AGUIAR, W. M. Revestimento por soldagem MIG/MAG empregando ligas de níquel para apliacações em componentes do setor de petróleo e gás natural. 2010. 255 f. Tese (Doutorado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T12:45:12Z No. of bitstreams: 1 2010_tese_wmaguiar.pdf: 11469085 bytes, checksum: ad569a47a6eb6c3df23c570d0f0627f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T18:11:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_tese_wmaguiar.pdf: 11469085 bytes, checksum: ad569a47a6eb6c3df23c570d0f0627f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T18:11:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_tese_wmaguiar.pdf: 11469085 bytes, checksum: ad569a47a6eb6c3df23c570d0f0627f5 (MD5) Previous issue date: 2010-12-03 / The weld overlay of nickel-based alloys is an alternative often used in oil and gas industry to prevent corrosion in pipes and equipments operating under severe conditions. In many situations the requirements of weld overlays are based in a maximum of 5% iron content in the weld metal to ensure corrosion resistance. The aim of this study was to determine the main welding parameters used in GMAW process to obtain coatings with iron content less than 5%, as well as, to analyze the mechanical properties, metallurgical behavior and corrosion resistance of the weld overlays. To evaluate the welding parameters was used as an analysis tool, the Taguchi method. Initially, the welds with nickel alloys were carried out in simple deposition on ASTM 516 Gr 60 steel plates in the flat position. Based on these results some parameters were selected to deposition of the coatings. In this work were used as filler metal three nickel-based alloys: AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-4 and AWS ERNiCrMo-14. The microstructure analysis consisted of optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive of X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD). Cyclic polarization tests (ASTM G 61-09) and immersion (Method C of ASTM G 48-09) were carried out to evaluate the corrosion resistance of the welds. Microhardness tests and shear test were used to evaluate the mechanical properties. The results showed that the optimal welding conditions were obtained when pulsed current mode was employed, resulting in coatings with a good surface appearance, without defects, and with low dilution level, beyond reinforcement/width (R/W) ratios and reinforcements satisfactory. For coatings with thickness around 5 mm was required to deposit at least two layers. It was found that low dilution level in the first layer is essential to achieve a low iron content (<5%), considering the metal removal by machining to improvement the surface finish. The best cost-benefit for the combination of welding parameters between the layers was found to be the low dilution in the first layer and a high productivity in the second The microstructure of coatings deposited with the alloy AWS ERNiCrMo-3 consisted of a γ matrix with secondary phases rich in Nb like Laves phase and a complex of titanium nitride/niobium carbide. The microstructure of coatings deposited with the alloys AWS ERNiCrMo-4 and AWS ERNiCrMo-14 consisted of a γ matrix and secondary phases rich in Mo (σ, P e μ). The results of shear test showed that the shear interface between the coating/substrate is about three times the half the stress required by ASTM A 265-09. The electrochemical polarization test was not able to evaluate the performance of coatings for corrosion pitting, while the immersion test according to Method C of ASTM G 48, was capable to distinguish the corrosion resistance through the critical pitting temperature (CPT). Based on the results of this test it was possible to verify that the alloy AWS ERNiCrMo-14 resist up to the maximum temperature established by standard (>85 oC). The alloy AWS ERNiCrMo-4 was corroded between 75 oC and 80 oC. Finally, the alloy AWS ERNiCrMo-3 presented the worst resulted compared to the other alloys, has been corroded in the 50 oC, showing a different behavior in terms of corrosion resistance of the alloys deposited. / A soldagem de revestimento com ligas a base de níquel é uma alternativa bastante utilizada no setor de petróleo e gás natural para evitar a corrosão em dutos e equipamentos que operam em condições severas. Em muitas situações exige-se no revestimento, um teor máximo de ferro de 5% para garantir a resistência à corrosão. O objetivo deste trabalho foi determinar os principais parâmetros de soldagem do processo MIG/MAG de forma a obter revestimentos adequados com teor de ferro inferior a 5%, bem como analisar as suas propriedades mecânicas, comportamento metalúrgico e resistência à corrosão. Na determinação dos parâmetros de soldagem foi utilizado como ferramenta de análise, o método Taguchi. Inicialmente, as soldagens com as ligas de níquel foram realizadas em simples deposição sobre chapas de aço ASTM 516 Gr 60 na posição plana. Em seguida, com os parâmetros selecionados, foram realizadas as soldagens de revestimento. No trabalho foram utilizadas as ligas AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-4 e AWS ERNiCrMo-14. A caracterização microestrutural consistiu de análises de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET), espectroscopia por dispersão de energia de raios-X (EDX) e difração de raios-X (DRX). Ensaios de polarização cíclica (ASTM G 61 – 86) e de imersão (método C da ASTM G 48–86) foram realizados para avaliar a resistência à corrosão dos revestimentos. Ensaios de microdureza e de arrancamento foram utilizados para a determinação das propriedades mecânicas. Os resultados mostraram que as melhores condições de soldagem foram obtidas com o modo corrente constante pulsada que proporcionou revestimentos com um bom aspecto superficial, sem a incidência de defeitos, menores diluições e com razões reforço/largura (R/L) e reforços satisfatórios. Para revestimentos com espessura em torno de 5 mm foi necessária a deposição de no mínimo duas camadas. Foi constatado que é fundamental obter diluições próximas de 5% já na primeira camada, para garantir uma espessura com baixo teor de ferro, em caso de retirada de um sobremetal no revestimento. A melhor relação custo x benefício para a combinação dos parâmetros de soldagem entre as camadas foi a que proporcionou uma baixa diluição na primeira camada e uma alta produtividade na segunda. A microestrutura dos revestimentos depositados com a liga AWS ERNiCrMo 3 foi constituída por uma matriz γ com fases secundárias Laves e um complexo nitreto de titânio/carboneto de nióbio. A microestrutura dos revestimentos depositados com as ligas AWS ERNiCrMo-4 e AWS ERNiCrMo-14 foi constituída por uma matriz γ e fases secundárias ricas em Mo (σ, P e μ). Os resultados dos ensaios de arrancamento mostraram que a resistência ao cisalhamento entre a interface revestimento/substrato é cerca de três vezes e meia o exigido pela norma ASTM A 265-09. O ensaio de polarização eletroquímica não se mostrou capaz de avaliar o comportamento dos revestimentos quanto à corrosão por pites, enquanto que o ensaio de imersão, segundo o método C da norma ASTM G 48, foi capaz de diferenciá-las quanto à temperatura crítica de pite (TCP). Neste ensaio, a liga AWS ERNiCrMo-14 foi a que apresentou a maior TCP (>85 ºC). Em seguida ficou a liga AWS ERNiCrMo-4 com uma TCP entre 75 ºC e 80 ºC. Por último ficou a liga AWS ERNiCrMo-3 com uma TCP de 50 ºC, mostrando haver uma maior resistência à corrosão por parte da liga AWS ERNiCrMo-14 em relação às demais ligas.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. / Made available in DSpace on 2012-10-19T00:12:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:08:14Z : No. of bitstreams: 1 142278.pdf: 5849979 bytes, checksum: cc6ce58aab4266ab78ae5b21686098fe (MD5)

Tese (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-05T14:12:29Z No. of bitstreams: 1 2017_WeimarSilvaCastilho.pdf: 11425631 bytes, checksum: 7ed2c8cfd2a72a3b8f4856c130c8dbb2 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-11T16:21:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_WeimarSilvaCastilho.pdf: 11425631 bytes, checksum: 7ed2c8cfd2a72a3b8f4856c130c8dbb2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-11T16:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_WeimarSilvaCastilho.pdf: 11425631 bytes, checksum: 7ed2c8cfd2a72a3b8f4856c130c8dbb2 (MD5) Previous issue date: 2017-08-10 / As ligas com memória de forma possuem a habilidade de retornar, após uma deformação pseudoplástica a um formato ou tamanho previamente definido, quando submetidas a um ciclo termomecânico adequado. Essas ligas exibem duas propriedades fundamentais: a pseudoelasticidade e o efeito memória de forma. O tratamento criogênico é muito utilizado na indústria para melhorar as propriedades mecânicas dos aços, fundamentalmente a resistência ao desgaste. O objetivo desta pesquisa foi investigar se e como o tratamento criogênico afetaria as propriedades térmicas e mecânicas de duas ligas de NiTi, sendo uma austenítica Ni57Ti43 e outra martensítica Ni55Ti45 na faixa de temperatura de 24°C à 27°C. A metodologia empregada consistiu de uma análise experimental comparativa entre propriedades térmicas e mecânicas das ligas como recebidas, com as tratadas criogenicamente. E de análise microestrutural dos mesmos materiais para explicar os resultados. O tratamento criogênico consistiu em um resfriamento à -196 °C, por imersão em nitrogênio líquido, em diferentes tempos de imersão que variaram entre 6 e 48 horas. As propriedades térmicas (temperaturas de transformação de fase e calor latente de transformação) foram avaliadas por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), e as mecânicas (módulo de elasticidade e amortecimento) por excitação por impulso, também foi avaliada a dureza Rockell - B. A análise microestrutural foi realizada por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de raios X (DRX) e Fluorescência de raios X (FRX). Os resultados mostraram que, independente do tempo de resfriamento criogênico, o módulo elástico, a dureza e as fases presentes no material não sofreram modificações. Porém, houve aumento nas seguintes propriedades das ligas: temperatura de transformação de fase, histerese térmica e amortecimento. As observações das análises microestruturais permitiram concluir que não houve aumento no tamanho médio do grão. / The shape-memory alloys bear the ability of returning, after a pseudoplastic deformation, to a size or shape previously when submitted to an adequate thermomechanical cycle. Those alloys present two fundamental properties: the pseudoelasticity and the shape-memory effect. The cryogenic treatment is very much used in industry for the improvement of the mechanical properties of the steel, essentially the abrasion resistance. The objective of this research was to investigate whether and how the cryogenic treatment would affect the thermal and mechanical properties of two shape-memory alloys, one austenitic Ni57Ti43 and another martensitic Ni55Ti45, in a temperature range from 24 ºC to 27º C . The method consisted of an experimental comparative analysis of the thermal and mechanical properties of the alloys in as received and the cryogenically treated conditions. Also a microstructural analysis of the same material was carried out to explain the results. The cryogenic treatment consisted of a cooling action at -196 º C through immersion in liquid nitrogen in different periods of immersion that varied between 6 and 48 hours. The thermal properties (phase transformation temperatures and transformation latent heat) were evaluated by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and the mechanic (modulus of elasticity and damping) technique through impulse excitation; the hardness was also evaluated. The microstructural analysis accomplished through Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD) and X-Ray Fluorescence (XRF). The results showed that apart the cryogenic cooling time, the modulus of elasticity, the hardness and the phases that were present in the material did not undergo modifications. Nevertheless, there was an increase in the following properties of the alloys: toughness, phase transformation temperature, thermal hysteresis and damping. The observations of the microstructural analyses enabled the conclusion that there was no increase in the average grain size.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-08-29T19:28:12Z No. of bitstreams: 1 2016_BartholomeuFerreiradaCruzFilho.pdf: 3202318 bytes, checksum: b5deea38f2b9babc7b349e1de3685469 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-09-05T17:14:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_BartholomeuFerreiradaCruzFilho.pdf: 3202318 bytes, checksum: b5deea38f2b9babc7b349e1de3685469 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-05T17:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_BartholomeuFerreiradaCruzFilho.pdf: 3202318 bytes, checksum: b5deea38f2b9babc7b349e1de3685469 (MD5) / As Ligas com Memória de Forma - LMF apresentam um grande potencial de aplicação nas diversas áreas da engenharia e da medicina. De maneira especial, naquelas onde esses materiais são empregados como atuadores, observa-se uma necessidade de aprimoramento de suas propriedades com sua resistência à fadiga termomecânica e à fadiga estrutural. Neste trabalho investiga-se o potencial de tratamento criogênico para alterar propriedades de LMF. O tratamento criogênico profundo vem sendo empregado há décadas para aprimorar propriedades materiais em aços como o aumento de resistência ao desgaste em aços ferramentas e da vida à fadiga em materiais ferrosos. O objetivo do presente trabalho foi investigar a influência de tratamento criogênico profundo em propriedades mecânicas (módulo elástico, amortecimento e dureza) e térmicas (temperaturas de transformação de fase e calor latente de transformação) da liga Ni48-Ti52. Para isso, realizou-se uma análise comparativa experimental dessas propriedades antes de depois do tratamento criogênico a -196oC por diferentes tempos de imersão. Os corpos de provas foram preparados e denominados NiTi_CR (CP’S como recebido), NiTi_TC12, NiTi_TC18 e NiTi_TC24 (CP´s tratados criogenicamente por imersão a -196oC por 12, 18 e 24 horas respectivamente). A taxa de resfriamento e aquecimento utilizada foi de 18°C/h. As referidas propriedades térmicas foram medidas por Calorimetria Diferencial de Varredura e as propriedades mecânicas por Excitação por Impulso. A análise microestrutural foi baseada em microscopias ótica e eletrônica de varredura e difratometria de raio-X. Os resultados mostraram que o tratamento criogênico afeta todas as propriedades investigadas, com destaque para a redução do calor latente de transformação e o aumento do fator de amortecimento. A análise microestrutural sinaliza que essas alterações podem estar associadas a alterações do tamanho de grão e de precipitados. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Smart Memory Alloys-SMA have a great potential for application in various engineering and medicine fields. In a special way, in those where these materials are used as actuators, there is a need for improvement of its properties such as resistance to thermomechanical fatigue and structural fatigue. This work investigates the potential of cryogenic treatment to change properties of SMA. Deep cryogenic treatment has been used for decades to enhance material properties in steels as the wear resistance increase in tool steels and fatigue life in ferrous materials. The objective of this study is to investigate the influence of deep cryogenic treatment on mechanical properties (elastic modulus, damping and stiffness) and thermal (phase transformation temperatures and latent heat processing) of Ni48-Ti52 alloy. In this sense, was carried out an experimental comparative analysis of these properties before and after the cryogenic treatment at -196ºC using different immersion times. The test samples were prepared and referred as NiTi_CR (CPs as received), NiTi_TC12, and NiTi_TC18 NiTi_TC24 (CP's cryogenically treated by immersion -196oC for 12, 18 and 24 hours respectively). The heating and cooling rate used was 18 ° C / hr. These thermal properties were measured by Differential Scanning Calorimetry and the mechanical properties by Impulse Excitation. Microstructural analysis was based on optical and electronic microscopy scanning and X-ray diffraction. The results showed that cryogenic treatment affects all the properties investigated, with emphasis on reducing the latent heat of transformation and increased damping factor. Microstructural analysis indicates that these changes may be associated with changes in grain size and precipitates.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015. / Submitted by Cristiane Mendes (mcristianem@gmail.com) on 2015-07-03T16:41:50Z No. of bitstreams: 1 2015_TaiseMariaFrazaoDeAnicezio.pdf: 5322332 bytes, checksum: 4866e33daf9f1f9ccf75030b48561cce (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-14T11:18:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_TaiseMariaFrazaoDeAnicezio.pdf: 5322332 bytes, checksum: 4866e33daf9f1f9ccf75030b48561cce (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T11:18:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_TaiseMariaFrazaoDeAnicezio.pdf: 5322332 bytes, checksum: 4866e33daf9f1f9ccf75030b48561cce (MD5) / Titânio e suas ligas têm sido cada vez mais usados nos últimos anos em segmentos industriais bastante distintos como aeroespacial e biomateriais. Essa versatilidade devese ao fato de ser um material com elevada resistência mecânica, baixa densidade, alta resistência à corrosão e ótima biocompatibilidade. Todavia, não possuem boa resistência ao desgaste. Amostras da liga Ti-12Cr, produzidas por metalurgia do pó, foram revestidas por meio do processo PVD com filmes de Ti+TiN, Cr+CrN e Cr+CrN+TiN com o intuito de melhorar a resistência ao desgaste microabrasivo dessa liga. Um tribômetro do tipo esfera rotativa livre foi utilizado para gerar crateras de desgaste na superfície dos materiais estudados. Os diâmetros dessas calotas foram medidos e através do Método de Allsopp os coeficientes de desgaste abrasivo dos filmes e dos substratos foram então determinados. O filme Ti+TiN apresentou a melhor resistência ao desgaste dentre as amostras analisadas. A resistência ao desgaste seguiu a tendência das medidas de microdureza dos filmes, ou seja, o filme com maior microdureza, Ti+TiN, apresentou a melhor resistência ao desgaste, e também melhor adesão ao substrato. Os filmes Cr+CrN e Cr+CrN+TiN apresentaram coeficientes de desgaste do substrato e do filme com a mesma ordem de grandeza e valores que ficaram muito próximos porém, com microdurezas diferentes. Ambos os filmes apresentaram falha de adesão, de maneira que durante os ensaios de desgaste microabrasivo as partículas delaminadas dos filmes passaram a atuar juntamente com a suspensão abrasiva promovendo o aumento dos coeficientes de desgaste dessas amostras. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Titanium and its alloys have been increasingly used in recent years in very different industrial segments such aerospace and biomaterials. This versatility is due to the fact that it is a material with high mechanical strength, low density, high corrosion resistance and good biocompatibility. However, have not good wear resistance. Samples of Ti-12Cr alloy produced by powder metallurgy were coated by PVD process with Ti+TiN, Cr+CrN and Cr+CrN+TiN films with the aim of microabrasive wear resistance improvement. A tribometer free rotating sphere type was used to generate wear craters on the surface of the materials studied. The diameters of these caps were measured and through Allsopp method the abrasive wear coefficient of the films and substrates were then determined. Ti+TiN film showed the best wear resistance among the analyzed samples. The wear resistance measurements followed the trend of micro-hardness of the films, i.e., the film with higher hardness, Ti+TiN, showed the best wear resistance, and also better adhesion to the substrate. The Cr+CrN and Cr+CrN+TiN exhibited wear coefficient of the substrate and the film of the same magnitude and values that were close but with different hardness. Both films showed adhesion failure, so that during the wear tests microabrasive particles of delaminated film began working together with the abrasive suspension promoting increased wear coefficient of the samples.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-07T21:48:07Z No. of bitstreams: 1 2018_ArthurPinheiroBarcelos.pdf: 14201406 bytes, checksum: 22cffe289d9dbf4258328e4dcf14fa84 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-08T19:06:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_ArthurPinheiroBarcelos.pdf: 14201406 bytes, checksum: 22cffe289d9dbf4258328e4dcf14fa84 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_ArthurPinheiroBarcelos.pdf: 14201406 bytes, checksum: 22cffe289d9dbf4258328e4dcf14fa84 (MD5) Previous issue date: 2018-08-07 / As Ligas com Memória de Forma (LMF) apresentam dois comportamentos termomecânicos diferenciados que podem ser explorados para o desenvolvimento de muitas aplicações: o efeito memória de forma e a pseudoelasticidade. O efeito memória de forma é caracterizado por deformações reversíveis originárias de variações de temperatura do material devido a transformações martensíticas termoelásticas. Esse princípio de funcionamento estimula a aplicação de LMF como atuadores, apresentando algumas vantagens em relação a outros atuadores convencionais devido à sua excepcional redução de peso e volume de projetos. A escassez na literatura de métodos definitivos para prever a vida útil do atuador de LMF motiva o estudo de seu comportamento cíclico e fadiga. Os atuadores baseados em ligas com memória de forma podem acumular deformações plásticas e sofrer ruptura, além de perder gradualmente a capacidade de recuperação da forma, conhecida como fadiga funcional, associada às repetidas transformações induzidas por temperatura. Nesse âmbito, a fadiga estrutural e a fadiga funcional de fios NiTi SmartFlex® submetidos à transformação de fase martensítica induzida termicamente sob tensão mecânica constante são investigadas. Foram realizados 24 ensaios de ciclagem termomecânica em diferentes condições de aquecimento e resfriamento e sob quatro diferentes níveis de tensão axial. A influência dessas condições de ensaio foram analisadas, a degradação do efeito memória de forma foi visualizada em curvas de evolução da deformação e a fadiga estrutural foi estudada por meio de três diferentes curvas de ajuste: curvas S-N, curvas que relacionam a deformação plástica com a vida em fadiga baseadas nas relações de Coffin-Manson e curvas baseadas no modelo de plano crítico de Smith, Watson e Topper. Conclui-se que o aumento na taxa de aquecimento e resfriamento e na tensão mecânica pode resultar em falha precoce do material. No âmbito de fadiga funcional, as condições estabelecidas nos ensaios resultaram em alteração na deformação recuperável inferior a 1% para o material estudado. / Shape Memory Alloys (SMA) presents two exceptional thermomechanical behaviors that can be used for development of many applications: shape memory effect and superelasticity. The shape memory effect is characterized by reversible deformation under thermal load due to thermoelastic martensitic transformations. This operation principle encourages the application of SMA as actuators, presenting some advantages over other conventional actuators because of their weight and volume saving. The lack of definite methods for predicting SMA actuator lifetime motivates the study of its cyclic behavior and fatigue. SMA actuators may accumulate plastic deformations and suffer rupture, in addition to gradually losing shape recovery, known as functional fatigue, associated with the repeated thermal induced transformations. The structural thermomechanical fatigue and functional fatigue of NiTi SmartFlex® wires undergoing thermally induced martensitic phase transformation with constant stress are investigated. An amount of 24 thermomechanical cycling tests were performed under different heating and cooling conditions and under four different axial stress levels. The influence of these test conditions was analyzed, the wire strain evolution was evaluated to determine the degradation of shape memory effect and three power law curves were used to fit fatigue failure data: S-N curves, plastic strain versus fatigue life curves based on Coffin-Manson relation, and curves based on the critical plane model of Smith, Watson, and Topper. It can be concluded that the application of high heating/cooling rate and high stress can result in early failure of the material. The test conditions did not imply significant functional fatigue (recoverable strain below 1%).

Orientador : Prof. Dr. Ramón Sigifredo Cortés Paredes / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 15/12/2016 / Inclui referências : f. 131-135 / Área de concentração : Manufatura / Resumo: No Brasil há elevada produção de combustível automotivo derivado da cana de açúcar e na colheita mecanizada são utilizadas quase que exclusivamente facas de corte comerciais sem revestimento, com pouca durabilidade. Esta situação é preocupante, principalmente porque a demanda de facas está aumentando permanentemente, pelo aumento da produção de cana de açúcar. Esta pesquisa tem como motivação investigar a viabilidade de aumentar a vida útil de facas de corte pela aplicação de revestimentos duros via o processo de aspersão térmica por arco elétrico com arame tubular. Foram preparados revestimentos em facas de acordo a planejamento experimental fatorial fracionado com nove experimentos com testes de confirmação e também realizado tratamento térmico adicional. Foi realizada uma ampla caracterização das propriedades mecânicas e microestruturais, assim como desgaste por abrasão com impacto em equipamento fabricado no âmbito desta pesquisa. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade de melhorar a vida útil das facas através de aplicação de revestimento duro por aspersão térmica por arco elétrico e posterior tratamento térmico de caldeamento e austêmpera. Palavras-chave: Aspersão térmica ASP. Revestimentos de carboneto de tungstênio. Abrasão com impacto. Facas de corte de base. / Abstract: In Brazil there is high production of automotive fuel from sugar cane where almost only commercial blades, without hard coatings, are utilized for the mechanical harvest and therefore have short durability This situation is concerning because the demand of blades is increasing continuously due to the increase of sugar cane production. This research has as motivation investigate the viability to increase the useful life of harvester blades through the deposition of hard coatings via electric arc thermal spay with cored wire. The coatings on blades were done according a fractional factorial experiment design with nine experiments with confirmation tests and also additional heat treatment. There was undertaken an extensive characterization of the mechanical microstructural properties as well as wear by abrasion with impact on a machine fabricated for the purpose of this research. The results demonstrate the viability of increasing the useful life of harvester blades through the application of hard coatings by electric arc thermal spray and post heat treatment of cladding and austempering. Key-words: ASP Thermal spray. Tungsten carbide coatings. Abrasion with impact. Harvester blades.

Orientador : Prof. Dr. Adriano Scheid / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 15/12/2014 / Inclui referências / Área de concentração: Manufatura / Resumo: Ligas de Níquel do tipo C276 são usadas para proteger componentes de equipamentos como turbinas aeronáuticas ou de geração de energia e refinarias de petróleo, especialmente devido a associação de tenacidade boa e elevada resistência à corrosão. Desempenho promissor tem sido relatado para o processamento de revestimentos pela técnica de plasma com arco transferido (PTA). Para o sistema de ligas NiCrMoW, a liga comercial conhecida como Hastelloy C276, apresenta desafio para o processamento, particularmente quando processos de soldagem estão envolvidos e, em consequência, os depósitos estão sujeitos a diferentes parâmetros de processamento e interação com o substrato. As condições de soldagem, características dos cordões produzidos, bem como a influência do substrato a ser revestido (por meio da sua diluição) demanda estudos para este sistema de ligas, especialmente para entender a influência sobre a microestrutura e propriedades. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi o de avaliar revestimentos da liga Hastelloy C276, processados por PTA sobre substratos de aço inoxidável AISI 316L e ao carbono API 5L X70, para três diferentes níveis de corrente de deposição: 120, 150 e 180 A. A caracterização dos revestimentos foi realizada por microscopia óptica e eletrônica de varredura, difração de raios-X e dureza Vickers. Os revestimentos foram também avaliados quanto à resistência ao desgaste com determinação do coeficiente de atrito e taxa de perda de massa. Os resultados indicaram que a diluição foi fortemente influenciada pelo substrato e aumentou linearmente com a corrente de deposição. Diluição entre 5 e 25 % foram medidas para a deposição sobre aço API 5L X70 e entre 22 e 42 % sobre substrato de aço AISI 316L, sendo os valores superiores deste último associados com a menor condutividade térmica do aço inoxidável. O substrato de aço também influenciou as fases formadas em cada revestimento e, como regra geral, a dureza dos revestimentos reduziu com o aumento da diluição, como consequência da redução de elementos que promovem endurecimento por solução sólida (Mo e W) e também pelo coalescimento das estruturas dendríticas. Maior dureza dos revestimentos sobre aço API 5L X70 foi resultado da menor diluição, menor espaçamento de braços dendríticos (DAS) e maior fração de carbonetos. A taxa de perda de massa em desgaste foi afetada principalmente pela corrente de deposição, que levou a incremente de até 20 %, enquanto pequenas diferenças foram observadas para diferentes substratos. Os revestimentos com maior dureza apresentaram os menores coeficientes de atrito superficial. Palavras-chave: Hastelloy C276. Plasma com Arco Transferido (PTA). Revestimentos. Substratos de Aço. Microestrutura e Propriedades. / Abstract: Nickel-based alloy type C 276 is utilized to protect aircrafts components, oil refinery and power generation components due to an association of good toughness and high corrosion resistance. Ni-based alloy Hardfacing is frequently utilized to protect steel components. For the NiCrMoW, alloy system commercially known as Hastelloy C 276 alloy present, processing challenges, particularly when welding is involved. The Coatings properties depends on deposition parameters and also on interaction with the substrate. Welding parameters and its influence on tracks geometry as well as substrate interaction (dilution) demand research in order to understand the influence on microstructure and coatings properties. The main purpose of this work was to evaluate C 276 coatings alloy by Plasma Tranferred Arc (PTA) deposited with three different current levels, 120, 150 and 180 A, two different substrate, AISI 316L stainless steel and API 5L X70 carbon steel. Processing effect on coatings was evaluated first by tracks geometry and dilution. Coatings were then characterized by Laser, optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction analisys and Vickers hardness. Wear properties of coatings were evaluated by pin on disc sliding wear test. Results indicated that dilution was deeply influenced by the substrate and increased linearly with the deposition current. Dilution between 5 and 25 % was measured for deposition on API 5L X70 steel and from 22 to 42 % on AISI 316L steel substrate, the latter associated with the lower thermal conductivity of the stainless steel. The steel substrate also influenced formed phases but, as a general trend, coating hardness reduced with increasing dilution, as a consequence of reduction on alloying elements which promotes solid solution hardening (Mo and W), carbides fraction and also microstructure coarsening (measured by dendrite arm spacing - DAS). Higher hardness of coatings produced on API 5L X70 was a result of lower dilution, smaller dendrite arm spacing (DAS) and the presence of higher carbides fraction. Coatings on API 5L X70 presented the lower wear mass loss rates, in agreement to hardness results. Wear mass loss rate was affected mainly by deposition current, which induced up to 20 % increase, while lower differences was measured for different substrate steel. The higher hardness observed the lower friction coefficient. Keywords: Hastelloy C276. Plasma Tranferred Arc (PTA). Coatings. Steel Substrates. Microstructure and Properties.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6534.pdf: 4466459 bytes, checksum: 86632bf49aeb4a4fbc4d6ad54b72ba55 (MD5) Previous issue date: 2014-12-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / Metallic coatings are generally designed to confer high wear and corrosion resistance to the substrate to be coated. These properties are essential to make structures suitable to resist to aggressive environment and operating conditions. In this context, Fe-based alloys have drawn great attention due to their unique physical and chemical properties and relatively low cost of iron. Compared with traditional crystalline metallic materials, Fe-based amorphous alloys exhibit high strength, hardness and superior corrosion resistance, attributed to their disorder structures as well as chemical homogeneity. Powder alloys can then be used to produce amorphous coatings on steel substrate, improving corrosion and wear properties in aggressive environments. This work reports on the production of high corrosion and wear resistant coatings produced by HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) using only commercials precursors. Initially, preliminary studies were made for the evaluation of glass forming ability (GFA) for the selected Fe60Cr8Nb8B24%at. composition. Further analyses of the crystallization of fully amorphous samples were conducted to correlate the crystalline phases with the physical and chemical properties. Then, the production of amorphous coatings was studied. The microstructure of the samples was characterized by optical microscopy (OM), confocal microscopy (CM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimeter (DSC). Corrosion, wear and hardness tests were performed as well as porosity and oxygen content measurements. The results have shown the feasibility of production of high quality coatings by HVOF (low porosity and oxygen content together with high hardness and large amount of amorphous fraction). However, the corrosion properties of the coatings were found to be impaired by the presence of &#945;-Fe and FexB (x=1,2 and 3) crystalline phases. / Revestimentos metálicos são geralmente engendrados para serem aplicados em superfícies de componentes estruturais a fim de conferir elevada resistência ao desgaste e/ou à corrosão. Neste contexto, os revestimentos amorfos à base de ferro com pequenas adições de elementos de liga resistentes à corrosão são promissores, pois apresentam elevada resistência mecânica, baixo coeficiente de atrito, rápida formação de filmes passivos estáveis e resistentes aos ataques eletroquímicos, além de elevada temperatura de cristalização. Essas ligas, além das interessantes combinações entre propriedades químicas e físicas, configuram-se como sistemas de relativo baixo custo que, portanto, são viáveis economicamente. A presente dissertação de mestrado investigou a microestrutura de revestimentos da liga amorfizável Fe60Cr8Nb8B24%at. produzidos por aspersão térmica por oxicombustível de alta velocidade (HVOF) através do emprego de elementos de pureza comercial. As resistências ao desgaste e à corrosão dos mesmos também foram analisadas. Inicialmente, foram desenvolvidos estudos para avaliar a tendência de formação de estrutura amorfa (TFA) para a composição selecionada. Estudos de cristalização também foram conduzidos com a finalidade de correlacionar as fases formadas com as propriedades físicas e químicas apresentadas pelas amostras. Em seguida, a viabilidade em se produzir revestimentos amorfos por HVOF foi investigada. Os revestimentos produzidos foram caracterizados por microscopia ótica (MO), microscopia confocal (MC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), difratometria de raios-X (DRX), calorimetria diferencial de varredura (DSC), ensaios de desgaste, ensaios de corrosão e medidas de dureza, de porosidade e de teor de oxigênio. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade de produção de revestimentos amorfos de elevada qualidade (baixa porosidade e teor de óxidos juntamente com elevada dureza e fração de fase amorfa). Entretanto, a baixa resistência à corrosão apresentada pelos revestimentos deve-se à presença de nanocristais de fases Fe-&#945; e FexB (x=1,2 e 3).

Orientador: Hamilton de Felipe / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Koshun Iha / Banca: Alain Larent Marie Robin / Resumo: Ligas de Co-Cr-Mo tem tido boa aceitação na Odontologia como materiais de prótese. Na cavidade bucal estes materiais estão submetidos a efeitos simultâneos de esforços mecânicos e interação química. Durante o processo de fabricação de prótes, dusão, vazamento e resfriamento, ocorrem alteraçõesna microestrutura que podem afetar as propriedades mecânicas e resistência à corrosão. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da refundição por maçarico com resfriamento lento e por indução com resfriamento rápido em 4 ligas Co-Cr-Mo comerciais. Os parâmetros investigados foram a microestrutura após ataque eletroquímico, resistência química com imersão de amostras durante 12 meses em soro fisiológico a 37ºC e a resistência à corrosão através de medidas de parâmetros eletroquímicos utilizando as técnicas de medidas de potencial em circuito aberto, polarização potenciodinâmica, voltametria cíclica e impedância eletroquímica. Os resultados indiam que os processos de refundição provocam diminuição do caráter dendrítico, levando a uma estrutura heterogênea com aumento no teor de Cr e Mo na região interdendrítica. Todas as ligas liberam íons de cobalto, cromo e molibdênio em solução em proporções diferentes da composição química de liga, observando-se maior liberação para as ligas refundidas pelo método indução com resfriamento rápido. Todas as ligas apresentam uma extensa região de passividade e baixa densidade de corrente semelhante ao comportamento eletroquímico do metal cromo, indicando ser este o elemento responsável pela passivação das ligas. Análise de impedância indicam comoportamento típico de formação de filme passivador sendo interpretado em termos de uma dupla camada constituída de uma subcamada interna resistiva e uma subcamada externa porosa. / Abstract: Co-Cr-Mo alloys have good acceptance as dental prosthesis material. In mouth cavity these materials are submitted to simultaneous effects of mechanical efforts and chemical interactions. Microstructure changes than can modiy the mechanical and chemical properties of prosthesis material can occur during the prosthesis fabrication process which involves recasting of its material. Recasting process Co-Cr-Mo alloy(induction (IND) or blowtorch (FLAME) the influence of upon corrosion behavior of four commercial Co-Cr-Mo dental alloys in simulated physiological serum has been investigated using chemical electrochemical techniques. The morphology of microstructure after electrochemical etching resistance on 12 months physiological serum at 37º C immersion and corrosion resistance were the parameters analyzed. Corrosion resistance was determined by electrochemical measurements technique as open circuit potential measurement, potentiodynamic polarizationo, cyclic voltammetryc and eletrochemical impedance measurement. Results show that Co-Cr-Mo alloy recasting by induction (IND) or by blowtorch (FLAME) produces a reduction on dendritic strucutres formation, obtaining a heterogeneous structure rich in Cr and Mo in interdendritic regions. All the four Co-Cr-Mo commercial alloys studied in this work release Co, Cr and Mo ions in physiological serum solution at different proportion. Alloys re-cast by induction procedure and quenched release more Co, Cr and Mo ions. These alloys present and extended region of passivity and lower current density, wich similar to Cr metal elctrochemical behavior, indicating that Cr is responsible for alloys passivation. Impedance analysis shows that the passive film formed is a double layred film with an inner resitive sub-layer and an external porous sub-layer. / Doutor