Orientador: Maria Helena Robert / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T10:35:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zoqui_EugenioJose_D.pdf: 51963296 bytes, checksum: 1def5141c467cdeb328f03cf86a45c93 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo a obtenção de estruturas reofirndidas da liga Al-4,5wt%Cu, sua caracterização macro e microestrutural, bem como de suas propriedades mecânicas por ensaios de tração e análise de superficies de fratura; e sua comparação com estruturas fundidas. Reofundidos com diferentes tamanhos de grãos e glóbulos foram produzidospor método de tratamento isotérmico à temperaturasuperior à solidus a partir de estruturas fundidas com diferentes tamanhos de grãos e de estruturas fundidas deformadas por laminação. Propriedades mecânicas e análise das superficies de fratura foram efetuadas em material no estado reofundido e após tratamento de solubilização e envelhecimento por recipitação controlada. Os resultados obtidos mostraram, em primeiro lugar, que é perfeitamente 'possível a produção de reofundidos com estruturas controladas, em termos de dimensões e tipos de glóbulos. Diferentes mecanismos de globularização estão envolvidos na sua formação, dependentes do estado original da matéria prima. Quanto à distribuição do cobre, estruturas reofundidas apresentaram maior homogeneidade de distribuição e maior teor deste elemento na matriz de alumínio do que em estruturas fundidas. Quanto às propriedades mecânicas, reofundidos apresentaram tensão de escoamento e tensão de ruptura semelhantes ao de fundidos com o mesmo tamanho de grão, para o caso de estruturas super-refinadas. Para elevados diâmetros, as estruturas fundidas apresentaram melhor comportamento mecânico que as reofundidas; o mesmo ocorrendo tanto para o estado solubilizado ou não. Quanto à deformação estruturas reofundidas super-refinadas tendem a apresentar maiores valores de alongamento e estricção que fundidas com o mesmo tamanho de grão...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This work dealt with the production of controlled rheocast structures of Al-4,5wt%Cu their macro and microstructural characterization, as well as their mechanical properties through tensile tests and analysis of fracture surfaces. These characteristics and properties were compared to those of as cast structures. Rheocast structures with different grains and globulae diameters were produced by isothermal heat treatment at temperature above solidus, :from as - cast structures presenting different grain sizes and interdendritic arm spacing and :from rolling deformed structures...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

GUIMARÃES, Rodrigo Freitas. Efeito do teor de Molibdênio na microestrutura de juntas soldadas em ligas Fe-Cr-Mo. 2011. 178 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência dos Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2011-07-08T14:31:39Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_rfguimaraes.pdf: 8343186 bytes, checksum: 96eddebd9cce760bbb4e7afd17e565f4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2011-07-08T14:33:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_rfguimaraes.pdf: 8343186 bytes, checksum: 96eddebd9cce760bbb4e7afd17e565f4 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-08T14:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tese_rfguimaraes.pdf: 8343186 bytes, checksum: 96eddebd9cce760bbb4e7afd17e565f4 (MD5) Previous issue date: 2011 / The high level of naphthenic acidity present in oils processed in refineries requires a high corrosion resistance of equipment and ducts. Among materials used in the Petroleum industry we highlight the Cr-Mo steels and austenitic stainless steel with molybdenum in their composition. These steels have not shown satisfactory performance when in contact with Petroleum rich in naphthenic acid. Iron-Chromium steels with Mo in their composition have become an alternative to this application. The main objective of this work was to study the effect the increasing of molybdenum content on the naphthenic corrosion resistance, microstructural changes, mechanical properties and weldability of Fe-Cr-Mo with Mo content higher than used in commercial alloys. Pseudo-binary diagrams for different compositions of Fe-Cr-Mo alloys were made to identify, phases and possible heat treatments. Solubilized samples of different alloy compositions were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy. Mechanical properties of experimental alloys were determined the through hardness, tensile and impact tests. Welds were carried out with and without addition of material using TIG and MIG processes. HAZ grain size of alloys and microstructural characterization of welded regions and the microhardness survey were performed. The results showed that the alloys Fe-Cr-Mo showed a ferritic microstructure in the solubilized condition, with large grains and mechanical properties superior to commercial alloys. The molybdenum increases naphthenic corrosion resistance and has a significant effect in the mechanical properties. The increase of chromium and molybdenum contents favored a brittle behavior of alloys at room temperature. The studied alloys tend to exhibit a ductile behavior when tested at temperatures exceeding 60 °C. At a first glance, grain size and mechanical properties of the alloys indicated that it would be difficult to weld these alloys. However, it was possible to perform the welding of alloys using TIG and MIG processes. This work deals with phases and carbides that precipitate when welding with different parameters. / O elevado índice de acidez presente no petróleo processado na indústria do setor Petróleo e Gás Natural exige dos diversos equipamentos, uma elevada resistência à corrosão. Dentre os materiais empregados nos equipamentos destacam-se os aços Cr-Mo e os aços inoxidáveis austeníticos com adição de molibdênio. Estes aços não têm apresentado rendimento satisfatório quando em operação nestes equipamentos. A utilização de aços inoxidáveis ferríticos vem crescendo significativamente com o avanço tecnológico e com a adição de elementos de liga tem-se obtido aços com maiores resistência mecânica e a corrosão, aliado a uma boa soldabilidade. Desta forma o objetivo deste trabalho é estudar o efeito do teor de molibdênio na resistência a corrosão naftênica, nas alterações microestruturais, propriedades mecânicas e soldabilidade em novas ligas Fe-Cr-Mo. Com base nos teores de elementos presentes foram levantados diagramas de fase para identificar as fases e os tratamentos térmicos afim de determinar as melhores combinações de cromo e molibdênio. Amostras das ligas solubilizadas foram retiradas para a caracterização por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura a fim de verificar se o tratamento de solubilização foi capaz de promover a obtenção de uma microestrutura completamente ferrítica. Através da realização de ensaios dureza, tração e impacto foram determinadas as propriedades mecânicas das ligas experimentais. Foram realizadas soldagens sem e com adição de material empregando os processos TIG e MIG. Foi feita análise de tamanho de grão da ZAC das ligas, caracterização microestrutural das regiões da solda e levantamento da microdureza. Os resultados obtidos mostraram que as ligas Fe-Cr-Mo apresentaram uma microestrutura ferrítica na condição solubilizada, com grãos grandes e propriedades mecânicas superiores ao de ligas comerciais, onde o molibdênio apresenta uma efeito mais significativo no aumento das propriedades mecânicas. O teores de cromo e molibdênio favoreceram a um comportamento frágil das ligas a temperatura ambiente, contudo para uma temperatura superior a 60 oC, as ligas tendem a apresentar um comportamento do tipo dúctil. O tamanho de grão e as propriedades das ligas indicam que as mesmas seriam de dificil soldabilidade. Contudo, foi possível realizar a soldagem das ligas empregando os processos TIG e MIG. Além da microestrutura ferrítica, as ligas apresentaram a formação de carbonetos do tipo M6C e M23C6 após a realização das soldagens.

Orientador: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Pedro Paulo de Campos / Resumo: A obtenção de microestrutura constituída de ferrita acicular em aços micro-ligados é promissora por apresentar boa combinação de propriedades mecânicas, especialmente pela melhoria da tenacidade, graças a morfologia fina e entrelaçada que dificulta a propagação de trinca. Embora as propriedades mecânicas sejam adequadas para aplicações estruturais, o uso desta microestrutura tem sido um tanto limitado. Sob ponto de vista de mecanismo de nucleação, a causa desta limitação reside na dificuldade de obtenção de ferrita acicular a partir de aços forjados por apresentarem baixa densidade de inclusões não metálicas como óxidos, sulfetos e nitretos que servem como sítios de nucleação intragranular. A proposta deste trabalho é estudar os efeitos das condições de processamentos como temperatura de austenitização e temperatura de transformação isotérmica na formação de grandes frações de ferrita acicular e correlação com as propriedades mecânicas. Os resultados mostraram que é possível obter estruturas multifásicas com grandes frações de ferrita acicular, com excelentes combinações de resistência e ductilidade. / Abstract: Obtaining acicular ferrite structure of low carbon steels is promising because a good mechanical properties combination. The toughness improvement is due the interlaced morphology of the acicular ferrite that promote crack propagation interruption. Although the mechanical are suitable to structural applications, the use of this microstrocture has been limited in view of complicated mechanism of acicular ferrite nucleation. The formation of acicular ferrite in low carbon wrougth steels is limited in view of low density of nonmetallic inclusions those serve as preferential sites of intragrunular nucleation. The purpose of this work is a study of processing conditions effects like austenitizing temperature and isothermal transformation an acicular ferrite formation. The results shown that it's possible to obtain multiphase structures with great fraction of acicular ferrite as well as excellent strength-ductility combination. KEYWORD: Low carbon steels, acicular ferrite, mechanical properties. / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-09-26T14:00:03Z No. of bitstreams: 1 2012_DiegoAndresCampoCeballos.pdf: 4401374 bytes, checksum: c4b924aaefd628ddfb8238fea176fef6 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-10-11T14:55:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_DiegoAndresCampoCeballos.pdf: 4401374 bytes, checksum: c4b924aaefd628ddfb8238fea176fef6 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-11T14:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_DiegoAndresCampoCeballos.pdf: 4401374 bytes, checksum: c4b924aaefd628ddfb8238fea176fef6 (MD5) / Pesquisadores alemães desenvolveram o polipropüeno copolímero random PP. na busca de um sistema de condução de água capaz de suportar altas pressões e altas temperaturas. Este material liberou a produção de tubos e conexões resistentes à água quente, mas. por ser um material polimérico. a rigidez destas tubulações decresce com o aumento da temperatura. Este trabalho apresenta a pesquisa do comportamento mecânico ã flexão de vigas compósitas híbridas constituídas de um tubo cilíndrico de polipropüeno (PP) e uma barra circular sólida de liga de Ní-Ti. incorporada na superfície externa do tubo. fixada com uma camada bobinada de nylon impregnada com resina epóxi. Os tubos de PP podem operar em temperaturas de até 80°C. aquecendo as ligas Ní-Tí até temperaturas acima de Aí. permitindo observar a contribuição do fio no aumento da rigidez das vigas compósitas fabricadas. Inicialmente, foi caracterizada a liga de Ni-Ti apresentando temperaturas de transformação de fase de M5= 46.24°C. Mf = 31,72 °C, As= 37.67°C e Af = 60.17°C, obtidas do ensaio de calorimetria diferencial de varredura (DSC), composição química média de 50.05% em peso de Ni a partir da espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e presença da fase monoclinica à temperatura ambiente, identificada pela difração de raios X (DRX). Posteriormente, tubos de PP de 500 mm de comprimento foram usados para fabricar vigas compósitas híbridas incorporando fios de aço e camada nylon epóxi para aperfeiçoar o método de fabricação e testar o dispositivo de flexão em três pontos. Finalmente, vigas compósitas com fio de Ní-Ti e camada de nylon/epóxi. foram fabricadas e logo testadas em flexão de três pontos. Os resultados demonstraram que houve um aumento no valor do módulo efetivo em flexão das vigas ExF de 13% a 32% quando o fio de Ní-Ti. alinhado no plano vertical de aplicação da carga do ensaio de flexão. aumentou sua rigidez pela transformação de fase martensita para austenita induzida pela mudança da temperatura de 21°C a 56°C. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / German researchers have been developed a polypropylene random copolymer PP.in the search for a water transportation system capable of withstand high pressures and temperatures. This material allowed the production of pipes and connections resistant to hot water, however, stiffness decreases with increasing temperature for the polymeric properties. This work presents the mechanical behavior investigation of hybrid composites beams based Ni-Ti alloy. The beams consist of a medium density polypropylene pipe (PP) with a bar of Ni-Ti alloy incorporated in the surface and manual winding with a coated layer of nylon epoxy. PP pipes can work over SO °C heating Ni-Ti alloy to above Af temperature, which would show Ni-Ti contribution to increasing the stiffness of the hybrid composite beams. First. Ni-Ti alloy was characterized with differential scanning calorirnetry (DSC), found the transformation temperatures at Ms = 46.24 °C. Mf = 31.72 °C, A, = 37,67 °C and Af = 60.17 °C. Energy dispersive spectroscopy (EDS) results indicated chemical composition of NiTi alloy of 50.05 wt% of Ni. X-ray diffraction (XRD) showed the monoclinic phase at room temperature. Subsequently. PP pipes of 500 mm in length were used to produce hybrid composite beams incorporating a steel bar coated with nyloa epoxy layer in order to improve the manual winding method and test the three point bending device. Finally, hybrid composite beams with Ni-Ti bar and nylon epoxy layer were fabricated and then tested in three point bending. Results showed an increase on flexural elastic modulus of the beams ExF of 18% to 32% because stiffness increase of Ni- Ti alloy, aligned in the vertical plane of load application in bending test, due thermal transformation from martensite to austenite phase induced by changes of temperature from 21°Cto56°C. _______________________________________________________________________________________ RESÚMEN / Investigadores alemanes desarrollaron el polipropileno copoliniero ramdom PP en la búsqueda de un sistema de conducción de agua capaz de soportar altas temperafuras e presiones. Este material posibilitó la producción de tubos e conexiones resistentes al agua caliente, sin embargo, por ser un material polimérico, su rigidez decrece con el aumento de Ia temperatura. Este trabajo presenta Ia investigacióu del comportamiento mecânico en flexión de vigas cornpósitas hibridas constituídas de un tubo cilíndrico de polipropileno y una barra circular sólida de Ni-Tí incorporada en Ia superfície externa del tubo. y fíjada con una capa de revestimiento de nylon/epoxi. Los tubos de PP pueden trabajar en temperaturas superiores a 80 °C. logrando llevar al material de NiTi a temperaturas mayores que Af, Io que permitiria observar su contribución al aumento de Ia rigidez de Ias vigas compósitas fabricadas. Inicialmente, Ia liga de Ni-Ti fue caracterizada presentando temperaturas de transformation de fase de Ms= 46,24°C Mf= 31,72 °C As= 37,67°C e Af = 60,17°C, obtenidas de Ia calorimetria diferencial de barrido (DSC), composición química media de 50,05% en peso de Ni a partir de Ia espectroscopia de energia dispersiva (EDS) y presencia de fase monoclínica a temperatura ambiente, identificada mediante difracción de rayos X (DRX). Posteriormente, fueron usados tubos de PP de 500 mm de largo, para fabricar vigas compósitas hibridas con barras de acero e capa de revestimiento de nylo/epoxi en Ia superfície, con el fin de perfeccionar el método de fabricación y probar el dispositivo de flexión eu tres puntos. Finalmente, fueron fabricadas Ias vigas compósitas híbridas con barras de Ni-Ti e capa de revestimiento de nylon/epoxi para los ensayos de flexión en três puntos. Los resultados demostraron que hubo un aumento en el valor del módulo efectivo en flexión de Ias vigas compósitas ExF de 18% a 32% cuando la barra de Ni-Ti, alineada en el plano vertical de aplicación de Ia carga en el ensayo de flexión. aumenta su rigidez debido a la transformacion de fase de martensita a austenita inducida por el cambio de temperatura de 21°C a 56°C

Tese (doutorado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-11-19T12:56:33Z No. of bitstreams: 1 2013_VagnerJoaoGobbi.pdf: 96126826 bytes, checksum: dc2ee55d3661eaba1d0ae1bf74964a19 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-01-28T11:28:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_VagnerJoaoGobbi.pdf: 96126826 bytes, checksum: dc2ee55d3661eaba1d0ae1bf74964a19 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-28T11:28:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_VagnerJoaoGobbi.pdf: 96126826 bytes, checksum: dc2ee55d3661eaba1d0ae1bf74964a19 (MD5) / Materiais com comportamento adequado em temperaturas elevadas tornaram-se uma necessidade nos dias atuais. Superligas são conhecidas desde a década de 1930 e utilizadas, principalmente, em aplicações aeroespaciais e automobilísticas. Com as novas regulamentações para redução das emissões atmosféricas e aumento da eficiência, surgiram projetos que submetem certos componentes de motores como válvulas, a temperaturas e pressões mais elevadas. Assim, exige-se que as ligas utilizadas na fabricação desses componentes possuam maior resistência à alta temperatura, a exemplo da NIMONIC 80A. Esta é uma liga de custo elevado devido à alta quantidade de níquel (70 a 80% em peso) além de possuir tratamento térmico extenso. Uma alternativa é a utilização de ligas com menor teor de níquel (30 a 40% em peso) e tratamento térmico reduzido. Neste contexto a Villares Metals desenvolveu duas novas superligas, as VATS 32 e 36. Essas ligas são concebidas para válvulas de motores de combustão interna, porém podem ser utilizadas nos casos que necessitem de resistência mecânica a quente, resistência à fluência, corrosão a quente, especialmente por gases sulfurosos, e resistência a fadiga substituindo às ligas NIMONIC 80A em diversas aplicações. A Empresa Villares Metals fez algumas caracterizações à quente das ligas VAT 32 e VAT 36 porém, não foram realizados ensaios por fluência medindo a deformação com o tempo. Portanto, este trabalho tem como objetivo fazer um estudo do comportamento em fluência, em termos de taxa de deformação secundária e tempo de fratura, das superligas VAT 36, VAT 32 e NIMONIC 80A. As ligas são submetidas a ensaios de fluência na modalidade de carga constante, na faixa de temperatura de 675 a 750 ºC e na faixa de tensão de 500 a 600 MPa definidas de acordo com suas aplicações. Os ensaios de fluência são realizados conforme a norma ASTM E139. Obtem-se um conjunto de curvas de deformação verdadeira pelo tempo como função das tensões e temperaturas aplicadas. Foi avaliado a ductilidade, a taxa de fluência estacionária e o tempo de vida. Complementou-se o trabalho com caracterização microestrutural das superligas através das técnicas de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios X, refinamento de Rietveld e ensaios de dureza. Os resultados mostram que a liga VAT 32 apresenta maior resistência à fluência (menor taxa de deformação secundária e maior tempo de fratura) em relação à VAT 36 e NIMONIC 80A. Isto se deve além do efeito benéfico dos compostos intermetálicos γ' (Ni 3(Al,Ti)), ao maior tamanho de grão e a maior fração de carbonetos ligados MC encontrado na VAT 32. Estes precipitados ricos em titânio e nióbio são estáveis a temperaturas elevadas, aumentam a resistência ao movimento de discordâncias e retardam processos difusionais associados à deformação por fluência. Ancoram os contornos de grãos dificultando o deslizamento relativo entre eles afetando a facilidade com que as vacâncias possam ser geradas nestas mesmas regiões. Por meio da análise dos expoentes de tensão, energias de ativação e imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão após fluência o mecanismo de deformação dominante no estado secundário de fluência das ligas VAT 32, VAT 36 e NIMONIC 80A é movimento de discordâncias envolvendo provavelmente processo de Orowan loops e cisalhamento de precipitados pelas discordâncias, além da presença de deformação por twinning para as ligas VATS e escorregamento e escalagem de discordâncias para a NIMONIC 80A. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Materials with appropriate behavior at elevated temperatures have become a necessity nowadays. Superalloys have been known since the 1930 and used primarily in automotive and aerospace applications. With the new regulations to reduce air emissions and increased efficiency projects emerged that submit certain engine components such as valves, temperatures and higher pressures. Thus, it is required that the alloys which are used in manufacturing these components have high temperature resistance, such as the NIMONIC 80A. This alloy has high cost due to the high amount of nickel (70 to 80% wt) and extensive heat treatment. An alternative is to use alloys with lower nickel content (30 to 40% wt) and reduced heat treatment. In this context, Villares Metals has developed two new superalloys, the VATS 32 and 36. These alloys are designed for valves internal combustion engines, but can be used in cases requiring mechanical strength hot, strength creep and corrosion, substitute alloy NIMONIC 80A in various applications. Villares Metals Company made some characterizations of the hot alloy VAT 32 and VAT 36 however, no tests were performed measuring creep deformation with time. The objective of this paper is to make a study of the behavior in creep in terms of secondary strain rate and rupture time of the superalloys VAT 36, VAT 32 and NIMONIC 80A. The alloys are subjected for creep tests in constant load mode, of the temperature range 675-750°C and stress range 500-600 MPa defined according to their applications. The creep tests are performed according to ASTM E139. Is obtained a set of curves of deformation real by the time in function of the applied stress and temperatures. Are evaluated ductility, the stationary creep rate and life time. Work is complemented with icrostructural characterization of superalloys through the techniques of optical microscopy, SEM, TEM, X-ray diffraction, Rietveld refinement and hardness tests. The results show that the alloy VAT 32 has a higher creep resistance (lower strain rate secondary and higher fracture time) from the VAT 36 and NIMONIC 80A. This is due to the beneficial effect of the intermetallic compounds γ' (Ni3 (Al, Ti)), the largest grain size and the largest fraction of MC carbides found in the VAT 32. These precipitates rich in titanium and niobium are stable at elevated temperatures, increased resistance to movement of dislocations and retard diffusional processes associated with creep deformation. Anchor the grain boundaries impairing the relative sliding between them affect the ease with which the vacancies may be generated in these same regions. Through analyzing the stress exponents, activation energies and images obtained by transmission electron microscopy after the creep deformation mechanism dominant in state secondary creep alloys VAT 32, VAT 36 and NIMONIC 80A is movement of dislocations probably involving process Orowan loops and shearing of precipitates by dislocations and the presence of deformation twinning for alloys VATS and slip of dislocations and climb for NIMONIC 80A.

Orientador : Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T19:44:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_TacitoBrandao_D.pdf: 11243233 bytes, checksum: 687bb0d5b9f863fa96e9f333954f9696 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Os aços inoxidáveis duplex são caracterizados por possuírem duas fases com frações aproximadamente iguais, sendo essas fases normalmente a fernta e a austenita. Nas várias aplicações do duplex, eles são mais empregados onde a resistência mecânica é de fundamental importância, como por exemplo, em vasos de pressão e tubulações. A resistência à corrosão sob tensão e à corrosão por pite desses aços são excelentes, em muitos casos superiores às dos austeníticos de custo similar. Contudo, apesar da combinação de resistência à corrosão e propriedades mecânicas, esses aços são menos apropriados que os austeníticos para aplicações acima de 250°C (devido à precipitação de fases frágeis) e abaixo de -50°C (por causa da fragilidade associada à fase ferrita). Este trabalho tem por objetivos estudar o comportamento mecânico de um aço inoxidável duplex do tipo 2205 em meio neutro, sob o ponto de vista da influência da temperatura de ensaio e da precipitação de fases frágeis. Foram feitos ensaios de tração, tenacidade à fratura, impacto, dureza e "impressão de esferas" nas temperaturas de +24°C, -20°C, -50°C e -90°C, com o material solubilizado e em cinco outras condições com crescentes frações de fases precipitadas, principalmente Sigma e Chio A fração volumétrica dessas fases variou de 0,88% a 10,7%, tendo sido obtidas por tratamentos isotérmicos. Para caracterização microestrutural do material, foram utilizadas as técnicas de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e medidas magnéticas via ferritoscópio. Com relação à resistência mecânica, obtida por meio do ensaio de tração, observou-se um aumento dessa com a diminuição da temperatura de ensaio. A precipitação de fases não influenciou os parâmetros de resistência mecânica, exceto a tensão verdadeira de fratura. Os parâmetros de dutilidade, avaliados no ensaio de tração, foram mais sensíveis à influência das fases frágeis do que à variação da temperatura. A tenacidade e a tenacidade à fratura, avaliadas pelos ensaios de impacto Charpy e CTOD, respectivamente, diminuíram com a redução da temperatura e com a precipitação das fases frágeis, tendo a precipitação maior influência. A dureza, assim como a resistência mecânica, não foi sensível à precipitação das fases fragilizantes, mas foi influenciada pela temperatura de ensaio, aumentando com o abaixamento da temperatura. Em uma análise da influência da precipitação das fases frágeis nesse material, devese dar atenção aos parâmetros de tenacidade e aos de dutilidade relacionados à região da estricção, sendo que para a influência da temperatura de ensaio, pode-se também utilizar os parâmetros de dureza e resistência mecânica. Com o ensaio de "impressão de esferas" conseguiuse estimar com boa aproximação os limites de escoamento e resistência à tração do material, para as diversas condições microestruturais e temperaturas de ensaio. Em relação aos mecanismos de fratura, observou-se a fratura do tipo alveolar com tendência para clivagem pelo abaixamento da temperatura ou aumento da porcentagem de fases frágeis. O fenômeno das separações também foi observado, sendo o número de separações aumentado tanto pela redução da temperatura como pelo aumento da porcentagem de fases frágeis / Abstract: Duplex stainless steels (DSS) may be defined as a family of steels having two-phase ferritic-austenitic microstructures, both of them stainless. They are used usually in applications where the strength is of fundamental importance, like in pressure vessels and pipelines. They have excelIent stress corrosion and pitting corrosion resistances and, in some cases, these properties are greater when compared to austenitic stainless steels having the same price. However, in spite of the good mechanical and corrosion properties, they are not recommended for applications above 250°C (due to the brittle phase precipitation) and below -50°C (due to the brittle behavior of the ferrite phase). The purpose of this work is to study the mechanical behavior of a DSS, type 2205, in inert environrnent as a function of the temperature and brittle phase precipitation. Tension, ftacture toughness, notched bar impact, hardness, and balI indentation tests have been conducted in order to characterize the mechanical properties at four temperature (24°C, -20°C, -50°C, and -90°C) and under six material conditions (annealed and five microstructures with an increasing ftaction of precipitated phases, mainly the Sigma and Chi phases, ftom 0.88% to 10.7%). These five microstructures were obtained ftom isothermal heat treatment and characterized by using optical and scanning electron microscopies, X-ray diffraction, and magnetic measurement (ferrite content detector). It was observed that the lower the temperature the higher the hardness and strength (evaluated by yield strength, tensile strength, true ftacture strength, and necking stress). These properties were not affected by an increase in the brittle phase quantity, except the true ftacture stress. On the other hand, as expected, the ductility, the toughness (impact energy), and the ftacture toughness (CTOD and K-EE) were affected by the temperature and the brittle phase quantity. The ftaction of the brittle phase affected the latter properties in a very strong way. To analyze the effect of the brittle phases in DSS, the toughness, ftacture toughness, and ductility (reduction of area, reduction of area ftom the necking point, and necking elongation) parameters must be taken into account and to analyze the effect of the temperature the hardness and strength parameters can be also utilized. The balI indentation test was satisfactory for estimating the yield strength and tensile strength at alI temperatures and/or microstructural conditions used in this experiment. The ftacture mechanism was dimples and c1eavage was observed with decreasing the temperature and increasing the ftaction of brittle phases. Delamination was also observed, and the number of splits increased with decreasing the temperature and increasing the ftaction of brittle phases / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Sheila Canevese Rahal / Banca: Cláudia Valéria Seullner Brandão / Banca: Maria Jaqueline Mamprim / Banca: Fernanda De Biasi / Banca: Bruno Watanabe Minto / Resumo: O objetivo do estudo foi desenvolver uma placa óssea bloqueada em formato de T, com o intuito de ser utilizada em fraturas distais de rádio, e avaliar a resistência da montagem, por meio de ensaios mecânicos. A placa de 2,7 mm foi confeccionada em titânio, contendo eixo com três orifícios para parafusos bloqueados e um orifício para compressão dinâmica, e uma cabeça com dois orifícios para parafusos bloqueados. A cabeça da placa possuía uma chanfradura localizada na porção médio-distal e a extremidade proximal da haste da placa apresentava formato afunilado. Para os ensaios mecânicos foram usados 40 corpos de prova sintéticos em formato de T e 20 placas em T. A placa óssea foi posicionada sobre os corpos de prova, com a falha óssea segmentar de 2 mm localizada entre a cabeça e a haste da placa. Para a determinação das cargas para os ensaios de fadiga, seis montagens foram testadas até a falha, sendo três em flexão engastada e três em compressão. Para o ensaio de fadiga foram utilizadas 14 montagens, sendo sete testadas em compressão axial e sete em flexão engastada. Em ambos os ensaios foram observados valores mais altos, em todas as variáveis avaliadas, na configuração sob carga axial do que na flexão engastada. Além disso, no ensaio em fadiga em compressão axial as montagens suportaram um maior número de ciclos. Foi possível concluir que pelos testes mecânicos, o modelo oferece suficiente estabilidade para resistir as cargas axiais no tratamento de fratura radial distal / Abstract: The aim of this study was to develop a locked T-plate to be used in distal radial fractures and evaluate the mechanical properties. A titanium 2.7 mm T-plate was designed with a shaft containing three locked screw holes and one dynamic compression hole, and a head with two locked screw holes. The head of the plate had an indentation and shaft had tapered-shaped end. Forty polyurethane blocks having a T-shaped and 20 titanium T-plates were used for mechanical testing. The bone plate was positioned over the polyurethane blocks with 2 mm fracture gap between the head and shaft of the plate. Six bone-plate constructs were tested until failure, three in axial compression and three in cantilever bending, to determine the loads for fatigue testing. Fourteen bone-plate constructs were tested for failure in fatigue, seven in axial compression and seven in cantilever bending. Fatigue failure was defined as polyurethane block breakage or pullout of the screws in the polyurethane block. Tests were discontinued after one million cycles if the construct had not already failed. In both static and fatigue testing, higher values of axial compression test than cantilever bending test were observed for all variables. Moreover, the constructs under fatigue axial compression test supported a larger number of cycles to failure. The locking Tplate tested has biomechanical properties that may offer sufficient stability to resist axial loads in the treatment of a distal radius fracture / Doutor

In this work, we have investigated the structural and magnetic properties of ZnFe2O4 samples prepared via solid state reaction and co-precipitation obtained for using different annealing temperatures. Measurements of X-ray diffraction (XRD) were realized in order to verify both the single phase was obtained, as well as to determine the purity of the sample with respect to the amount of spurious phase existent. The magnetic characterization was carried out through magnetization measurements as function of applied magnetic field (65 < H < 65 kOe) and as function of temperature (2 < T < 400 K) using a magnetometer SQUID of the Quantum Design MPMS SQUID-EverCool. Besides, we analyze the dependence of the coercive field with the temperature in ZnFe2O4 nanoparticles. A theoretical model that considers the distribution of particles sizes was used to make the adjustment to our experimental data of coercivity as function of temperature / Neste trabalho nós investigamos as propriedades estruturais e magnéticas de amostras de ZnFe2O4 preparadas pelo método de reação do estado sólido e co-precipitação obtidas usando diferentes temperaturas de síntese. Medidas de difração de raios X (DRX) foram realizadas com o objetivo de verificar se a fase única foi obtida, assim como para determinar a pureza da amostra com relação à quantidade de fases espúrias existentes. A caracterização magnética foi feita através de medidas de magnetização em função do campo magnético aplicado (65 < H < 65 kOe) e em função da temperatura (2 < T < 400 K) usando um magentômetro SQUID da Quantum Design MPMS SQUID-EverCool. Além disso, nós analisamos a dependência do campo coercivo com a temperatura das nanopartículas de ZnFe2O4. Um modelo teórico que considera a distribuição de tamanhos de partículas foi utilizado para fazer o ajuste aos nossos dados experimentais de coercividade em função da temperatura

Orientadores: Ana M. M. Nazar, Ricardo E. Medrano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T01:43:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sagradi_DeboraPulino_D.pdf: 12577810 bytes, checksum: a9c00a427e30de3148040672fc53ed66 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Não informado / Abstract: Superplasticity is the ability of certain materials to deform homogeneously with high elongations (several hundreds or thousands percent) at elevated temperatures and low strain rates. This subject of scientific and teclinological interest is not well slablished yet. The purpose of present work is to characterize and to study the superplastic behavior of a 22.5%Cr-6.4%Ni-3.0%Mo-0.16%N duplex stainless steel. Therefore, samples from sheets of the material were examined at 950°C and 98CFC by means of tensile, strain rate change and stress relaxation tests. Moreover, microstructures and cavitation process under main conditions were also analyzed. Tensile tests provided informations about elongation and deformation homogeneity. On the other hand, the strain rate change and stress relaxation tests were more suitable to determine the strain rate sensitivity. The superplastic behavior analysis was based on whole results from elongation, strain rate sensitivity and deformation uniformity. According to these criteria, the material exhibits superplastic deformation at 980X with strain rates ranging from 10 s" to ! 0' s". Under these conditions the deformation was homogeneous (without necking), the strain rate sensitivity coefficient attained 0.7 and elongation achieved 900%. During deformation: (i) the initial microstructure composed of oriented phases change to an equiaxed stable structure and (ii) cavitation process occurs. These observations suggest the grain boundary sliding as the main superplastic deformation mechanism. Key Words: super-plasticity, duplex stainless steel, tensile test, strain rate change test, stress relaxation / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Ana Maria M. Nazar, Ricardo E. Medrano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T10:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sagradi_Marcello_M.pdf: 11321510 bytes, checksum: 9e4a5b3b4d657979e73fcaff4ac13ac4 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Materiais superplásticos podem sofrer altos níveis de deformação de maneira homogênea quando submetidos a condições de processamento específicas (alta temperatura e baixa taxa de deformação). Os aços inoxidáveis duplex podem ser superplásticos, contudo isto só é possível para materiais com estrutura refinada, ou seja, é necessário que o tamanho de grão seja inferior a 10 µm. O objetivo deste trabalho é desenvolver e estudar, em função da microestrutura de partida, o comportamento superplástico do aço inoxidável duplex 2205 (21,13% Cr; 4,73% Ni; 2,75% Mo; 0.18N). Para atingir este propósito, um material não superplástico foi submetido a diversos tratamentos termomecânicos, incluindo laminação a quente (80% de redução de área) no campo bifásico, laminação a frio (vários graus de redução) após um tratamento de solubilização no campo monofásico (ferrítico) e um tratamento de solubilização após cada processo de deformação. Desta forma, fabricaram-se duas categorias de materiais: os materiais brutos de laminação e os materiais solubilizados. Para avaliar a superplasticidade, todos os materiais listados acima foram submetidos ao ensaio de tração à temperatura de 980°C com mudança de taxa de deformação. Tal procedimento permitiu a determinação do expoente de sensibilidade à taxa de deformação (m) em função da taxa de deformação. Para verificar a correlação existente entre os resultados obtidos pelos ensaios e a microestrutura de partida, em alguns casos, realizaram-se ensaios de tração até a fratura com uma taxa de 3 x I0-4 s-1 na mesma temperatura. Foi feita ainda uma análise metalográfica em cada corpo-de-prova após cada ensaio de tração. O trabalho permitiu concluir que, como o processo de deformação a frio produz microestruturas mais refinadas, este é mais indicado para tornar o aço estudado superplástico. O tratamento mais efetivo foi a laminação do material a frio com uma redução de 80% após uma solubilização a 1380°C, o que resultou em tamanhos de grão da ordem de 5 µm. Neste caso, o valor máximo encontrado para o alongamento foi de 1500%, para uma taxa de 3 x I0-4 s-1, onde o valor de m é de 0,64. Taxas de deformação menores não melhoraram a superplasticidade do material, devido à precipitação de fase sigma em ensaios mais lentos. Acredita-se que a fase sigma nucleia cavidades, promovendo a falha prematura do material / Abstract: Superplastic materials can undergo high deformation levels with high uniformity when submitted to specific conditions (high temperature and slow strain rate). Duplex stainless steel may exhibit superplastic behavior. However, this is only possible to fine-grained materials, in other words, a grain size less than 10 µm is required. The purpose of this work is to develop and study as a function of prior microstructure the superplastic behavior of the 2205 duplex stainless steel (21.13% Cr, 4.73% Ni, 2.75% Mo, 0.18N). To reach this goal, a non-superplastic material was submitted to several thermomechanical treatments, including hot rolling (80% of area reduction) in the dual-phase field, cold rolling (several levels of area reduction) after a solution treatment in the single phase field (ferritic) and a solution treatment after each deformation process Therefore, it was made two categories of materials: the as rolled materials and the solution treated ones. To evaluate the superplasticity, all materials listed were tested by means of the tensile strain rate change test at 980°C. This allowed the determination of the strain rate sensitivity exponent (m) as a function of strain rate. To verify the correlation between the results of the tensile strain rate change tests and the prior microstructure, in some cases hot tensile tests were performed at 980°C with a strain rate of 3 x I0-4 s-1. The final microstructure of each hot tensile test sample was also analyzed. The main conclusions are listed as follows as the cold work processes produce more refined microstructures, they are more suitable to impair a superplastic behavior to the steel studied. The most effective treatment was cold rolling the material (80%) after a solution treatment at 1380°C. This treatment produced materials whose grain size was about 5 µm. In this case, for a strain rate of 3 x I0-4 s-1the elongation reached 1500% and m value obtained was 0.64. Lower values of strain rate do not increase the material superplasticity. This is related to sigma phase precipitation in the slower test. It was believed that sigma phase nucleates cavities and then promotes premature failure of the material / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica