Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 105834 bytes, checksum: 7f1e1663c3a2acac46c07c3862a5b5d9 (MD5) Previous issue date: 2011-11-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The development of composite materials of aluminum matrix is widely studied. The motivation of these studies are the requirements to use materials that have properties superior to usual alloys, with emphasis on maintenance of mechanical strength with resistance to wear and corrosion, with the benefit of the characteristic lightness of non-ferrous metal. The high energy ball milling, powder metallurgy technique, have been used to obtain compositions with ceramic and metallic materials, with the possibility of formation of supersaturated solid solutions, with reactions in situ which can even be self-propagating. The alloy AA2024 have recognized their use in automotive and aeronautical applications. In this work this alloy was obtained by grinding the powder constituents in mill atritor. Aiming at the in situ formation and dispersion of intermetallic aluminum carbide (Al4C3), carbon in the form of graphite with particle size less than 45 μm was added in the matrix MA2024 for the use of high-energy mill eccentric. Different concentrations: 2.5, 5 and 10% by mass, and different grinding times: 10, 15 and 20 hours of grinding were evaluated. By means of scanning electron microscopy of milled powders was observed that the grinding mechanism has not reached steady state, assuming the particles with a morphology planned, due to the segregation of carbon on the surface of the particles. By using X-ray diffraction was detected the formation of aluminum carbide only provided 20 hours of milling. The major characteristic peaks were found for the addition of 5% carbon. Two techniques were used for consolidation, sintering in a controlled atmosphere and the formation of accuracy. The compacting pressure of the specimens in both techniques was 550 MPa. In sintering, four different cycles were evaluated, with varying time and temperature level. In the formation of precision, technique known as Near Net Shape, the consolidation temperature was 490 ° C and the specimens were subjected to heat treatment of precipitation, with a range of means of tempering: oil and water. The microhardness results indicated that the sinterability of this material was affected by the segregation of carbon in all proportions. The consolidated by hot forming with 5% carbon showed a 10% increase in mechanical strength and a compliant behavior self lubricating solid additions of 10% carbon without heat treatment and aging done in oil. / O desenvolvimento de materiais compósitos de matriz de alumínio é amplamente estudado. A motivação destes estudos são os requisitos de uso de materiais que apresentem propriedades superiores às ligas usuais, com destaque para resistência mecânica com manutenção de resistência ao desgaste e corrosão, com beneficio da característica leveza deste metal não ferroso. A moagem de alta energia, técnica da Metalurgia do Pó, têm sido usada para obter composições com materiais cerâmicos e metálicos, com possibilidade de formação de soluções sólidas supersaturadas, com reações in situ que podem ser inclusive autopropagantes. A liga AA2024 têm seu uso reconhecido em aplicações aeronáuticas e automobilísticas. Neste trabalho esta liga foi obtida por moagem dos pós constituintes em moinho atritor. Visando a formação in situ e dispersão do intermetálico carbeto de alumínio (Al4C3), carbono sob a forma de grafite com tamanho de partículas menores que 45 μm foi adicionado na matriz MA2024 pelo uso de moinho excêntrico de alta energia. Diferentes proporções: 2,5; 5 e 10 % em massa, e diferentes tempos de moagem: 10, 15 e 20 horas de moagem foram avaliadas. Por meio de microscopia eletrônica de varredura dos pós moídos foi possível observar que o mecanismo de moagem não atingiu o estado de equilíbrio, com as partículas assumindo uma morfologia planificada, devido à segregação do carbono na superfície das partículas. Pelo uso de difração de raios X, foi detectada a formação do carbeto de alumínio somente na condição de 20 horas de moagem. Os maiores picos característicos foram encontrados para a adição de 5% de carbono. Duas técnicas de consolidação foram utilizadas, a sinterização em atmosfera controlada e a conformação de precisão. A pressão de compactação dos corpos de prova em ambas técnicas foi 550 MPa. Na sinterização, quatro ciclos diferentes foram avaliados, com variação de tempo e temperatura de patamar. Na conformação de precisão, técnica conhecida como Near Net Shape, a temperatura de consolidação foi 490 oC e os corpos de prova foram submetidos ao tratamento térmico de precipitação, com variação do meio de têmpera: água e óleo. Os resultados de microdureza indicaram que a sinterabilidade deste material foi afetada pela segregação do carbono em todas as proporções. Os consolidados por conformação a quente com 5% de carbono apresentaram um incremento de 10% na resistência mecânica e um comportamento compatível de material autolubrificante sólido para adições de 10% de carbono sem tratamento térmico e com envelhecimento feito em óleo.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia Borges.pdf: 66837 bytes, checksum: 2006304d1ba24da57a6b473696013d99 (MD5) Previous issue date: 1998-04-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os materiais compósitos de matriz metálica, bem como, os intermetálicos, devido a possibilidade de se combinar propriedades tais como resistência mecânica e à corrosão, baixa densidade e excelente relação peso/propriedades, vem atualmente atraindo a atenção de numerosos grupos de pesquisas. Neste estudo de dissertação, engloba-se ambas as famílias de materiais e utiliza-se o processo de metalurgia do pó para a elaboração de compósitos de matriz metálica a base de alumínio reforçados com o intermetálico Ni3Al. O referido intermetálico é obtido por duas rotas de fabricação de pós, ou seja, solidificação rápida e ligação mecânica, sendo este último processo também empregado para elaboração da liga base AA2014, que se utilizou como matriz na consolidação dos citados materiais compósitos. Os pós materiais foram analisados por difração de raios X. A consolidação dos compósitos em questão obedeceu a seguinte seqüência: mistura dos pós segundo proporções especificas (AA2014 e Ni3Al), compactação uniaxial, lubrificação, extrusão a quente, sem encapsulamento e desgaseificação, e tratamento térmico foram otimizadas por calorimetria diferencial de varredura. Os materiais produzidos foram estudados microestruturalmente mediante microscopia ótica convencional e eletrônica de varredura e caracterizados quanto a resistência à tração, dureza e resistência à corrosão: corrosão intergranular (ensaios ASTM G110 92), susceptibilidade a corrosão por esfoliação (ensaios ASTM G34 -90) e medida do potencial de corrosão (ensaios ASTM G69 94 padrão e modificado).

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kamila Kazmierczak - Completa.pdf: 4245024 bytes, checksum: 5771f663c560b3580da2ff953b6001b0 (MD5) Previous issue date: 2014-08-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study evaluates the influence of processing by high energy ball milling in the production of metal matrix composite aluminum reinforced with nanoparticles of TiO2. The base AA2014 alloy was produced by mechanical alloying and subsequently strengthening was added. Several grindings were carried out by varying the ratio of nanoparticles of TiO2. After obtaining the base alloy and composite powders were subjected to annealing for the rearrangement of the microstructure and the stress relief, they were uniaxially compacted in a cylindrical die with a compressive stress of 490MPa, were subsequently extruded at a temperature of 490 °C. After extrusion materials were machined for the preparation of specimens for the tensile test, then the thermal annealing treatment occurred, was made after the heat treatment of solution-precipitation. The properties of the AA2014 alloy are influenced by the heat treatment solubilization-precipitation. The phases present and strengthening, as well as its distribution were analyzed by transmission electron microscopy, conventional optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM). The surface of fracture of these materials was observed by SEM to evaluate the mechanism involved in the fracture. Finally, the influence of the reinforcement in the matrix was analyzed for the mechanical properties of hardness, tensile strength and sliding wear. The hardness of the material showed an increase over the base alloy. With the addition of TiO2 nanoparticles, the values obtained were very similar tribological testing. In the tensile test was observed that the composite with 1.5% TiO2 showed an increase in material strength. / Este trabalho avalia a influência do processamento por moagem de alta energia na fabricação do compósito com matriz metálica de alumínio com reforço de nanoparticulas de TiO2. A liga base AA2014 foi produzida por moagem de alta energia e posteriormente o reforço foi adicionado. Várias moagens foram realizadas, variando-se a razão de nanoparticulas de TiO2. Após a obtenção da liga base e do compósito, os pós foram submetidos a recozimento, para o reordenamento da microestrutura e para o alívio das tensões, os mesmos foram compactados em uma matriz cilíndrica uniaxial, com uma tensão de compressão de 490MPa, posteriormente foram extrudados a uma temperatura de 490°C. Após a extrusão os materiais foram usinados para a confecção dos corpos de prova para o ensaio de tração, em seguida ocorreu o tratamento térmico de recozimento, após foi feito o tratamento térmico de solução-precipitação. As propriedades da liga AA2014 são influenciadas pelo tratamento térmico de solubilização-precipitação. As fases presentes e o reforço, bem como sua distribuição foram analisadas por microscopia ótica convencional, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão. A superfície da fratura destes materiais foram observadas por MEV para avaliar o mecanismo envolvido na fratura. Por fim, a influência do reforço na matriz foi analisado quanto às propriedades mecânicas de dureza, resistência à tração e ao desgaste por deslizamento. A dureza do material apresentou um aumento em relação a liga base. Com a adição das nanopartículas de TiO2, os valores obtidos no ensaio tribológico foram muito semelhantes. No ensaio de tração foi possível observar que o compósito com 1,5% de TiO2 apresentou um aumento na resistência do material.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos pre-textuais.pdf: 406055 bytes, checksum: 640628bc545d177cd5885fd75b8a3711 (MD5) Previous issue date: 2006-10-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The high speed steel is one of the important materials used in the machining world. Its use is diversified in the production of drills, milling cutters, saws, bits and others. It is sometimes the only solution to substitute the other cut materials such as the ceramics, sintering carbides and other more brittle materials. HSS is a material that possesses good toughness and wear resistance. Another advantage is its low cost, mainly in relation to the sintered carbides. The objective of this work is to study of AISI M2 high speed steel inserts for cylindrical turning, looking for better mechanical properties, as high hardness, toughness and wear resistance. The inserts were produced by powder metallurgy technique: compacted to 700 MPa, sintered to a temperature of 1270 ºC for one hour in a N2 - 8% H2 protecting atmosphere, followed by the heat treatments of quenching and double tempering. They were quenched in a temperature of 1200ºC (for three minutes). The tempering was accomplished at a temperature of 560ºC by two hours. Before use, the inserts were sharpened. The machining tests were based on ISO 3685 - 1993 (standard cylindrical turning and enter point). Cutting fluid was not used in the tests. The suitable material for the machining tests was the SAE 1045 steel. It was used a constant feed rate of 0,1 mm/rev and a depth of cut of 1 mm. The tool-life criterion used during the test was VBBmáx = 0,6 mm. The wear analysis was performed in the flank of the tools every 5 minutes of machining. The analyses were accomplished using a scanning electron microscopy (SEM). The cutting speeds were of 27, 45, 50 and 54 m/min, regardless the standard. The aim is to study the influence of the wear mechanisms on the tool-life, with the variation of the cutting speed, in severe machining conditions. The results demonstrate the feasibility of the use of high speed steel inserts for machining. / O aço rápido é um dos importantes materiais utilizados no mundo da usinagem. A sua utilização se diversifica na produção de brocas, serras, fresas, bits e outros. Às vezes é a única solução para substituir os demais materiais de corte tais com a cerâmica, metalduro e outros mais frágeis. É um material que possui boa tenacidade, resistência ao desgaste. Outra vantagem é o seu baixo custo, principalmente em relação ao metal-duro. Este trabalho está empenhado no estudo de insertos sinterizados de aço rápido AISI M2 para torneamento cilíndrico, buscando melhores propriedades mecânicas como elevada dureza, boa tenacidade e resistência ao desgaste. Os insertos foram produzidos através de técnicas de metalurgia do pó: compactados, a 700 MPa, sinterizados a uma temperatura de 1270 ºC por uma hora em atmosfera protetora de N2 8% H2, seguidos dos tratamentos térmicos de têmpera e duplo revenido. A tempera foi executada a uma temperatura de 1200ºC (por três minutos). O duplo revenido foi aplicado a uma temperatura 560ºC por duas horas. Após os tratamentos térmicos, os insertos passaram pelo processo de afiação. Os ensaios de usinagem basearam-se na ISO 3685 1993 (ensaio de torneamento retilíneo e entre pontas). Não foi utilizado fluido de corte nos ensaios de usinagem. O material indicado para os ensaios de usinagem foi o aço SAE 1045. Utilizou-se um avanço de 0,1 mm/rev e profundidade de 1 mm para todos os ensaios, assim respeitando a ISSO 3685 1993. O critério de fim de vida utilizado durante os ensaios foi VBBmáx = 0,6 mm. A análise de desgaste era executada no flanco da ferramenta a cada 5 minutos de usinagem. As análises foram realizadas em microscopia eletrônica de varredura (MEV). As velocidades utilizadas foram de 27, 45, 50 e 54 m/min, independente de critérios normalizados. A intenção foi de estudar a influência dos mecanismos de desgaste na vida útil da ferramenta, com a variação da velocidade de corte, em condições severas de usinagem. Os resultados demonstram a viabilidade da utilização de insertos de aços rápidos para usinagem.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos pre-textuais.pdf: 90702 bytes, checksum: edac9f850aeb9c347df46fe718f2e7b5 (MD5) Previous issue date: 2006-09-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The high speed steels are a class of materials that appeared in the end of the century XIX, with the intention of substituting the tools of cut of the epoch, based on common steels. Those tools acquired values of hardness reasonable that guaranteed certain resistance to the waste when temperate. However they could not be used in processes of high speed cut, because they would lose your hardness easily due to the heat generated by attrition. In 1868, Mushet discovers accidentally, that certain steels containing tungsten, same when colds to the air, showed equivalent hardness to of the hardened steels in water. Since then diverse studies that took the use of other league elements for the same end appeared (for example: Mo, Co, V, etc.), creating the high speed steel. In this work, the evolution of the mechanical properties of high speed steel was evaluated produced through of conventional powder metallurgy in function of the sintering processes and thermal treatments, with the materials being compacted uniaxially to 700 MPa and sinterised in different temperatures under protecting atmosphere of gas (N2 + 8%H2). The sintering temperature was determined for dilatometric and I study microstructural, being obtained an ideal value of 1270°C. After the sintering, the materials were thermal treated by one it quench in oil to 80°C, followed by a double tempering for 2 hours to 560°C with cooling in air. The ideal temperature of it seasons it was of 1200°C, certain for it analyzes of the results of hardness and flexion in three points after the second tempering. The techniques used for it analyzes her/it metalográfica they were the scanning electronic microscopy (SEM) and traditional metallography using the solutions of Murakami and FeCl3+HCl+HNO3+etanol for revelation of the microstructure. The measures of hardness were made by the method Rockwell in scale C " and the resistance values of flexion they were certain for flexion in three points, accomplished in it conspires of universal rehearsal. / Neste trabalho, foi avaliada a evolução das propriedades mecânicas dos aços rápidos produzidos via metalurgia do pó convencional, em função dos processos de sinterização e tratamentos térmicos. O processo de consolidação foi realizado através de compactação uniaxial a 700 MPa e sinterizadas em diferentes temperaturas sob atmosfera protetora de gás (N2 + 8%H2). As temperaturas de sinterização utilizadas foram de 1230, 1250, 1270 e 1280°C. Para determinar as melhores condições de sinterização, foram realizadas análises metalográficas utilizando as soluções de Murakami e FeCl3+HCl+HNO3 + etanol para revelação da microestrutura, identificação dos tipos dos carbonetos presentes e suas formas e distribuição na matriz. A caracterização dos pós metálicos e das fraturas dos corpos de prova foi feita através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), identificando os carbonetos presentes nos pós e a coesão com a matriz após a fratura. A temperatura de 1270°C apresentou as melhores características microestruturais, ou seja, baixa porosidade e carbonetos finamente e homogeneamente dispersos na matriz. Após a sinterização, os materiais foram tratados termicamente por têmpera em óleo a 80°C, seguido de um duplo revenido por 2 horas a 560°C com resfriamento ao ar. As temperaturas utilizadas na têmpera foram 1150ºC, 1180 ºC, 1200 ºC e 1210ºC. A melhor condição de temperatura para têmpera foi determinada após o ensaio de dureza e flexão em três pontos. As amostras temperadas a 1200°C e 1210°C e duplamente revenidas resultaram nos melhores valores de dureza, em torno de 64HRC. Para o ensaio de flexão em três pontos, foram utilizados corpos de prova tratados termicamente.Correlacionando os dados obtidos nos ensaios microestruturais, de dureza e flexão as melhores condições encontradas para o processamento do material são de 1270°C para a sinterização, 1200°C para têmpera e duplo revenido a 560°C por duas horas. Esses resultados são justificados pela microestrutura resultante principalmente em função dos carbonetos primários do tipo MC e M6C e pelos carbonetos secundários do tipo M2C, ambos bastante finos e bem distribuídos pela matriz.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01.pdf: 54179 bytes, checksum: 5b9c5d3ef4f16c065f204769ae31a497 (MD5) Previous issue date: 2007-11-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The development of composite materials is a result of the need to conjugate the properties of two or more components in one, thus maximizing the individual properties. The Aluminium Matrix Composites (AMCs) reinforced with hard particles have bulked the sectors of application due to the properties as low density and increased wear resistance. The technique of Powder Metallurgy followed by hot extrusion provides positive results in the consolidation of compacted samples, avoiding the segregation phenomena typical of casting processes. For the present work two aluminum alloys were used as matrix, AA2124 and AA6061, reinforced with silicon nitrite, titanium nitrite and titanium aluminide. Influences of the type of reinforcement, morphology of the powders and two different heat treatments, namely, T1 and T6 were studied. Some mechanical properties were evaluated as hardness, ultimate tensile strength and tribological properties. The aim of the present work is the attainment of metal matrix composites with an aluminum matrix through powder metallurgy and hot extrusion. The results have shown a homogeneous distribution of reinforcement particles on the composite materials. The ultimate tensile strength and the hardness presented a reduction in the composites when compared with the material without reinforcement, except of those reinforced with silicon nitrite wherein the bond between the matrix and the reinforcement is enhanced. The heat treatment T6 increased the mechanical properties in the materials without reinforcement and the composites of matrix AA6061, when compared with the T1. The coefficient of friction for all the studied materials was kept at about 0.4, a common value for aluminum alloys. The reinforcement particle addition showed to be efficient in the improvement of the wear resistance of all the composites in relation to the material without reinforcement. / O desenvolvimento de materiais compósitos provém da necessidade de conjugar as propriedades de dois ou mais componentes num só, maximizando as propriedades individuais. Os Compósitos de Matriz de Alumínio (AMCs) reforçados com partículas duras vem ampliando as áreas de aplicação devido a propriedades como baixo peso específico e aumento na resistência ao desgaste. A técnica de Metalurgia do Pó seguida por extrusão a quente proporciona bons resultados na consolidação de preformas compactadas, evitando o fenômeno de segregação, típico em processos por via líquida. Neste trabalho, foram utilizados duas ligas de alumínio como matriz, AA2124 e AA6061, reforçadas com nitreto de silício, nitreto de titânio e alumineto de titânio. Foram estudados a influência do tipo de reforço, morfologia dos pós e dois tratamentos térmicos diferentes, T1 e T6. Avaliaram-se propriedades mecânicas como: dureza, resistência máxima à tração e propriedades tribológicas. O objetivo deste trabalho é a obtenção de compósitos de matriz metálica com matriz de alumínio pela rota da Metalurgia do Pó e extrusão a quente. Os resultados mostraram uma distribuição homogênea das partículas de reforço nos materiais compósitos. A resistência máxima à tração e a dureza apresentaram uma diminuição nos compósitos em relação ao material sem reforço, com exceção daqueles reforçados com nitreto de silício onde a interação entre a matriz e o reforço é melhor. O tratamento térmico T6 possibilitou um aumento das propriedades mecânicas nos materiais sem reforço e nos compósitos de matriz AA6061, em relação ao T1. O coeficiente de atrito para todos os materiais estudados se manteve em torno de 0,4, valor este, comum para ligas de alumínio. A adição de partículas de reforço mostrou ser eficiente na melhoria da resistência ao desgaste de todos os materiais compósitos em relação ao material sem reforço.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valdir Celestino da Silva 001.pdf: 2373072 bytes, checksum: 65b9aa63684548429d915232e6a0aeb7 (MD5) Previous issue date: 2003-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The high speed steels have constituted since end of century XIX an important class of material with elevated performance for utilization in cutting tools and as structural components. These materials constitute basically of a martensitic matrix contend primary carbides of 1 10 µm in diameter, formed during the solidification of molten steel, and contend still a dispersion much finer of than 100 nm secondary carbides, which precipitate during further treatment. The objective of the present work is the obtainment of a metallic matrix composite, mixing TiCN's carbides and WC powder in the high speed steel M2 (6%W, 5%Mo, 4%Cr, 2%V, balance Fe) matrix powder, in small proportions in weight, to evaluate the expansion, transverse rupture strength and the wear resistance, after sintering process. The goal of obtaining the best particles distribution added of reinforcement, and to minimize coarse of the present carbides in the matrix, the samples were going prepared using the powder metallurgy technique. This technical it introduced versatile for the several studied compositions preparation, elevated densification are obtainment in sintering, besides a process control with appreciable precision. The accomplished tests of dilatometria (DLT), transverse rupture resistance (TRS) and resistance to the waste introduced indicative results in TiCN's use and WC like reinforcement in the high speed steel base M2, being these accompanied of microanalyses obtained through metalografic optic and scanning electronic microscopy (SEM), the which ones introduced of illustrious form the promoted influence for each one of the used carbides. The results obtained for each added carbide they introduce promising in the use of these reinforcements for the searched high speed steel base, could expand their considerations for others classes high speed steel bases M and T. / Os aços rápidos constituem desde o final do século XIX uma importante classe de materiais de elevado desempenho para utilização em ferramentas de usinagem e como componentes estruturais. Estes materiais constituem-se basicamente de uma matriz martensítica contendo carbonetos primários de 1 10 µm em diâmetro, formados durante a solidificação do aço fundido, contendo ainda uma dispersão muito mais fina de carbonetos secundários menores que 100 nm, os quais precipitam durante o tratamento térmico posterior de revenimento. O presente trabalho objetiva a obtenção de um compósito de matriz metálica, adicionando-se em separado os carbonetos de TiCN e de WC na matriz de aço rápido M2 (6%W, 5%Mo, 4%Cr, 2%V, balanço Fe), em pequenas proporções em peso, para estudar-se as alterações ocorridas na dilatação, resistência à flexão e ao desgaste, promovidas pelos componentes adicionados ao material base. Com o objetivo de obter-se a melhor distribuição das partículas adicionadas de reforço, e minimizar o coalescimento dos carbonetos presentes na matriz, as amostras foram preparadas utilizando-se a técnica de metalurgia do pó. Esta técnica apresentou-se versátil para a preparação das diversas composições estudadas, na obtenção de elevadas densificações dos sinterizados, além de um controle de processo com apreciável precisão. Os ensaios realizados de dilatometria (DLT), resistência à flexão (TRS) e resistência ao desgaste apresentaram resultados indicativos no uso de TiCN e WC como reforço na base de aço rápido M2, sendo estes acompanhados de análises microestruturais obtidas através de metalografia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV), os quais apresentaram de forma clara a influência promovida por cada um dos carbonetos utilizados. Os resultados obtidos para cada carboneto adicionado apresentam-se promissores no uso destes reforços para a base de aço rápido pesquisada, podendo-se expandir suas considerações para outras bases de aço rápido das classes M e T.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROMARIO NOGUEIRA 001.pdf: 4095332 bytes, checksum: 43c55dbd4784d332bea4e1650e48921b (MD5) Previous issue date: 2004-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work one determined the parameters of processing and wear resistance of the high-speed steels AISI M2, M3/2 AND T15 produced trough conventional powder metallurgy. The compacting of the test specimen was carried through by the uniaxial process the cold with pressure of the 700 MPa in floating matrix of double effect. And the sintering had been carried through with six different temperatures of level, determined for dilatometry, under gas atmosphere (H2-8%N2). After sintering the test specimen were thermally treated by hardness and double tempering. The materials were characterized by microstructural analysis carried out by optical and electronic microscopy and by density, hardness and volumetric variation. For the realization of this research was developed a die for the manufacturing of triangular inserts which were used in the wear test by machining. From the following sintering temperatures used, 1150°C, 1200°C, 1225°C, 1270°C and 1285°C, the most adequate was 1225°C for the sintering of M3/2 and T15 steels. For the M2 the best temperature was 1285°. In the heat treatments that were carried out through hardness followed by double tempering carried out at temperature of 560° for 2 hours and air cooling, the best austenitizing temperature for the three materials was 1150°. In the wear tests by machining, even the inserts having the sintering finish without polishing or sharpening was possible to use them at a speed of 27m/min during 30 minutes, in the continuos cut turning of the ABNT 1045 rolled steel, being the machinig carried out without the use of cutting fluid and with cutting depth and feed, respectively of 0,05 mm/revolutions, resulting a good perspective for the use of these materials like inserts for machining. / Neste trabalho determinou-se os parâmetros de processamento e a resistência ao desgaste dos aços rápidos AISI M2, M3/2 e T15 produzidos através de metalurgia de pó convencional. A compactação dos corpos de prova foi realizada pelo processo uniaxial a frio com pressão de 700 MPa em matriz flutuante de duplo efeito. E as sinterizações foram realizadas com seis diferentes temperaturas de patamar, determinadas por dilatometria, sob atmosfera de gás (H2-8%N2). Após a sinterização os corpos de prova foram tratados termicamente por têmpera e duplo revenido. Os materiais foram caracterizados através da análise microestrutural realizada por microscopia ótica e eletrônica e pela medição da densidade, da dureza e da variação volumétrica. Para a realização desta pesquisa foi desenvolvida uma matriz para a fabricação de insertos triangulares que foram utilizados nos ensaios de desgaste por usinagem. Das temperaturas de sinterização utilizadas, 1150ºC, 1200ºC, 1225ºC, 1250ºC, 1270ºC e 1285ºC a temperatura de 1225ºC se mostrou a mais adequada para a sinterização dos aços M3/2 e T15, já para o M2 a melhor temperatura foi de 1285ºC. Nos tratamentos térmicos que foram realizados através de têmpera seguida de duplo revenido realizados a temperatura de 560ºC por 2 horas e resfriamento ao ar, a melhor temperatura de austenitização para os três materiais foi de 1150ºC. Nos ensaios de desgaste por usinagem mesmo os insertos tendo o acabamento da sinterização sem polimento ou afiação foi possível emprega-los na velocidade de 27 m/min durante 30 min, no torneamento com corte contínuo do aço ABNT 1045 laminado, sendo a usinagem realizada sem a utilização de fluido de corte e com avanço e profundidade de corte, respectivamente de 0,05 mm/rotação e 0,5 mm, resultando em uma boa perspectiva para a utilização destes materiais como insertos para usinagem.

Avanços recentes no processo de Metalurgia do Pó possibilitaram a produção de ligas de alumínio com ótimas propriedades e capazes de serem aplicadas nas indústrias automotiva e aeroespacial. Dentre as principais vantagens destas ligas, estão, a baixa relação peso/resistência, a alta condutividade térmica e elétrica, e a alta resistência à corrosão sob vários ambientes. Este trabalho teve como objetivo o estudo de um processo alternativo de sinterização do alumínio baseado na aplicação de plasma produzido por descarga incandescente anômala. Pó de alumínio comercial foram misturadas com 1% em peso de estearato de zinco (como lubrificante) e então compactadas sob pressão de 600 Mpa. A dimensões das amostras compactadas (verdes) ficaram em aproximadamente 13mm de altura e 10mm de diâmetro e massa controlada em torno de 3,5g. A fim de analisar as diferenças das amostras antes e após o processo de sinterização, foram calculadas as densificações para cada corpo de prova produzido. Posteriormente, as amostras verdes compactadas passaram pelo processo de sinterização a plasma e convencional, ambas com temperatura (500ºC) e atmosfera definidas. A sinterização convencional foi realizada utilizando duas atmosferas, argônio puro e nitrogênio puro, e o processo a plasma empregou, além de argônio e nitrogênio, o gás hidrogênio. Após a sinterização as amostras foram caracterizadas quanto a densificação, dureza, composição química e rugosidade superficial, além disso, uma análise metalográfica foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (com EDS). Embora todas as atmosferas foram efetivas na sinterização a plasma, o nitrogênio foi capaz de produzir a menor redução de densificação nas amostras, bem como a maior dureza e a menor rugosidade, dentre as amostras tratadas a plasma. A utilização do plasma também gerou uma melhor extração do lubrificante, porém com um aumento significativo da rugosidade com relação ao processo convencional devido à ação do sputtering gerado pelo bombardeamento iônico. / The recent advances in Powder Metallurgy make possible the production of Aluminum alloys with great properties and applicable in the automotive and aerospace industries. Among the main advantages of these alloys, the low weight to strength rate, high thermal and electrical conductivity, and the high corrosion resistance under several environments can be pointed out. This work had as aim the investigation of an alternative sintering process for Aluminum based on plasma glow discharge. Aluminum commercial powder was mixed with 1 weight-% of Zinc Stearate (as lubricant) and then compacted under 600 MPa pressure. The dimension of the as compacted (green) samples were about 13mm of height and 10mm of diameter and the mass around 3.5g. In order to analyze the differences of samples before and after e sintering process, the densification was calculated for each sample individually. After that, the green samples were sintered by plasma and in a conventional resistive furnace with protected atmosphere, using predefined temperature (500ºC) and gas atmospheres. The conventional sintering was carried out using two different atmospheres pure Argon and pure Nitrogen, and in the plasma sintering, besides Argon and Nitrogen, Hydrogen was used. After sintering the samples were investigated for densification, hardness, chemical composition and roughness, besides that metallography analysis by Electronic Microscopy with EDS were performed. Although all atmospheres were effective in the plasma sintering, the Nitrogen was able to produce the lowest reduction in density, the highest hardness and the lowest roughness, among all tested plasma conditions. The use of plasma also was responsible for an more efficient extraction of the lubricant, however with a significant increase of the roughness in relation to the conventional process, which was attributed to the sputtering effect by ion bombardment.

A utilização de aços ferramenta fabricados com tecnologia da metalurgia do pó, bem como seu uso em aplicações que requerem resistência ao desgaste dos materiais em conformação mecânica de ligas, tem sido alvo de estudo e desenvolvimento pela indústria metalmecânica. Através dessa motivação o principal objetivo do trabalho é caracterizar os mecanismos de desgaste em aços ferramenta produzidos por metalurgia do pó (M/P), utilizados em matrizes de estampagem a frio, relacionando a resistência ao desgaste com a microestrutura temperada e revenida dos aços, tratados pelo processo de têmpera a vácuo. Para tanto, foram realizados experimentos utilizando um Forno a vácuo com capacidade de resfriamento de 12 bar, para realizar o processo de tratamento térmico de têmpera e revenimento em amostras dos aços DIN 1.2767, Vanadis® 4, Vanadis® 10, BOHLER S390 e Vancron® 40. As amostras dos aços foram submetidas a ensaios tribológicos para quantificar a resistência ao desgaste em 20N; ensaio de impacto Charpy, ensaio de dureza e a caracterização microestrutural em MEV. Os principais resultados mostraram que o parâmetro de desgaste (W) mostrou melhor desempenho para o aço S390 V, e pior desempenho para os aço DIN 1.2767 nos diferentes acabamentos ensaiados retificados e polidos. Os resultados de caracterização superficial em MEV mostraram o perfil de desgaste da trilha dos aços com melhor e pior desempenho e quais possíveis depósitos superficiais nos materiais após ensaio. As conclusões previas mostraram menor parâmetro (W) de desgaste para o aço ferramenta BOHLER S390 entre os materiais e maior (W) para o aço DIN 1.2767 nas condições de acabamento ensaiadas. / The use of tool steel fabricated with powder metallurgy technology, as well as its use in applications that require resistance to the wear of materials in mechanical alloying, has been studied and developed by the metalworking industry. Through this motivation the main objective of the work is to characterize the wear mechanisms in powder metallurgy (M / P) tool steel used in cold stamping dies, relating the wear resistance with the tempered and annealed microstructure of the steels, Treated by the vacuum quenching process. For this, experiments were carried out using a vacuum furnace with a cooling capacity of 12 bar to perform the tempering and tempering process in samples of DIN 1.2767, Vanadis® 4, Vanadis® 10, BOHLER S390 and Vancron® 40 steels. Samples Of the steels were subjected to tribological tests to quantify the wear resistance in 20N, Charpy impact test, hardness test and microstructural characterization in SEM. The main results showed that the wear parameter W showed better performance for S390 V steel, and worse performance for DIN 1.2767 steel in the different honed and polished tested finishes. The results of surface characterization in SEM showed the wear profile of the track of the steels with better and worse performance and what possible surface deposits in the materials after the test. The previous conclusions showed lower wear parameter W for tool steel BOHLER S390 between materials and higher W for steel DIN 1.2767 in the finishing conditions tested.