Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-02-02T17:00:28Z No. of bitstreams: 1 2016_NiloJoséLimadaSilvaBrandão.pdf: 2624080 bytes, checksum: 49da07484afd1d134a7e07ebc01d7d09 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-16T16:26:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_NiloJoséLimadaSilvaBrandão.pdf: 2624080 bytes, checksum: 49da07484afd1d134a7e07ebc01d7d09 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T16:26:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_NiloJoséLimadaSilvaBrandão.pdf: 2624080 bytes, checksum: 49da07484afd1d134a7e07ebc01d7d09 (MD5) / As ligas com memória de forma possuem a capacidade de recuperar sua forma original após deformações severas. No comportamento pseudoelástico a liga possui capacidade dissipativa de energia, em decorrência do laço de histerese. Com o objetivo de conhecer a influência das temperaturas de envelhecimento na histerese de ligas de NiTi, adotou-se como metodologia a fabricação de molas helicoidais feitas com um fio comercial de NiTi com composição em peso de aproximadamente 56% de níquel e 44% de titânio, diâmetro de 2,16 mm e microestrutura em fase austenítica. Os corpos de prova (molas) passaram por tratamento térmico de 500 °C para alívio de tensão e foram envelhecidos nas temperaturas de 350 °C, 450 °C, 550 °C e 600 °C com isoterma de 30 minutos e têmpera em água. As molas foram ensaiadas mecanicamente para obtenção dos gráficos de histerese e caracterizadas por calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raio X (DRX) e ensaios de microdureza vickers. O tratamento térmico de alívio de tensão (500 °C) e os envelhecimentos de 350 °C, 450 °C e 550 °C desenvolveram fase R. As temperaturas de transformação martensítica diminuíram para todas as amostras tratadas termicamente. Os tratamentos térmicos reduziram o valor da microdureza nas amostras quando comparadas à liga como recebida. Os tratamentos de envelhecimento de 350 °C e 450 °C em temperatura ambiente apresentam fase austenita, fase R e precipitação Ni2Ti. O envelhecimento de 350 °C aparentemente apresentou menor laço de histerese e o tratamento térmico de 500 °C o maior laço de histerese quando comparados todos os tratamentos. / The shape memory alloys have the ability to recover the original form, after large deformations. In pseudoelasticity, the alloy having energy dissipation capacity, as a result of the hysteresis loop. The objective is to know the influence of aging temperatures on the mechanical properties of a NiTi pseudoelastic. Springs were made with commercial wire NiTi, with composition 54% of Ni and 42 % of Ti, diameter 2.16 mm and austenitic microstructure. The springs had heat treatment for stress relief (500 °C), posteriorly the samples were heat-aging treatment at temperatures of 350 °C, 450 °C, 550 °C and 600 °C. The springs underwent mechanical testing, DSC, RXD, vickers microhardness. The aging treatment of 350 ° C, 450 ° C, 500 ° C and 550 ° C developed R phase. Heat treatment reduced the hardness of the samples. The martensitic transformation temperatures decreased for all thermally treated samples. The aging treatments of 350 °C and 450 °C at ambient temperature exhibit in their austenite phase, R phase and Ni2Ti precipitation. The aging treatment of 350 ° C apparently showed smallest hysteresis loop and heat treatment of 500 ° C the largest hysteresis loop when comparing with the all treatments.

Resumo: Nesse trabalho, para melhorar a resistência à corrosão e ao desgaste das ligas de alumínio AA7050, foram obtidos revestimentos metálico-cerâmicos por aspersão térmica em alta velocidade (HVOF). As propriedades estruturais, de resistência ao desgaste e à corrosão da liga AA7050 e dos revestimentos de WC-Co, Cr3C2-NiCr e WC-Co foram estudadas por medidas eletroquímicas em NaCl 3,5% e medidas de desgaste. Os revestimentos foram caracterizados por microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e difratometria de raios X (XRD). As resistências ao desgaste por abrasão e fricção foram estudadas por ensaios de Rubber Wheel e Ball On Disk. Os estudos eletroquímicos foram conduzidos por medidas de potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização. Estudou-se também a influência da temperatura da chama da pistola, nas mesmas condições de preparação dos revestimentos, aplicada sobre a liga de alumínio usando técnicas eletroquímicas e análises microscópicas: OM; SEM e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os revestimentos foram aspergidos sem e com um sistema de refrigeração usando nitrogênio líquido e sob diferentes condições de aspersão (condições padrão, aumentando o fluxo de oxigênio e de ar comprimido). As diferenças encontradas nos revestimentos foram relacionadas com a variação desses parâmetros de aspersão térmica. Quanto à resistência ao desgaste não se observou diferenças significativas para os revestimentos e todos apresentaram velocidades de desgaste cerca de 10 vezes menores do que a liga AA7050. Já em relação à corrosão, os revestimentos de Cr3C2-NiCr apresentam maiores resistências que os revestimentos de WC-Co (Cr). A refrigeração do substrato durante a aspersão térmica melhorou significativamente a resistência a corrosão dos revestimentos em meio de NaCl 3,5%. / Abstract: In this work, HVOF (high velocity oxygen fuel) technique was used to apply metallic-ceramic coatings on an AA7050 aluminum alloy to improve its corrosion and wear resistance. Structural, wear and corrosion resistance properties of the AA7050 aluminum alloy and WC-Co, Cr3C2-NiCr and WC-Co metallic-ceramic coatings were studied using electrochemical and wear measurements. The morphology and microstructure of the coatings were characterized using optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction (XRD). The friction coefficient and abrasive wear resistance of the coatings were measured using Rubber Wheel and Ball on Disk tests. The electrochemical studies were conducted using open-circuit potential (EOC) measurements, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curves. The influence of the flame of the gun at the same condition used for coatings preparation, on AA7050 aluminum alloy was also studied using electrochemical measurements and OM, SEM and TEM-transmission electron microscopy analysis. The metallic-ceramic coatings were sprayed on AA7050 alloy using or not a liquid nitrogen cooling prototype system. The coatings were sprayed using different thermal spray conditions (standard conditions, increasing the oxygen flux and increasing the carrier gas flux). Differences among coated samples were mainly related with the variation of the thermal spray parameters used during the spray process. No significant differences were observed in the wear resistance for all the coatings studied, and all of them showed a wear rate around 10 times lower than the aluminum alloy. The Cr3C2-NiCr coating showed higher corrosion resistance than WC-Co (Cr) coatings. The refrigeration of the substrate with liquid nitrogen during the thermal spray process increased the corrosion resistance of the coatings in NaCl 3.5%. / Orientador: Assis Vicente Benedetti / Coorientador: Cecílio Sadao Fugiwara / Banca: Antonio Tallarico Vicente Adorno / Banca: Isolda Costa / Banca: Carlos Roberto Camello Lima / Banca: Zeki Naal / Doutor

Orientador: Renato Sussumu Nishioka / Banca: Leonardo Buso / Banca: José Henrique Rubo / Resumo: Este trabalho avaliou a influência do tratamento superficial do metal (jateamento com óxido de alumínio e ponta de tungstênio), na resistência ao cisalhamento, entre uma liga de Co-Cr (StarLoy C - DeguDent) e duas cerâmicas (StarLight Ceram - DegunDent e Duceram Kiss - Degudent). Foram confeccionados quarenta e oito padrões metálicos de formato cilíndrico, com altura total de 4,7 mm, tendo diâmetro diferenciado entre as extremidades; a maior com 5 mm e a menor com 3,7 mm (ISO 11405), sendo doze para cada grupo: G1- superfície metálica jateada com óxido de alumínio + StarLight Ceram; G2- superfície metálica tratada com ponta de tungstênio + StarLight Ceram; G3- superfície metálica jateada com óxido de alumínio + Duceram Kiss e G4- superfície metálica tratada com ponta de tungstênio + Duceram Kiss. O ensaio de cisalhamento foi realizado em máquina de ensaio universal (Emic DL 1000, São José dos Pinhais, Brasil), com célula de carga de 100 Kg, à velocidade de 0,5 mm/min, utilizando um dispositivo específico (faca com entalhe). Após o ensaio, foi realizada a análise fractográfia e os dados obtidos analisados estatisticamente pelo teste ANOVA (2 fatores). Foram observados os seguintes valores médios de resistência de união: G1 (57,97l11,34 MPa); G2 (40,62l12,96 MPa); G3 (47,09l13,19 MPa) e G4 (36,80l8,86 MPa). Concluiu-se que o tratamento superficial com óxido de alumínio, aumentou a resistência de união entre metal e cerâmica, independente do tipo de cerâmica utilizada. / Abstract: The aim of this study was to evaluate the influence of the surface treatment (sandblasting with aluminium oxide and tungsten carbide bur), on the shear bond strength among a Co-Cr alloy (StarLoy C - DeguDent) and two ceramics (StarLight Ceram - DeguDent and Duceram Kiss - Degudent). Forty eigth metal cilindric specimens were made with 4,7 mm high, with two different diameters: one with 5,5 mm and the other with 3,7 mm (ISO 11405), with twelve specimens for each one of the four groups: G1 - sandblasting + StarLigth Ceram; G2 - tungsten carbide burs + StarLigth Ceram; G3 - sandblasting + Duceram Kiss and G4 - tungsten carbide burs + Duceram Kiss. The shear test was made with a universal testing machine (Emic DL 1000, São José dos Pinhais, Brazil), with load of 100 kg, with the crosshead speed of 0,5 mm/min, using a specific device (knife with an indent - Ultradent). The fracture analysis of the surfaces was made and the data were statistically analyzed with the ANOVA (two way). The means and the standard deviations of the shear bond strength were: G1 (57,97l11,34 MPa); G2 (40,62l12,9 MPa); G3 (47,09l13,19 MPa) e G4 (36,80l8,86 MPa). It could be concluded that the surface treatment with the tungsten carbide bur reduced the shear bond strength, independent of the ceramics used. / Mestre

Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Resumo: Este trabalho estudou-se a superfície do Ti cp e a liga metálica de Ti-6Al-4V usados como biomateriais para implantes, antes e após a modificação superficial (revestimento) empregando-se a aspersão térmica de dióxido de titânio por meio da técnica de plasma spray. A finalidade deste tratamento foi produzir um suporte funcional e quimicamente adequado possuindo grande área específica favorável para uma posterior osseointegração, o que garante uma melhor adesão do osso regenerado à superfície do implante usado para a prótese. A caracterização realizou-se usando métodos instrumentais: análise química, microscopia eletrônica, análise metalográfica, ensaios de dureza e difratometria de raios X do Ti cp, da liga, do composto de partida e do revestimento após a deposição. Conforme a microscopia eletrônica de varredura - MEV com EDS - a superfície do revestimento apresenta uma morfologia porosa e altamente homogênea. Os difratogramas de raios X do revestimento mostraram a presença de monóxido de titânio defeituoso e Ti2O3 . Na análise pontual de EDS, na região da interface, observou-se a difusão dos elementos Al e V da liga para o revestimento, e do oxigênio do revestimento para o substrato. Conclui-se que a presença de TiO e Ti2O3 na superfície está relacionada com a decomposição térmica do dióxido de titânio no jato de plasma spray com uma posterior recombinação dos seus componentes na forma de sesquióxido Ti2O3 e intercalação de oxigênio formando soluções sólidas superficiais de composição TiO1-x. A morfologia porosa e a presença destas fases no revestimento permite recomendar esta metodologia para a fixação do implante quando aplicado clinicamente. / Abstract: The surface of cp Ti and Ti-6Al-4V alloy for implants was studied before and after the superficial modification (coating) using the technique of titanium dioxide spraying with plasma-gun. The purpose of such a treatment was to create functional and chemically appropriate metal support having large specific area favorable for the posterior osseointegration which will guarantee a better adhesion of the regenerated bone to the surface of the implant used for the prostheses. The characterizations have been carried out by using instrumental techniques: chemical analysis. electron microscopy, metallography, hardness tests and X rays diffraction study of cp Ti, alloy, starting oxide and coating after the deposition. According to the morphology studies performed by scanning electron microscopy, the coating surface is porous and exhibits high homogeneity. The coating X ray pattern showed the presence of both defectuous titanium monoxide and Ti2O3. Point EDS analysis of the interface region permitted to observe aluminum and vanadium diffusion from alloy to the coating and that of oxygen from the coating to substract. It is to conclude that the presence of TiO and Ti2O3 on the surface is owing to the thermal decomposition of titanium dioxide in the plasma jet spray followed by the recombination of its components in the form of Ti2O3 and oxygen insertion producing superficial solid solutions of the composition TiO1-x. The porous morphology and the presence of the above phases in the coating allows to recommend this technique for the implant fixation in clinics. / Doutor

Orientador: Gilberto de Magalhães Bento Gonçalves / Banca: Yukio Kobayashi / Banca: Fernanda Raimunda de Abreu / Resumo: Em algumas ligas de alumínio, em especial as da série 6xxx (Al-Si-Mg), a maior suscetibilidade no desenvolvimento de trincas de solidificação é uma preocupação constante na soldagem TIG CA autógena. No âmbito operacional a minimização dessa ocorrência, ou mesmo sua eliminação, têm sido feita pela utilização de métodos que fundamentalmente procuram modificar a estrutura bruta de fusão refinando o metal na zona fundida e na zona termicamente afetada através da agitação da poça de fusão. No processo TIG CA, recursos utilizados para a agitação da poça de fusão, e consequente refinamento da microestrutura, são a frequencia de inversão de polaridade do eletrodo e a frequencia de periodo de pulso térmico. Certamente o conhecimento de tais recursos e sua adequada publicação na minimização das trincas de solidificação despertam interesse no campo da engenharia de fabricação e constitui-se em importante informação técnica e ser disponibilizada. Nesse trabalho foi utilizado a soldagem TIG CA autógena com pulsação térmica na liga de alumínio AA6063T6 avaliou-se as frequencias da inversão de polaridade do eletrodo em 50, 100 e 200 Hz, combinadas com freqüencias de período de pulso térmico de 0,5; 1,0; 2,0; e 4,0 Hz. O teste de Houldcroft foi amplamente utilizado como importante ferramenta nessa avalição, em conjunto com análise macro e microestrutural da zona fundida e termicamente afetada. Embora não tenha sido eliminada completamente a formação de trincas de solidificação, foi possível verificar a diminuição das mesmas em função do aumento da freqüência de inversão de polaridade do eletrodo e do aumento da freqüência do período de pulso térmico, acompanhado de um refinamento dos grãos na zona fundida e na zona termicamente afetada / Abstract: For some aluminum alloys, especially 6xxx (Al-Mg-Si) series, the able to develop solidification cracking in AC-GTAW welding is a constant preoccupation. In operation scope the minimal incident of this, or even its elimination, has been done by methods that are able to modify the microestrural in melted pool zone and thermic affected zone by agitation of the melted pool. IN AC-GTAW welding process, recourses applied for agitation of the melted pool, and following microestrutural depuration, are the electro polarity inversion frequency and thermic pulse cycle frequency. Be sure that this knowledge and its correct application for decrease solidification cracking is important to the process engineering and it constitutes an important technical information for available. On this work, the AC-GTAW thermic pulse welding on plate was used on AA6063T6 aluminium alloy analysis results for 50,100 and 200Hz electro polority inversion frequency, in agreement with 0,5;1,0;1,7 and 5,0Hz thermic pulse cycle frequency. The Houldcroft weldability test was enlargement used how important tool for this analysis, in agreement with macro and microestrutural analysis of melted pool zone and thermic affected zone. Althogh the solidification cracking formation has not been eliminated, it was possible to verify their decreasing due by increase of the electro polarity inversion frequency and increase thermic pulse cycle frequency, followed by grain depuration in melted pool zone and thermic affected zone / Mestre

A proposta deste trabalho foi analisar e comparar 1) a resistência à corrosão localizada do magnésio puro (Mg, 99,9+%) e 2) da liga de magnésio industrialmente mais usada, AZ91 HP, na presença de íons cloretos. Especial atenção foi dada ao desprendimento de hidrogênio, associado a este processo corrosivo, tanto dentro como fora dos pites. Complementarmente, analisou-se um caso prático da corrosão localizada da liga AZ91 HP, o qual é apresentado como apêndice, verificada em carcaças de motoserra. Para estas análises foram realizados testes eletroquímicos em soluções de NaCI com diferentes concentrações e valores de pH, verificando-se a influência destes parâmetros e da preparação da superfície (lixada ou polida), neste processo de corrosão localizada, tanto no magnésio puro, como com elementos de liga A morfologia do ataque corrosivo, em condições estacionárias (galvanostáticas) com tempo controlado e após varredura potenciodinâmica foram analisadas em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). No entanto, devido ao acúmulo de produtos de corrosão na cavidade do pite, verificou-se apenas a sua forma macroscópica impedindo uma visão mais detalhada do interior do pite. Nos testes potenciodinâmicos, observou-se também o filme de óxido formado sobre a superfície do metal. Foram realizados, testes volumétricos de determinação da corrente de redução do hidrogênio tanto para o Mg puro quanto para a liga AZ91 HP. Procedeu-se assim, entre Mg e AZ91 HP, a uma comparação da fração de corrente utilizada na redução do hidrogênio e na dissolução do magnésio, expressa através da constante "K". Foi encontrado para "K" valores em torno de 1 para o Mg puro e em torno de O, 12 para a liga AZ91 HP, para uma concentração 1M de NaCI.Para o caso de corrosão em serviço, foi verificado a existência de corrosão por pite, devido à presença de cloretos (Cr) na superfície da liga. Como o sódio não foi encontrado, isto indica uma contaminação por cloreto de magnésio (MgCI2), que provém eventualmente dos fluxos protetores utilizados na fusão da peça. O Mg e MgCI2 líquidos, tem densidade semelhante, a qual facilita o arraste, mas sua decantação posterior na superfície das peças provoca intensa corrosão localizada pelo cloreto quando a umidade for absorvida. / The purpose of this work was to compare the corrosion behavior of pure magnesium (99.9+%) and its industrialy most used alloy, "AZ91 HP", in the presence of chloride íons, which cause pitting corrosion. Moreover, the rate of hydrogen evolution (inside and outside the pits) acompanying this corrosion process, was determined. In addition, a practical case of corrosion of the alloy "AZ91 HP" in chloride was analysed. For these analysis electrochemical tests were accomplished in NaCI solutions of different concentrations and pH values. For both materiais the influence on corrosion behaviour and pitting potential of chloride concentration, pH, surface quality (sanded or polished) and composition was analysed. The corrosion morphology of galvanostatic and potentiodynamic tested samples was observed in Scanning Electron Microscope. However, due to the great amount of corrosion products in the pit cavity, only the macroscopic form of the attack can be verified not allowing a detailed vision of the inside of the pit. In the potentiodynamic tests, the oxide film formed on the surface of the metal could also be observed Volumetric tests for the determination of the H2 evolution current were performed, for pure Mg and for the alloy AZ91 HP, allowing a comparison between these materiais, referring to the value of the constant "K''. This constant is the ratio between the cathodic current of hydrogen evolution and the anodic current of Mg dissolution inside the pits. Values about 1 for pure Mg and about 0.12 for the alloy AZ91 HP in 1M NaCI solutions were determined.The case of corrosion of AZ91 HP in service was identified as localized corrosion attack due to the presence of chloride on the alloy's surface. Since sodium was not detected, this indicates a contamination by magnesium chloride originating from the protective flow used to cover the molten metal. Due to their similar density the MgCI2 flux is easily mingled with the liquid Mg, during the pouring of the mold. Suceeding decantation of MgCI2 to the surface, will cause intense chloride attack when humidity is absorbed.

Propriedades superficiais como rugosidade nanométrica, micrométrica e molhabilidade têm influenciado na qualidade da interface osso-implante. Nesse contexto, processos de tratamento eletroquímico de superfícies de titânio e suas ligas têm sido desenvolvidos, visando controlar a morfologia através da escolha de parâmetros experimentais adequados, para a obtenção de superfícies com diferentes texturas. As células-tronco são células que se autorrenovam e possuem plasticidade; nessa última característica inclue a capacidade de diferenciação osteogênica. Além disso, estas células conseguem criar um ambiente favorável a regeneração e reparo de diversos tecidos e órgãos lesados. Como essas células respondem bem a superfícies de topografia nanométrica, a texturização dessas superfícies poderá influenciar de forma positiva na diferenciação osteogênica de células-tronco. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência do processo de nanotexturização da liga de titânio Ti6Al4V por tratamento superficial eletroquímico, visando acelerar o processo de diferenciação osteogênica em células-tronco mesenquimais. Os tratamentos superficiais foram realizados através de tratamento eletroquímico por 4 e 12 minutos, a 25V e 7°C. A caracterização morfológica das superfícies foi realizada por meio de microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), microscopia óptica e perfilometria. Além disso, as superfícies foram caracterizadas quanto à composição química (fluorescência por raios-x), estrutural (difração de raios-x, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-x) e molhabilidade. As superficies com tratamento superficial foram avaliadas quanto a citotoxicidade. Células-tronco mesenquimais derivadas de medula óssea de rato SHR foram associadas às superfícies, e parâmetros como taxa de adesão e viabilidade celular foram identificados. As células associadas com os biomateriais ficaram expostas ao meio indutor de osteogênese por 14 dias, após esse período a atividade de fosfatase alcalina e a mineralização foram quantificadas. Os resultados mostraram que nenhum dos biomateriais foi citotóxico e que a superfície nanoestruturada associada com a esterilização por plasma de ar da amostra tratada eletroquimicamente por 4 minutos teve maior número de células aderidas, acelerando o processo de osteogênese e a mineralização das células-tronco mesenquimais derivadas de medula óssea (BMMSCs) quando relacionadas à este tipo de tratamento no biomaterial. / Surface properties as nanometric and micrometric roughness and wettability have influenced in the quality of the bone-implant interface. In this context, electropolishing processes on the surface of titanium and its alloys have been developed aiming to control the morphology of the surface by choosing adequate experimental parameters to obtain different textures. The stem cells are self-renewal cells and they have plasticity, which represents the capacity of osteogenic differentiation. Moreover, the stem cells can create a favorable environment to regeneration and recover various damaged tissues and organs. Based on the knowledge that these cells respond well to surface of nanometric topography, the texturing of surfaces can influence positively osteogenic differentiation of stem cells. The objective of the present work was to evaluate the influence of the nanotexturing process over a Ti6Al4V titanium alloy by electrochemical superficial treatment, aiming to accelerate the osteogenic differentiation in stem cells. The surface treatments were realized by electrochemical treatment for 4 and 12 minutes, 25 V at 7°C. The morphological characterization of the surfaces was realized by atomic force microscope (AFM), Field Emission Gun Scanning Electron Microscopy (FEGSEM), optical microscopy and Perfilometry. Furthermore, the surfaces were characterized as to the chemical composition (X-Ray Fluorescence), structural (X-Ray Diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy) and wettability. The surfaces with surface treatments were evaluated as to cytotoxicity. The Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells were associated to the surfaces, and parameters as adhesion rate and cellular viability were identified. The cells associated with the biomaterials were exposed to osteogenic media for 14 days, after that, the alkaline phosphatase and mineralization were quantified. The results showed that none of the biomaterials was cytotoxic and that the nanostructured surface associated with air plasma sterilization of the electrochemically treated sample for 4 minutes had greater number of adhered cells, it increasing the osteogenesis rate and the mineralization of the Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells when related to this type of treatment in the biomaterial.

O presente trabalho apresenta a avaliação comparativa do comportamento ao desgaste adesivo das ligas metálicas Stellite 6 e Colmonoy 56, aplicadas como revestimento resistente ao desgaste em diferentes combinações nos pares de corpos-de-prova ensaiados em laboratório segundo a norma técnica ASTM G-77. Procurou-se assim simular a condição mais crítica de operação, a qual um mancal dianteiro de deslizamento instalado internamente em uma extrusora monorosca está submetido, ou seja, contato metal-metal sem lubrificação. Uma vez que os resultados obtidos em laboratório indicaram o par com melhor desempenho em resposta às solicitações de desgaste adesivo, foram então, revestidas as superfícies das peças de um mancal de deslizamento e instaladas em uma extrusora monorosca para execução do teste de campo em condições normais de operação. A liga Colmonoy 56 utilizada em conjunto com a liga Stellite 6 mostrou ter uma vida útil maior ao desgaste por deslizamento do que o par de ligas Stellite 6 / Stellite 6. Os resultados indicaram ainda que quando o mecanismo predominante de desgaste por deslizamento é o adesivo, a compatibilidade metalúrgica entre as ligas metálicas que se atritam é um fator que influencia fortemente a resistência ao desgaste das superfícies em contato. Assim sendo, o par Colmonoy 56 / Stellite 6 apresentou uma menor compatibilidade metalúrgica (menor solubilidade mútua) melhorando o deslizamento devido a menor adesão entre as ligas. Outro fator que pôde ser constatado como de influência para a diminuição da taxa de desgaste foi à presença de alta concentração de cristais de boretos de cromo, que possuem dureza semelhante à do diamante, e também a presença de outros constituintes duros como carbonetos de cromo distribuídos na microestrutura do Colmonoy 56. Nos testes de campo, foi confirmado um significativo aumento da durabilidade do mancal em operação substituindo o par tribológico Stellite 6 / Stellite 6 pelo par Colmonoy 56 / Stellite 6. / This work shows a comparative evaluation of the adhesive wear behavior of metallic alloys Stellite 6 and Colmonoy 56 applied as a wear resistant coating in different combinations in pairs of specimens tested in the laboratory according to technical standard ASTM G-77. We attempted to simulate then the most critical operating condition to which a sliding front bearing installed internally in a single screw extruder is subjected, i.e., metal to metal contact without lubrication. Since the results obtained in the laboratory indicated the par with the best performance in terms of response to adhesive wear were then coated surfaces of the parts of a sliding front bearing and after they were installed in a single screw extruder for run the field test in normal operation. The alloy Colmonoy 56 used in conjunction with alloy Stellite 6 proved to have a longer life than the pair of alloy Stellite 6 / Stellite 6 to sliding wear. The results also indicated that when the predominant mechanism of sliding wear is the adhesive, the metallurgical compatibility between the metal alloys that are rubbing each other is a factor that strongly influences the wear resistance of the surfaces in contact. Thus, the pair Colmonoy 56 / Stellite 6 demonstrated a lower metallurgical compatibility (mutual solubility smaller), improving the sliding between the alloys due to the lower adhesion between the alloy. Another factor found to influence to decrease the wear rate was the presence of high concentrations of crystals of borides of chromium, which have similar hardness to diamond and also the presence of other hard constituents, such as chromium carbides distributed in the microstructure of the Colmonoy 56. In field tests, it was confirmed a significant increase in the durability of the bearing under normal operation replacing the tribological pair Stellite 6 / Stellite 6 by tribological pair Colmonoy 56 / Stellite 6.

O NiTi é uma liga equiatômica de níquel e titânio que foi descoberta ao redor dos anos 1960 e que possui ampla aplicação. Em função de sua excelente biocompatibilidade, o NiTi tem sido muito utilizado na fabricação de dispositivos na área médica. O Brasil atualmente importa grande parte desses produtos à base de NiTi, e o grande custo envolvido motiva a tentativa de desenvolvimento nacional desta liga e de seus subprodutos. O objetivo deste trabalho foi estudar a possibilidade da obtenção de billets da liga de NiTi com propriedades de memória de forma e superelasticidade através de metalurgia do pó convencional. Este trabalho foi desenvolvido com base na literatura, experimentação e análise comparativa com um fio comercial de NiTi utilizando técnicas como: ensaio de tração e compressão, metalografia, análise ao Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raios-X por Energia Dispersiva (EDS), difratograma de raios-X, medição de porosidade, dureza e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). A liga de NiTi foi obtida com sucesso através do processo de metalurgia do pó convencional. O material apresentou propriedades similares às encontradas por outros pesquisadores utilizando processos diversos. Este trabalho propõe adicionalmente uma rota de fabricação inicial para a produção de fios partindo de billets compactados de Ni e Ti e utilizando extrusão à quente seguida de trefilação à frio para o seu processamento. / NiTi is an equiatomic Nickel and Titanium alloy that was developed around the 1960s and has a broad spectrum of applications. Because of its excellent biocompatibility, NiTi is being increasingly used to manufacture medical devices. Today Brazil imports most NiTibased products, and the high cost involved has motivated the attempt to develop this alloy and its sub-products domestically. The aim of this work was to study the possibility of obtaining the NiTi billets with shape memory and superelasticity properties by conventional powder metallurgy techniques. The work was based on the literature, on experiments, and on comparison with a commercially available wire using techniques like: tensile and compression tests, metallography, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-ray Spectroscopy, measurements of porosity, hardness and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The NiTi alloy was successfully obtained by conventional powder metallurgy techniques. The material developed has similar properties to those described by other investigators using different techniques. Additionally this work proposes an initial manufacturing route for the production of NiTi wires from Ni and Ti compacted billets, using hot extrusion followed by cold drawing for processing.

Este trabalho tem como objetivo avaliar fatores técnico-operacionais importantes na fabricação de peças pelo forjamento semissólido. Foi analisada a liga de alumínio AA7075. No estado semissólido o metal comporta-se como um líquido de alta viscosidade sob tensões de cisalhamento muito baixas, caracterizando o comportamento tixotrópico. Este processo também é chamado de tixoforjamento. Nestas condições ocorre um excelente preenchimento de matrizes que contenham formas complexas e com elevado índice de detalhes. Produtos acabados de alumínio (near net shape) com geometria complexa fabricados por tixoconformação já são empregados na indústria automotiva. Neste trabalho foram avaliados a influência da morfologia de sua microestrutura, a temperatura de forjamento e a velocidade de deformação. Os experimentos foram ainda controlados por análises metalográficas, ensaios de compressão uniaxial e ensaio de forjabilidade. Os resultados obtidos mostraram que o método de fabricação da matéria prima SWA® com fração de sólidos entre 40 e 60 % e uma velocidade de deformação entre 30 a 50 s-1 são os parâmetros mais adequados para o forjamento semissólido. / This work has as objective to evaluate important technical-operational factors in the production o f pieces for the semi-solid forging. lt was analyzed o f aluminum AA7075 alloy. In the semi-solid state a metal behaves as a liquíd ofhigh viscosity under low shear stress, it is characterizing the behavior thixotropic. This process is also called thixoforging. In these conditions an excellent filling of dies that contain complex shape and with high index of details. Thixoforming complex near net shaped products in aluminium alloys are already finding their ways in automotive applications. In this work they were appraised the influence of the morphology of its microstruture, the forging temperature and the strain rate. The experiments were still controlled by analyses metalográfic, upsetting and forgability test. The obtained results showed that the method of production of raw material SIMA, with fraction of solids of 40-60% and a strain rate among 30 to 50 s-1 are the parameters more adapteds for the semi-solid forging process.