm de boro. Essas relações estão próximas do valor máximo indicado de 0,8. / The 10B06 steel grade is applied to the production of wire rod for drawing. The steel is produced in an Electric Arc Furnace and this process can lead to higher nitrogen levels that cause strain aging resulting in an increase of the strength and ductility loss. The reduction of free nitrogen content through boron addition is one way to minimize this effect that can be done through boron addition. In this way, the present work aims to study boron effect on 10B06 steel. It was used wire rod, diameter 5,50mm and a cold-drawn wire rod with chemical composition from 55 to 112ppm of boron. The main factors that influence the microstructure and mechanical properties of the material are the chemical composition and the productive process. For this reason, initially, the cooling treatment was analyzed using thermography and it was found at the beginning of the cooling process a temperature of 767oC in the material, close to Ac1, lower limit of the intercritical interval. This temperature can facilitate the enrichment of carbon in the austenite, making easier martensite and/or retained austenite formation. The metallographic analysis with Nital etchant showed a microstructure composed of about 88% ferrite and 12% perlite, and Le Pera etchant identified martensite and/or retained austenite (MA), what was confirmed by scanning electron microscope analysis. Furthermore, nanohardness measurements confirmed the presence of the microconstituent MA, as ferrite presented hardness from 280 to 320 HV and MA from 349 to 424 HV. Microhardess results decreased with increasing boron content. A decrease of 40MPa in the tensile strength was observed between the wire rod with boron content of 55ppm (434MPa) and the one with 112ppm (394MPa), in agreement with the expected effect of the BN formation. It was possible to obtain hardening coefficient of the wire rod using the data of the stress versus strain curve, which increased with boron content, and the material with 101ppm of boron showed the best value for forming application. Fractographic analysis revealed that the fracture mechanisms in all the materials were the development and coalescing of microcavity. Considering all the analysis of this study it was possible to confirm boron\'s effect to reduce strain aging caused by nitrogen. Materials with 109 and 112ppm of boron presented the best B/N ratio, with values close to the maximum indicated, 0,8.

Embora a literatura disponível sobre conformação mecânica disponha de grande número de trabalhos relacionados à fadiga térmica em cilindros de laminação a quente, poucos autores abordam como esse tipo de dano é influenciado por algumas características do processo - em especial a oxidação na superfície de trabalho dos cilindros, tanto enquanto formação de uma camada de óxido uniforme sobre essa superfície quanto na forma de corrosão. Essa lacuna ocorre a despeito do volume de referências que relacionam a oxidação à fadiga térmica em escala laboratorial. O presente trabalho busca relacionar ambas as linhas de investigação, utilizando métodos analíticos e numéricos comparados com experimentos em diferentes escalas, para compreender sob quais condições são formados os óxidos presentes nos cilindros, qual seu comportamento mecânico no decorrer dos ciclos de laminação e como os óxidos influenciam na ocorrência de trincas de laminação a quente. A análise da superfície de trabalho de um cilindro em escala piloto revela a presença de trincas térmicas na superfície de trabalho. Os padrões de defeitos obtidos se mostram de acordo com o exposto em diversas referências publicadas sobre ensaios de fadiga térmica e termomecânica, em relação à presença e distribuição de óxidos no interior das trincas e na superfície externa das amostras. Em paralelo, foram desenvolvidos modelos numéricos do processo de laminação a quente, inicialmente em escala macroscópica, para obter detalhes sobre distribuições de temperatura, tensões e deformações nos cilindros, de difícil obtenção experimental. Estes modelos foram simulados e seus resultados comparados com valores medidos no laminador piloto, validando seu uso para avaliação do comportamento dos cilindros durante uma série de campanhas de laminação. Os resultados obtidos mostram que o mecanismo de fadiga de baixo ciclo normalmente associado ao dano térmico não é suficiente para explicar a nucleação das trincas de fadiga térmica observadas no experimento. O erro na predição pela teoria de fadiga de baixo ciclo tradicional, em conjunto com a caracterização dos cilindros em escala piloto e com observações de cilindros em escala industrial presentes na literatura, permite levantar a hipótese de que os fenômenos de oxidação e corrosão em curso durante o processo de laminação contribuem para uma redução significativa da resistência dos cilindros à fadiga termomecânica. Cálculos analíticos e simulações adicionais em escala microscópica foram realizados, incluindo os efeitos da oxidação e da corrosão, confirmando a hipótese e oferecendo uma linha de investigação mais assertiva para a nucleação e evolução do dano nos cilindros. / Although the literature on metal forming presents a considerable amount of references related to thermal fatigue in hot rolling, only few authors discuss how this type of damage is influenced by some characteristics of the rolling process - specially the oxidation that develops at the surface of the rolls. This gap occurs despite the amount of references relating oxidation to thermal fatigue in laboratory scale. The current work aims to relate both investigation paths, employing analytical and numerical methods in comparison with experiments in different scales, to provide understanding about the conditions at which the oxides observed upon the rolls are formed, their mechanical behaviour during the rolling process and how they influence thermal fatigue cracking in the rolls. The analysis of the roll surface in a pilot scale mill reveals the presence of thermal fatigue cracks on the work surface. The patterns of defects observed are in accordance with several references on thermal and thermomechanical fatigue, regarding the presence and distribution of oxides inside the cracks and at the external surface of the samples. In parallel, numerical models of hot rolling were developed, initially at macroscopic scale, to obtain details on temperature, stress and strain distribution in the rolls, which are difficult to obtain experimentally. These models were simulated and their results were compared with values measured in the pilot scale mill, validating their use to evaluate the behaviour of the rolls throughout a series of rolling campaigns. The obtained results show that the low-cycle fatigue mechanism commonly associated to thermal damage is not enough to explain the nucleation of thermal cracks seen in the experiments. The error in the prediction using the traditional low-cycle fatigue theory, in conjunction with the characterization of the pilot-scale rolls and with observations of industrial scale rolls, yields the hypothesis that oxidation and corrosion phenomena occurring throughout the rolling process contribute to a significative reduction in the resistance of the rolls to thermomechanical fatigue. Analytical calculations and additional simulations in microscopic scale were conducted, including effects of oxidation and corrosion, confirming the hypothesis and providing a more assertive line of research for damage nucleation and evolution in the rolls.

Orientador: Sérgio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T23:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Judice_GustavoHenrique_M.pdf: 13713684 bytes, checksum: ca6f8c3e7b2f080bdd41cef45bd2a552 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O processo de conformação denominado Laminação Transversal com Cunha, industrialmente conhecido como Cross Wedge Rolling (CWR), tem se destacado na indústria pela sua flexibilidade, produtividade e economia de material, porém pode apresentar defeitos internos que, em alguns casos, inviabiliza a utilização dos produtos. É um defeito de difícil avaliação quanto a sua formação e propagação e ainda não se desenvolveu um mapa de processamento que represente de forma precisa e consistente as condições em que o defeito pode aparecer. Este estudo apresenta resultados dos campos de deformação plástica, tensão, temperatura e do aspecto do desenvolvimento de defeitos internos, acrescentados ao tarugo, através de simulações do processo de laminação transversal com cunha. O estudo se desenvolveu na criação de modelos de elementos finitos pelo software comercial Abaqus® versão 6.9-2, que seguiram condições geométricas de um processo real. Inicialmente, modelos bidimensionais foram simulados apresentando diferentes densidades de malha. Posteriormente, modelos com um vazio central foram simulados e confirmou-se a boa correlação de seus resultados com os encontrados na literatura. Na sequência, um modelo com propriedades de porosidade indicou que a região central do tarugo apresentou a maior densidade de vazios. Também foram simulados modelos com vazios e inclusões de diferentes tamanhos, disposições e formas, com destaque para a região em volta das inclusões, por apresentar a formação de vazios. Por último, foram simulados dois modelos tridimensionais, um apresentando um vazio interno no centro do tarugo, que apresentou os campos de tensão, de deformação plástica e de temperatura parecidos com o do modelo bidimensional correspondente, porém com valores maiores. O outro modelo tridimensional apresentou propriedades de porosidade e indicou que a maior probabilidade de formação de defeitos se concentrou na extensão longitudinal central do tarugo. Os maiores níveis de temperatura, deformação plástica e tensão foram presentes na região central do tarugo, tanto nos modelos bidimensionais quanto nos tridimensionais, indicando que essa região apresentou os maiores níveis de solicitação, o que pode favorecer o surgimento dos defeitos internos / Abstract: Cross Wedge Rolling is a metal forming process which has become very important in the industry for its flexibility, productivity and material savings, although presenting the critical problem of internal defects generation which restricts the use of rolled products, since it is very difficult to asset the defects formation and propagation and it was still not found a processing map to represent CWR with precise and consistent conditions with which the defect should or should not appear. In this study some numerical results are presented in terms of plastic strain, stress, temperature and the development of internal defects within the billet. These results were obtained with different finite element models developed with the commercial software Abaqus Version 6.9-2 by simulating materials with different internal characteristics, representing geometric conditions identified in the actual process. Initially two-dimensional models were simulated with different mesh densities; then, models with a central void were simulated and a good relationship was found with the results found in the literature. Then a model was simulated to characterize the porosity of the material, and was verified that the porosity is concentrated at the center of billet. Other models were also simulated with voids and inclusions of different sizes, distributions and shapes which were added manually. These models showed similar results, and the models with inclusions developed voids within the metallic matrix. Finally, two models (three-dimensional) were simulated, one with an internal void in the center of the billet, which showed the development of stress fields, plastic deformation and temperature similar to that corresponding two-dimensional model, but with higher values. The other three-dimensional model, which presented properties of porosity, showed that the highest probability of defect formation focused in the central and longitudinal extent region of the billet. All models showed that the central region of the billet presents the highest levels of temperature, plastic strain and stress probably favoring the initiation of internal defects / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

In this work I redesign a device used in the fiberglass sheet molding with roving. The device cuts the roving in pieces of approximately six or seven centimeters and lays them on the mold of the part to be made. Today these cutters have to be attached to the chuck of a regular handheld electric drill. The description of this task from an ergonomic standpoint revealed several points that deserved to be studied and improved. One of the most significant problems concerns the operator s position during sheet molding, which involves muscular and bone injury risk. This analysis serves as a basis for the designing of a new roving cutter that improves the operating conditions. The main goal of this work is to create alternatives for the development of fiberglass roving cutters. Such a study is relevant because it is based on the following three main aspects: (i) a better understanding of the operator s role in the work of machinery like hand-held electric drills; (ii) the implementation of an interdisciplinary project bringing together the areas of Mechanical Engineering, Industrial Designing, Production Engineering, and Materials Engineering; (iii) the opening for new research on industrial tools and development of new product designs. / O estudo que aqui se apresenta é um redesenho de um dispositivo que hoje é utilizado nos trabalhos e nos processos de laminação de peças em fibras de vidro, onde utilizam-se os fios de fibra de vidro, chamados de roving . Este dispositivo faz o corte dos fios em pedaços de tamanho aproximado de seis a sete centímetros, e joga estes em cima do molde da peça a ser laminada. Atualmente o dispositivo para ser utilizado, deve ser acoplado ao mandril de uma furadeira elétrica manual comum. A descrição das tarefas a partir de uma abordagem ergonômica apontou diversos problemas que mereciam ser estudados. Um dos mais significantes problemas está relacionado com a posição com que o operador trabalha durante o processo de laminação, e isso traz a ele sérios riscos de lesões músculo-esqueléticas. Tal pesquisa descritiva embasou a formulação da hipótese de melhoria da execução da tarefa do operador do dispositivo através do desenho de uma nova máquina destinada para a laminação com fios de fibra de vidro (roving). O objetivo do presente estágio do trabalho, portanto, é a geração de alternativas formais para o desenvolvimento da máquina para o corte do roving . A relevância do presente estudo repousa em três aspectos principais: (i) um maior conhecimento dos aspectos humanos no trabalho com máquinas do tipo de furadeiras elétricas manuais; (ii) a implementação de um projeto interdisciplinar que reúne diferentes áreas de atuação como a Engenharia Mecânica, Desenho Industrial, Engenharia de Produção e Engenharia de Materiais. (iii) a abertura de um campo de pesquisa e desenvolvimento para projetos de ferramentas industriais e desenho de produtos.

Há um aumento da demanda mundial por materiais de alto desempenho, e os compósitos encaixam-se perfeitamente nesse nicho por serem resistentes e leves. Os compósitos poliméricos são feitos a partir da mistura de resina e reforço, no entanto, existem diversas metodologias para fazê-la. O presente trabalho compara em amplo aspecto, três desses métodos: laminação manual, infusão de resina e pré-impregnado. O primeiro é o método mais simples, o segundo é utilizado principalmente pela indústria náutica, e o terceiro pela indústria aeroespacial. Foram realizados diversos ensaios mecânicos como tração, flexão, cisalhamento, impacto, entre outros, e os resultados foram comparados entre si para demonstrar qualitativamente e quantitativamente as diferenças entre eles. Este trabalho demonstrou que o processo de pré-impregnado produz peças com propriedades cerca de 30% melhores que a infusão de resina, que por sua vez, possui um acréscimo de 25% sobre as propriedades da laminação manual. / There is an increasing worldwide demand for high performance materials, and therefore the composites reach a prominent position for being resistant and light weighted. Polymeric composites are made from mixing a given resin and the fibre; however, there are several different methodologies to do so. This work intends to compare, in a wide array, three of those methods: hand lay-up, resin infusion under flexible tooling and pre-pregs. The first is the simplest of all, the second is mainly used by the marine industry, and the third by the aerospace industry. Several mechanical tests such as tension, flexural, shear, impact, among others, were performed and their results were compared to infer their qualitatively and quantitatively differences. This study shows evidence that pre-preg properties are about 30% better than resin infusion, and the last has 25% better properties than hand lay-up.

O presente estudo teve por objetivo determinar as propriedades tecnológicas da madeira de paricá, obtida de árvores de Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke aos 14 anos provenientes de duas diferentes áreas de florestas plantadas no estado de Rondônia. Foi amostrado a campo um total de oito árvores, sendo quatro de cada um dos plantios, nos municípios de Rolim de Moura e Parecis. De cada árvore foram obtidas duas toras subsequentes com comprimento de 2,0 m, definidas após a extração de discos removidos ao longo de três posições longitudinais, que foram empregados na determinação da variação radial das características de fibras e vasos e composição química da madeira, e na variação longitudinal da densidade básica e na massa específica aparente, esta última por meio da densitometria de raios x. Da primeira tora foi determinado o rendimento em laminação e das lâminas geradas, produzidos painéis compensados que foram avaliados quanto ao desempenho físico-mecânico. Da segunda tora amostrada, foram confeccionados corpos de prova das porções próximas à medula e casca para a caracterização mecânica da madeira sólida. Os resultados obtidos mostraram que tanto o comprimento das fibras como a espessura de parede celular tenderam a um aumento gradativo, com estabilização na posição a 75% do raio em ambos os plantios amostrados. Ao longo da distância radial a madeira proveniente da área de solo de textura argilosa (Rolim de Moura) tendeu sempre a apresentar valores mais elevados de diâmetro de vasos e área ocupada em relação à madeira da área de solo de textura média e de maior compactação (Parecis), resultando em efeito da proveniência. O teor de cinzas diferiu-se entre as duas áreas, sendo maior na madeira proveniente de Parecis. A densidade básica e massa específica aparente não sofreram influência da proveniência, e mostraram tendência de redução ao longo da porção longitudinal avaliada. Houve influência somente da posição radial nas propriedades mecânicas da madeira, com a maior diferença para o MOE em flexão estática. O rendimento efetivo da laminação das toras foi próximo de 72%, e as propriedades mecânicas dos painéis compensados produzidos tornam os mesmos aptos para aplicação estrutural e naval, segundo normatização relativa a este tipo de produto. Tomando-se por base a variação radial dos parâmetros de comprimento e espessura de parede das fibras, já se observa a presença de madeira adulta no S. amazonicum aos 14 anos nas condições de crescimento avaliadas. Embora os coeficientes indicativos de qualidade das fibras comprovem o potencial da espécie na produção de polpa e papel na idade considerada, o elevado teor de extrativos deve ser considerado nos programas de melhoramento genético. Com exceção da resistência ao cisalhamento, a madeira de paricá aos 14 anos apresentou um incremento nos valores de propriedades mecânicas em relação a outros estudos com esta espécie, principalmente no que se refere à rigidez de sua madeira ao esforço de flexão estática. O rendimento encontrado na laminação e as propriedades dos painéis confirmam a aptidão da espécie na manufatura de compensados. / This research aimed to determine the technological properties of the paricá wood obtained from Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke trees at age 14 from two different areas of planted forests in Rondônia, Brasil. It was sampled in field a total of eight trees, being four of each one of the plantations in the cities of Rolim de Moura and Parecis. Two subsequent logs with a length of 2.0 m were obtained from each tree defined after the extraction of the disks removed along of three longitudinal positions, which were used for determining the radial variation characteristics of the fibers and vessels and chemical composition of the wood, in the longitudinal variation of the basic density and in the apparent specific mass, being this one by an x-ray densitometry. The first log was determined the yield generated in the peeling process and veneers, producing plywood panels that were evaluated for physical and mechanical performance. From the second log sampled, test pieces of the portions near the cord and bark were made for the mechanical characterization of the solid wood. The obtained results show that both the length of the fiber as the cell wall thickness tended to a gradual increase with stabilization at 75% from the radius in both sampled plantations. Along the radial distance, the wood from the clay ground area (Rolim de Moura) has always tended to show higher values of diameter of vessels and occupied area in relation to the wood ground area of medium texture and higher compaction (Parecis), resulting in effect of the origin. The ash content was granted in two areas, being higher in the wood from Parecis. The density and specific gravity were not affected by the origin of wood, and tended to decrease along the longitudinal portion. There was only influence of the radial position on the mechanical properties of wood, only, with the biggest difference for the MOE in bending. The actual yield of the logs lamination was around 72%, and the mechanical properties of plywood produced make them them suitable for structural and marine applications, according to standardization concerning this type of product. Based on the radial variation of the parameters of length and wall thickness of the fibers, it is observed the presence of mature wood in S. amazonicum at age 14 in the evaluated growing conditions. Though the indicative coefficients of the quality of the fibers demonstrate the potential of the species in the production of pulp and paper at the age considered, the high content of extractives should be considered in breeding programs. Except for the shear strength wood paricá at age 14 showed an increase in the values of mechanical properties relative to other studies of this species, particularly in regard to the rigidity of its wood to bending stress. The yield found in the lamination and properties of panels confirm the suitability of the species in the manufacturing of plywood.

O presente trabalho descreve os resultados de uma investigação sobre a modelagem e a análise via software de simulação, de problemas relacionados ao dimensionamento de equipamentos e determinação da capacidade de processamento em uma linha de produção de vidros laminados. Neste contexto utilizam-se métodos e técnicas que auxiliam na modelagem simplificada do sistema real sem, entretanto perder a "validação" dos dados obtidos após simulação. O escopo dos resultados deste trabalho compreende o processo de desenvolvimento do modelo de simulação propriamente dito e o desempenho deste modelo após execução do mesmo. O processo de montagem de um modelo é tão mais trabalhoso quanto mais complexo é o sistema. Neste trabalho foi montado um modelo com boa capacidade e qualidade de representação do sistema real, sendo que através de testes estatísticos de validação se comprovou este fato. Dados valiosos sobre o funcionamento do sistema foram obtidos de forma muito mais rápida e menos cara, do que se comparado à tentativa de obtenção destes dados, no sistema real. O uso de técnicas de experimentação produziu resultados os quais foram analisados estatisticamente, fornecendo subsídios para o entendimento do funcionamento do sistema, e possibilitando a obtenção dos objetivos específicos deste trabalho de forma clara. As conclusões finais apresentadas neste trabalho, principalmente às que se referem ao dimensionamento de filas em processo, não seriam passiveis de obtenção por outra técnica se não a simulação, dado a complexidade do processo de produção.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tamires Brekailo.pdf: 18328712 bytes, checksum: d349535e4e10f491c91783582945c9b3 (MD5) Previous issue date: 2015-01-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The recrystallization study is of fundamental importance in the thermomechanical processing of metals and alloys, since the grain refinement can be obtained affecting the final microstructure. Understanding the behavior of alloys during the mechanical hardening and subsequent annealing is of fundamental importance for the control of their microstructure and final properties. This paper has as main objective a comparative study between the steel SAE 1006 and LNE 380 during processing involving cold rolling and annealing subsequent. And also analyze the influence following the rolling passes in the texture of the material. For this, the two steel samples were cold rolled by 50% and 70% reduction in thickness corresponding to true strain values of 0.7 and 1.2, respectively. Following the samples were annealed in metal bath, and then characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM and FEG), hardness Vickers, texture analysis by x-ray diffraction and EBSD. The LNE 380 steel samples, due to the larger number of particles has undergone further hardening the SAE 1006 steel during cold rolling. In the deformation texture both steels showed partial fiber and fiber , but for the LNE 380 steel fibers are more developed. The LNE 380 steel was laminated with different sequence for the same deformation, and the sequence with more and less passes show texture more intense compared with a sequence of intermediate passes. SAE 1006 steel was recrystallized from shorter times and temperatures that LNE 380 steel, since this has a large number of particles which impede the recrystallization because they act as a barrier to the movement of grain boundaries. / O estudo da recristalização é de fundamental importância no processamento termomecânico de metais e ligas, pois o refino de grão pode ser obtido afetando a microestrutura final. Entender o comportamento das ligas metálicas durante o encruamento e posterior recozimento é de fundamental importância para o controle de suas microestruturas e propriedades finais. Este trabalho tem por objetivo principal realizar um estudo comparativo entre os aços SAE 1006 e LNE 380, durante o processamento envolvendo a laminação a frio e posterior recozimento. E também analisar a influência na sequência de passes da laminação na textura do material. Para isto, amostras dos dois aços foram laminadas a frio até 50% e 70% de redução em espessura, correspondendo a valores de deformação verdadeira de 0,7 e 1,2, respectivamente. Na sequência as amostras foram recozidas em banho metálico, sendo então caracterizadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV e FEG), dureza Vickers, analise de textura por difração de raios x e EBSD. As amostras do aço LNE 380, devido ao maior número de partículas sofreu um maior encruamento que o aço SAE 1006 durante a laminação a frio. Na textura de deformação ambos os aços apresentaram fibra parcial e fibra, porém para o aço LNE 380 as fibras são mais desenvolvidas. O aço LNE 380 foi laminado com sequência de passes diferentes para a mesma deformação, sendo a sequência com mais e menos passes apresentaram textura mais intensa comparada com uma sequência de passes intermediária. O aço SAE 1006 recristalizou em tempos e temperaturas inferiores que o aço LNE 380, pois este apresenta uma grande quantidade de partículas as quais dificultam a recristalização, pois atuam como uma barreira para a movimentação de contornos e subcontornos de grãos.

Compósitos de matriz metálica (CMM) reforçados com dois tipos de particulado cerâmico foram produzidos por meio do processo ARB (Accumulative Roll Bonding) a fim de estudar os efeitos destes no que diz respeito às propriedades mecânicas e microestruturais. ARB é um processo de deformação plástica severa aplicada originalmente a uma pilha de lâminas metálicas, a qual é laminada, seccionada em duas metades, as quais são empilhadas e novamente laminadas, e assim por diante, desenvolvido com o propósito de reduzir o tamanho de grão e aumentar a resistência mecânica do produto final. O processo é econômico e capaz de produzir de folhas ultrafinas a placas espessas, sem que haja restrição de quantidade. Confeccionou-se CMM de alumínio reforçados com partículas de carbeto de silício (Al+SiCp) e alumina (e Al+Al2O3p) com granulometria média de 40µm, as quais foram caracterizadas microestruturalmente e ensaiadas em tração até a falha, cuja análise foi conduzida via microscopia eletrônica de varredura. Ambas as amostras obtiveram ganho em sua resistência mecânica, comparadas ao alumínio monolítico (sem adição de partículas de reforço) e alumínio recozido. Foram ensaiados em tração corpos de prova com e sem presença de entalhe, sendo que as peças entalhadas apresentaram comportamento esperado de aumento de resistência mecânica e baixo alongamento e fratura de aspecto frágil. De acordo com análise feita por fratografia houve boa ancoragem e dispersão das partículas de reforço na matriz. / Metal matrix composite (CMM) reinforced with two types of ceramic particles have been produced through the process ARB (Accumulative Roll Bonding) in order to study their effect as regards the mechanical and microstructural properties. ARB is a severe plastic deformation process originally applied to a stack of metal sheets, which is laminated, sectioned into two halves, which are stacked and rolled again, and so on, developed with the purpose of reducing the grain size and increase the mechanical strength of the final product. The process is economical and capable of producing ultrafine sheets to thicker plates without much restriction. Were fabricated CMM of the aluminum reinforced with particles of silicon carbide (Al + SiCp) and alumina (and Al + Al2O3p) with an average particle size of 40μm, which are characterized microstructurally and tested in tension until failure, whose analysis was conducted via scanning electron microscopy. Both samples were successful in its mechanical strength compared to the monolithic aluminum (without addition of reinforcing particles) and annealed aluminum. They were tested for tensile specimens with and without the presence of notch, and the carved pieces showed strength-enhancing behavior and low elongation and frail fracture. According to analysis by fractography was good anchoring and reinforcement particles dispersed in the matrix.