Nenhuma / A corrosão-fadiga é provavelmente um dos mais complexos de todos os fenômenos, sendo influenciada por fatores ambientais, mecânicos, metalúrgicos, somados a uma componente cíclica de tensões. A corrosão-fadiga pode ser definida como a ação combinada de um ambiente agressivo e uma tensão cíclica que conduzem à falha prematura dos metais por trincamento. A maior parte da vida em fadiga está relacionada a uma sucessão de processos durante os quais planos de escorregamento, deformações localizadas, danos e micro trincas se iniciam e desenvolvem até a nucleação de trinca macroscópica. Neste estudo, a influência da solução de NaCl 3,5% nas propriedades de fadiga do aço foi avaliada. Foram analisadas as curvas de S-N-P obtidas sob ambiente corrosivo e comparadas com as curvas de S-N-P obtidas em água destilada. Em geral, a corrosão-fadiga em soluções aquosas é um processo eletroquímico. O mecanismo de iniciação de trincas por corrosão-fadiga proposto para explicar a redução da vida em fadiga de metais em ambientes corrosivos, foi analisado neste trabalho

A soldagem a laser em ligas de alumínio para aplicações aeronáuticas vem sendo extensamente estudada. Algumas aeronaves certificadas como os modelos Airbus A318, A319, A320 e A380 já empregam o processo em regiões de fuselagem e na junção de revestimentos com reforçadores longitudinais. A qualidade das juntas é uma característica chave para a aplicação bem sucedida do processo e neste aspecto, técnicas de ensaio não destrutivo são fundamentais para a garantia da qualidade das soldas. Neste trabalho, as técnicas de ultrassom e raios-X aliadas a metalografia, foram empregadas na caracterização de soldas autógenas em chapas de alumínio da liga AA6013. Chapas com 1,6mm de espessura foram soldadas com laser a fibra de itérbio com potências entre 1 e 2kW e diversas velocidades, com e sem o uso de gases de proteção. A qualidade das soldas foi avaliada com base na presença de defeitos típicos como porosidade, trincas, e outras imperfeições, e sua correlação com os parâmetros do processo de soldagem. Os resultados obtidos mostraram que ambas as técnicas de inspeção não destrutivas foram satisfatórias para a detecção de defeitos típicos nas soldas. Pela técnica de raios-X descontinuidades com dimensões acima de 32?m foram detectadas e posteriormente confirmadas por análise metalográfica. Já a técnica de ultrassom mostrou-se bastante satisfatória na detecção de porosidades agrupadas (tipo de descontinuidade mais comum nas amostras) através da redução da amplitude do sinal das ondas ultrasônicas refletidas na superfície oposta, e conseqüentemente ao transdutor do equipamento. A utilização de transdutores com freqüência acima de 5MHz mostrou-se mais eficiente para a detecção dos poros neste trabalho, sobretudo através da técnica da utilização de sensores de múltiplos elementos (phased array). Entretanto não foi possível estabelecer se esta eficiência depende do maior número de sensores ou da maior freqüência de operação em comparação ao ultrassom convencional.

Orientador : Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:13:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Spinelli_JoseEduardo_D.pdf: 12716637 bytes, checksum: 79131dc23b1f9de6e4d77299eeff6973 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Poucos estudos têm analisado os efeitos da convecção no líquido interdendrítico, bem como a influência da direção de crescimento em relação à gravidade nas variáveis térmicas e estruturais durante a solidificação. Neste trabalho, foi utilizado um dispositivo de solidificação unidirecional vertical descendente, constituído por uma lingoteira de aço inoxidável com diâmetro interno de 60 mm, 157 mm de comprimento e 9 mm de espessura. Na parte superior, foi posicionada uma câmara de refrigeração a água do mesmo material do molde e com espessura útil de 3,0 mm. Após a obtenção dos lingotes e registrados os respectivos perfis térmicos experimentais, foram determinadas as variáveis térmicas de solidificação: coeficiente de transferência de calor metal/molde, velocidades de deslocamento da isoterma liquidus, gradientes térmicos e taxas de resfriamento para a solidificação unidirecional descendente de ligas hipoeutéticas do sistema Sn-Pb (Sn5%Pb, Sn15%Pb e Sn20%Pb). Estas variáveis térmicas são confrontadas com as previsões teóricas de um modelo numérico de solidificação e, em seguida, correlacionadas com os parâmetros estruturais: espaçamentos dendríticos primários, secundários e transição colunar/equiaxial (TCE). Dessa forma, são determinadas equações experimentais de crescimento para a solidificação descendente e verificado um critério de previsão da TCE. Realiza-se também uma análise comparativa dos presentes resultados com aqueles obtidos para solidificação vertical ascendente de ligas de mesma composição. Os resultados comparativos mostram que o efeito convectivo estimula a ocorrência da TCE e ainda é responsável por uma sensível redução dos espaçamentos dendríticos primários. As previsões teóricas de modelos de crescimento dendrítico representativos da literatura são confrontadas com os resultados experimentais / Abstract: Only a few studies have reported influences of interdendritic convection and growth direction on dendrite arm spacings. A downward directional solidification apparatus was used having a stainless steel split mold with an internal diameter of 60 mm, height 157 mm and a 9 mm wall thickness. The upper part of the split mold was closed with a water-cooling chamber made of stainless steel, with a wall thiclmess of 3 mm. A combined theoretical and experimental approach is developed to quantitatively determine the solidification thermal parameters: transient heat transfer coefficients, tip growth rates, thermal gradients and cooling rates during downward unsteady state solidification ofhypoeutectic Sn-Pb alloys. The resulting thermosolutal convection can start in the melt both within the interdendritic region and ahead of the dendrite array. The experimental results have shown that melt convection may be causing pileup of fractioned dendritic arms, which must stimulate the CET occurrence. The results have supported a criterion recently proposed based on a critical tip cooling rate. For upward unidirectional condition this critical value was found to be about 0.014 K/s for hypoeutectic Sn-Pb alloys. In the present study, in conditions of downward solidification, melt convection seems to favor the structural transition, which is anticipated and occurs for a critical cooling rate of about 0.03 K/s, for any of three hypoeutectic alloys experimentally examined. Primary dendritic arm spacings have been affected by the direction of growth, decreasing in conditions of downward vertical solidification when compared with those grown vertically upwards. The main predictive theoretical models for dendritic spacings are compared with the experimental observations / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T09:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sandor_LeonardoTaborda_M.pdf: 9634671 bytes, checksum: 3b7603db85e265d8bd0e3fc244928942 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho propõe um modelo para avaliar pontualmente as variações de tenacidade à fratura ao longo da camada cementada de um aço SAE 5115. A pequena espessura dessas camadas impede a retirada de corpos de prova nas dimensões especificadas pelas normas de ensaios de tenacidade à fratura. Assim, para simular uma camada cementada retirou-se corpos de prova de tração e de tenacidade à fratura de amostras de aços SAE 5115, 5140, 5160 e 52100 assumindo a influência local apenas da variação do teor de carbono e considerando que os teores dos demais elementos de liga são essencialmente constantes. Os corpos de prova após eletrodeposição de cobre foram tratados termicamente numa carga industrial de cementação, têmpera e revenimento para serem submetidos aos efeitos térmicos sem absorção de carbono. Os resultados da análise microestrutural, dos ensaios de microdureza, de tração e de tenacidade à fratura foram agrupados em um único gráfico e comparados com o perfil de cementação de peças de aço SAE 5115 tratadas nas mesmas condições. Foi confirmado que a tenacidade à fratura varia inversamente proporcional à microdureza (HV1) e que a previsão do comportamento de uma trinca numa camada cementada pode ser feita por meio de equação ou diagrama que relacionam a miicrodureza HV1 com a tenacidade à fratura (K1c ou CTODc) / Abstract: The purpose of this work is to propose a model for evaluating the fracture toughness along the SAE 5115 steel carburized layer. Due to the small thickness of those layers, it is impossible to machine specimens from those layer in accordance with standards. For simulating the microstructures of the carburized layer in order to get samples for tensile and the fracture toughness testing, specimens of SAE 5115, 5140, 5160, and 52100 steels assuming the local influence just of the variation of the content of carbon and considering that the contents of the other alloy elements are essentially constant. The specimens after electroplated copper layer were heat treated in an industrialload of carburizing, quenching, and tempering for they be submitted to the thermal effects without absorption of carbono The results of the microstructure analysis and microhardness, tension, and fracture toughness tests were placed in a single graph and compared with the profile of the carburizing of the steel SAE 5115 heat treated in the same conditions. It was confirmed that the fracture toughness varies inversely proportional to the microhardness (HV1) and that the forecast of the behavior of a crack in a carburized layer can be made through equation or it designs that relate the microhardness (HV1) with the fracture toughness (KIC or CTODc) / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Este estudo avaliou a microdureza de ligas de NiCr usadas em prótese fixa fundidas sob diferentes condições. As condições de fundição foram: 1- maçarico chama composta de GLP/oxigênio e centrífuga de mola sem controle de ambiente de fundição; 2- indução eletromagnética com ambiente controlado por argônio e vácuo. foram utilizadas três ligas NiCr, NiCrBe e NiCrTi. Foram realizados 18 fundições com 5 corpos-de-prova para cada anel, depois de fundidos os corpos-de-prova foram embutidos e polidos para as mensurações de microdureza vickers (VH) em equipamento Shimadzu-HMV-2 (1Kg por 10s). um total de 3 edentações foram feitas para cada corpo-de-prova.os dados de VH foram avaliados pelo teste de ANOVA e Tukey (=0,05) para contraste de média. A microdureza apresentou a seguinte ordem para maçarico e liga totalmente virgem: NiCrTi (42533,4)> NiCrBe (36215) > NiCr (25314,8), sendo diferentes entre si. Os valore obtidos nas condições de argônio e indução foram semelhantes (p>0,05). A microdureza depende da liga e do método de fundição. A liga de NiCrTi foi maior quando fundidas nas condições de maçarico oxigênio/GLP e totalmente refundida (42826,7). / This study evaluated the microhardess of NiCr alloys used in fixed prosthodontics after casting under different conditions. The casting were: 1-flame/air torch flame made of a gas/oxygen mixture and centrifugal casting machine in a non-controlled casting environment; 2-induction/argon electromagnetic induction in an environment controlled with argon. 18 castings with 5 in each ring were prepared. After casting the ring were embedded in resin and polished for Vickers microhardness (VH) measurements in a Shimadzu HMV-2 (1kgfor 10s). a total 3 indentations were for each ring, one in ring. The data was subjected to two-way ANOVA and Tukeys multiple comparison tests (=0,05). The VH values of NiCrTi NiCrTi (42533,4)> NiCrBe (36215) > NiCr (25314,8). The VH values obtained in the condition of the argon and induction were similar (p>0,05). The microdureza depends on the league and of the foundry method. The league of NiCrTi was larger when melted in the conditions of blowpipe oxygen/GLP and totally recast (42826,7).

As mudanças microestruturais, causadas pela adição de elementos de liga e pelos tratamentos térmicos, modificam as propriedades mecânicas e tribológicas dos materiais. Foi desenvolvido então um estudo em amostras de um ferro fundido branco de alto cromo com molidbênio e nióbio, procurando determinar os efeitos dos elementos de liga molibdênio e nióbio, na microestrutura deste material, através de medidas de dureza, dilatometria, ataque químico, microscopia eletrônica de varredura e,principalmente, a utilização de metalografia em altas temperaturas. A técnica de metalografia em altas temperaturas permite o estudo das mudanças microestruturais durante os ciclos térmicos, que foram programados, tendo como referência a curva TTT previamente traçada para este material, focalizando regiões onde não ocorrem mudanças de fase. Deste modo foram obtidas as aparências metalográficas em altas temperaturas e feito um estudo comparativo com as outras técnicas usadas. Com isto é possível melhorar o conhecimento sobre a microestrutura do material em questão e obter ligas com propriedades pré-determinadas. / The microstructural changes caused by the addition of alloying elements and by thermal treatments modify the mechanical and tribological properties of the materials. A study was develop on samples of molybdenum and niobium high chromium white cast iron, trying to determine the effects of molybdenum and niobium alloys elements on microstructure of this material through hardness measurements, dilatometry, chemical etching, scanning electron microscopy, and mainly, utilizing metallography at high temperatures. The metallography at high temperatures technic allows the study of microstructural changes during the thermal cyc1es, which were scheduled, having as reference the TTT curve previously traced to this material, focusing regions where changes of fase don\'t occur. So the metallographic appearances at high temperatures were obtained and it was done a comparative study using other technics. Because of that is possible to improve the knowledge of the material microstructure, which it has been studied, and to obtain alloys with predetermined properties.

[pt] Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a vida-fadiga de dois ferros fundidos nodulares modificados metalurgicamente, sendo uma classe predominantemente ferrítica e outra.perlítica. Inicialmente, amostra dos dois ferros fundidos nodulares ferrítico e perlítico foram fundidas adotando-se moldação em areia na geometria padrão Y-block. Em seqüência, corpos de prova para ensaios mecânicos e de fadiga foram usinados das amostras ferríticas e perlíticas. Após os ensaios de tração e dureza, realizaram-se análises metalográficas qualitativas e quantitativas em ambos os materiais, com o intuito de se determinar suas características metalúrgicas, tais como contagem, distribuição e classe dos nódulos de grafita, bem como quantidade da matriz ferrítica e perlítica. Dando continuidade a etapa experimental, as curvas tensão versus número de ciclos para a falha do ferro fundido nodular ferrítico e do ferro fundido nodular perlítico foram levantadas por meio de ensaios de flexão rotativa. A vida útil em fadiga dos dois materiais foi relacionada com as suas características metalúrgicas. Quanto a resistência à fadiga, as amostras do ferro fundido nodular perlítico tiveram um melhor comportamento sob carregamento cíclico do que as amostras do ferro fundido nodular ferrítico. Tal comportamento superior foi atribuído a maior microdureza da matriz e a presença da estrutura olho-de-boi. Finalmente, as curvas experimentais tensão versus número de ciclos para a falha dos ferros fundidos nodulares ferrítico e perlítico foram modeladas pela equação de Coffin-Manson, que se mostrou eficiente no tratamento de dados experimentais da vida em fadiga de ambos os materiais. / [en] The objective of the present work was to evaluate the fatigue life of two nodular cast irons with metallurgical modifications and resulting in ferritic and perlitic different classes of material. Initially, samples of both materials were cast in sand moulds adopting the standard Y-block geometry. In the sequence, tensile and fatigue specimens were machined from the ferritic and perlitic samples. After the tensile and hardness tests, the microstructure of the both materials were analyzed by qualitative and quantitative metallography, aiming to characterize their metallurgical aspects as content, distribution and class of graphite nodules, as well as the contents of the ferritic and perlitic matrix. Following the metallurgical characterization, rolating bend fatigue tests were performed in order to estabilish the stress-life curves of the ferritic and perlitic nodular cast irons. Regarding the fatigue resistance, the specimens machined from the perlitic nodular sample showed a longer fatigue life than that related to the ferritic nodular specimens. The longer fatigue life of the perlitic nodular specimens was associated with a higher microhardness of the perlitic matrix and the preserve of the bull`s-eye structure. Finally, the experimental stress-life curves of the ferritic and perlitic nodular cast irons were modeled adopting the Coffin-Manson law, which was considered efficient in fitting experimental fatigue life data of both materials.

As mudanças microestruturais, causadas pela adição de elementos de liga e pelos tratamentos térmicos, modificam as propriedades mecânicas e tribológicas dos materiais. Foi desenvolvido então um estudo em amostras de um ferro fundido branco de alto cromo com molidbênio e nióbio, procurando determinar os efeitos dos elementos de liga molibdênio e nióbio, na microestrutura deste material, através de medidas de dureza, dilatometria, ataque químico, microscopia eletrônica de varredura e,principalmente, a utilização de metalografia em altas temperaturas. A técnica de metalografia em altas temperaturas permite o estudo das mudanças microestruturais durante os ciclos térmicos, que foram programados, tendo como referência a curva TTT previamente traçada para este material, focalizando regiões onde não ocorrem mudanças de fase. Deste modo foram obtidas as aparências metalográficas em altas temperaturas e feito um estudo comparativo com as outras técnicas usadas. Com isto é possível melhorar o conhecimento sobre a microestrutura do material em questão e obter ligas com propriedades pré-determinadas. / The microstructural changes caused by the addition of alloying elements and by thermal treatments modify the mechanical and tribological properties of the materials. A study was develop on samples of molybdenum and niobium high chromium white cast iron, trying to determine the effects of molybdenum and niobium alloys elements on microstructure of this material through hardness measurements, dilatometry, chemical etching, scanning electron microscopy, and mainly, utilizing metallography at high temperatures. The metallography at high temperatures technic allows the study of microstructural changes during the thermal cyc1es, which were scheduled, having as reference the TTT curve previously traced to this material, focusing regions where changes of fase don\'t occur. So the metallographic appearances at high temperatures were obtained and it was done a comparative study using other technics. Because of that is possible to improve the knowledge of the material microstructure, which it has been studied, and to obtain alloys with predetermined properties.