Tese (Livre-docencia) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:14:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Robert_MariaHelena_LD.pdf: 10160933 bytes, checksum: 910528061469a71b5788ca047cb84935 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal propor e viabilizar um novo processo para a obtenção de pastas metalicas reofundidas, que elimine inconvenientes e limitações de processos convencionais de reofundição, os quais requerem severa agitação do líquido em solidificação. O novo processo baseia-se no tratamento térmico a temperaturas superiores a solidos, de estruturas dendríticas previamente deformadas a frio. É analisada a influência dos parâmetros grau de deformação, temperatura e tempo de tratamento nas características estruturais da pasta obtida. São analisados também os mecanismos envolvidos na evolução da estrutura dendrítica para globular. Os resultados obtidos mostram que para alto grau de deformação prévia, pastas com glóbulos esféricos de pequenas e homogéneas di mensões, sem líquido retido em seu interior, são obtidas. O seu mecanismo de formação envolve recristalização e separação de grãos recristalizados por molhamento de seus contornos. Para o caso de reduzida deformação, a fase globular da pasta obtida apresenta morfologia mais irregular, de maiores dimensões e contendo, muitas vezes, liquido retido em seu interior.Tal estrutura e obtida através de mecanismos de engrossamento dendritico. Observou-se também que o aumento do tempo de tratamento leva ao aumento do diâmetro de glóbulos por mecanismos de aglomeração / Abstract: The main purpose of this work is to present a new process for producing rheocast metal slurries, without inconveniencies and limitations of conventional known processes, which require severe stirring of the liquid metal during its solidification. The new procedure is based on heat treatment above solidus temperature, of previously deformed dendritic structures. It Is analised the influence of deformation amount, time and treatment tern perature in the structural characteristics of the obtained slurry. Also the mechanisms involved in the dendriteto-spheroidal particles transition are discussed. Results show that slurries with small. homogeneous spheroidal particles with no entrapped liquid, are obtained when high deformation amount is utilized. The formation of such structure involves recrystallization and separation of recrystallized grains by grain boundary wetting. When small amount of deformation is used, the solid particles present nearly globular morfology, bigger dimensions and, in ma ny cases, entrapped liquid. Such structures are obtained through mechanisms of dendritic coarsening.It is also observed excessive particles growth, probably by agglomeration, during holding time / Tese (livre-docencia) - Univer / Livre-Docente em Engenharia Mecanica

As características de conformação do aço inoxidável austenítico 304 em ensaios de compressão axial no intervalo de temperatura de 20-300 oc e velocidades de deformação de O, 1 s-1 e 10,0 s-1 foram estudadas com a finalidade de caracterizar o escoamento plástico estável e instável. A temperatura de conformação afeta a transformação austenita-martensita. A martensita induzida por deformação é a responsável pela instabilidade de escoamento em ensaio a baixas temperaturas ( < 100 °C). Próximo a 200 oc a instabilidade deve-se ao envelhecimento dinâmico por deformação. Em vista da ocorrência desta instabilidade é preferível a conformação a 300 oc com velocidades de deformação baixas, não havendo problemas de tolerância dimensional. Também foi quantificado o fator de atrito para ensaios com lubrificante e sem lubrificante. Estes parâmetros foram avaliados mediante modelos matemáticos e modelamento físico. / The deformation characteristics of 304 stainless steel in axial compress10n at temperature range of 20-300 oc and strain rate from 0.1 to 10.0 s-1 have been studied with the aim of characterizing the estable and unstable plastic flow. The working temperature affects the austenite-martensite transformation. The formation of martensite induced by plastic deformation was responsible for flow instabilities at low temperatures (<100 °C). Near 200 oc the flow instabilities are due to dynamic strain aging. In view of the occurrence of these instabilities, the working temperature of 300 °C is preferable, having no problems of dimensional tolerance. lt was also quantified the friction factor by ring test with lubricant and without lubricant. These parameters have been evaluated through mathematical models and physical modeling.

A composição química dos aços é de fundamental importância para suas propriedades mecânico-metalúrgicas. Durante o processo de fabricação de ligas metálicas, faz-se normalmente uso do espectrômetro de emissão óptica para a determinação da composição química. Este equipamento é capaz de fornecer uma análise multielementar em um intervalo de tempo muito pequeno, permitindo, assim, possíveis correções necessárias para obtenção da composição química final desejada antes do vazamento. Esta ferramenta tem como princípio de funcionamento a análise comparativa, necessitando de materiais de referência, também chamados padrões, para sua recalibração. A principal característica destes materiais de referência é sua homogeneidade em termos de composição química e física. O presente trabalho tem a finalidade de analisar a metodologia adotada para produzir padrão de referência de um aço AISI/SAE 1020 através de um programa interlaboratorial. As amostras foram obtidas por meio de um tarugo proveniente de um processo de lingotamento contínuo, que foi tratado termo-mecanicamente por processos de laminação, forjamento e usinagem antes da obtenção das amostras propriamente ditas. Após uma análise prévia da superfície das amostras, estas foram distribuídas aos integrantes do grupo analítico e analisadas nos espectrômetros de emissão óptica existentes nos seus próprios laboratórios. Foi realizada, ainda, uma análise metalográfica da superfície das amostras para que fosse verificada a homogeneidade microestrutural das amostras. O tratamento estatístico dos dados, baseado na norma ISO Guide 35, e a análise metalográfica comprovam que é possível certificar tecnicamente os teores dos elementos carbono, silício, manganês, fósforo, enxofre, cromo, níquel, molibdênio, alumínio, estanho e cobre nos materiais de referência. / The chemical composition of steel is extremely important for its mechanical and metallurgical properties. During the processing of metallic alloys, an optical emission spectrometer is used to determine the chemical composition. This equipment is able to give a multielementar analysis in a very short time interval, enabling corrections that may be necessary to obtain the final chemical composition of the casting. The working principle of this tool is the comparative analysis that needs standards, also called reference materials for its calibration. The main characteristic of these reference materials is their homogeneity in terms of physical and chemical properties. The present work aims to analyze the methodology adopted to produce the reference pattern of an AISI/SAE 1020 steel, through an interlaboratorial program. The samples were obtained from billets, which were produced via continuous casting process. Before obtaining samples the billets passed through rolling, forging and machining processes. After a previous analysis of the sample surface, the samples were distributed to the members of the analytical group, who analyzed them on the optical emission spectrometers from their own laboratories. Furthermore, a microstructure analysis of the sample surface was carried out to verify the microstructural homogeneity of the samples. The data statistic treatment, based on the ISO Guide 35 standard, and the microstructure analysis prove that it is possible to certify, technically, the content of the elements carbon, silicon, manganese, phosphorous, sulfur, chromium, nickel, molybdenum, aluminum, tin, copper in the reference materials.

A composição química dos aços é de fundamental importância para suas propriedades mecânico-metalúrgicas. Durante o processo de fabricação de ligas metálicas, faz-se normalmente uso do espectrômetro de emissão óptica para a determinação da composição química. Este equipamento é capaz de fornecer uma análise multielementar em um intervalo de tempo muito pequeno, permitindo, assim, possíveis correções necessárias para obtenção da composição química final desejada antes do vazamento. Esta ferramenta tem como princípio de funcionamento a análise comparativa, necessitando de materiais de referência, também chamados padrões, para sua recalibração. A principal característica destes materiais de referência é sua homogeneidade em termos de composição química e física. O presente trabalho tem a finalidade de analisar a metodologia adotada para produzir padrão de referência de um aço AISI/SAE 1020 através de um programa interlaboratorial. As amostras foram obtidas por meio de um tarugo proveniente de um processo de lingotamento contínuo, que foi tratado termo-mecanicamente por processos de laminação, forjamento e usinagem antes da obtenção das amostras propriamente ditas. Após uma análise prévia da superfície das amostras, estas foram distribuídas aos integrantes do grupo analítico e analisadas nos espectrômetros de emissão óptica existentes nos seus próprios laboratórios. Foi realizada, ainda, uma análise metalográfica da superfície das amostras para que fosse verificada a homogeneidade microestrutural das amostras. O tratamento estatístico dos dados, baseado na norma ISO Guide 35, e a análise metalográfica comprovam que é possível certificar tecnicamente os teores dos elementos carbono, silício, manganês, fósforo, enxofre, cromo, níquel, molibdênio, alumínio, estanho e cobre nos materiais de referência. / The chemical composition of steel is extremely important for its mechanical and metallurgical properties. During the processing of metallic alloys, an optical emission spectrometer is used to determine the chemical composition. This equipment is able to give a multielementar analysis in a very short time interval, enabling corrections that may be necessary to obtain the final chemical composition of the casting. The working principle of this tool is the comparative analysis that needs standards, also called reference materials for its calibration. The main characteristic of these reference materials is their homogeneity in terms of physical and chemical properties. The present work aims to analyze the methodology adopted to produce the reference pattern of an AISI/SAE 1020 steel, through an interlaboratorial program. The samples were obtained from billets, which were produced via continuous casting process. Before obtaining samples the billets passed through rolling, forging and machining processes. After a previous analysis of the sample surface, the samples were distributed to the members of the analytical group, who analyzed them on the optical emission spectrometers from their own laboratories. Furthermore, a microstructure analysis of the sample surface was carried out to verify the microstructural homogeneity of the samples. The data statistic treatment, based on the ISO Guide 35 standard, and the microstructure analysis prove that it is possible to certify, technically, the content of the elements carbon, silicon, manganese, phosphorous, sulfur, chromium, nickel, molybdenum, aluminum, tin, copper in the reference materials.

As características de conformação do aço inoxidável austenítico 304 em ensaios de compressão axial no intervalo de temperatura de 20-300 oc e velocidades de deformação de O, 1 s-1 e 10,0 s-1 foram estudadas com a finalidade de caracterizar o escoamento plástico estável e instável. A temperatura de conformação afeta a transformação austenita-martensita. A martensita induzida por deformação é a responsável pela instabilidade de escoamento em ensaio a baixas temperaturas ( < 100 °C). Próximo a 200 oc a instabilidade deve-se ao envelhecimento dinâmico por deformação. Em vista da ocorrência desta instabilidade é preferível a conformação a 300 oc com velocidades de deformação baixas, não havendo problemas de tolerância dimensional. Também foi quantificado o fator de atrito para ensaios com lubrificante e sem lubrificante. Estes parâmetros foram avaliados mediante modelos matemáticos e modelamento físico. / The deformation characteristics of 304 stainless steel in axial compress10n at temperature range of 20-300 oc and strain rate from 0.1 to 10.0 s-1 have been studied with the aim of characterizing the estable and unstable plastic flow. The working temperature affects the austenite-martensite transformation. The formation of martensite induced by plastic deformation was responsible for flow instabilities at low temperatures (<100 °C). Near 200 oc the flow instabilities are due to dynamic strain aging. In view of the occurrence of these instabilities, the working temperature of 300 °C is preferable, having no problems of dimensional tolerance. lt was also quantified the friction factor by ring test with lubricant and without lubricant. These parameters have been evaluated through mathematical models and physical modeling.

A composição química dos aços é de fundamental importância para suas propriedades mecânico-metalúrgicas. Durante o processo de fabricação de ligas metálicas, faz-se normalmente uso do espectrômetro de emissão óptica para a determinação da composição química. Este equipamento é capaz de fornecer uma análise multielementar em um intervalo de tempo muito pequeno, permitindo, assim, possíveis correções necessárias para obtenção da composição química final desejada antes do vazamento. Esta ferramenta tem como princípio de funcionamento a análise comparativa, necessitando de materiais de referência, também chamados padrões, para sua recalibração. A principal característica destes materiais de referência é sua homogeneidade em termos de composição química e física. O presente trabalho tem a finalidade de analisar a metodologia adotada para produzir padrão de referência de um aço AISI/SAE 1020 através de um programa interlaboratorial. As amostras foram obtidas por meio de um tarugo proveniente de um processo de lingotamento contínuo, que foi tratado termo-mecanicamente por processos de laminação, forjamento e usinagem antes da obtenção das amostras propriamente ditas. Após uma análise prévia da superfície das amostras, estas foram distribuídas aos integrantes do grupo analítico e analisadas nos espectrômetros de emissão óptica existentes nos seus próprios laboratórios. Foi realizada, ainda, uma análise metalográfica da superfície das amostras para que fosse verificada a homogeneidade microestrutural das amostras. O tratamento estatístico dos dados, baseado na norma ISO Guide 35, e a análise metalográfica comprovam que é possível certificar tecnicamente os teores dos elementos carbono, silício, manganês, fósforo, enxofre, cromo, níquel, molibdênio, alumínio, estanho e cobre nos materiais de referência. / The chemical composition of steel is extremely important for its mechanical and metallurgical properties. During the processing of metallic alloys, an optical emission spectrometer is used to determine the chemical composition. This equipment is able to give a multielementar analysis in a very short time interval, enabling corrections that may be necessary to obtain the final chemical composition of the casting. The working principle of this tool is the comparative analysis that needs standards, also called reference materials for its calibration. The main characteristic of these reference materials is their homogeneity in terms of physical and chemical properties. The present work aims to analyze the methodology adopted to produce the reference pattern of an AISI/SAE 1020 steel, through an interlaboratorial program. The samples were obtained from billets, which were produced via continuous casting process. Before obtaining samples the billets passed through rolling, forging and machining processes. After a previous analysis of the sample surface, the samples were distributed to the members of the analytical group, who analyzed them on the optical emission spectrometers from their own laboratories. Furthermore, a microstructure analysis of the sample surface was carried out to verify the microstructural homogeneity of the samples. The data statistic treatment, based on the ISO Guide 35 standard, and the microstructure analysis prove that it is possible to certify, technically, the content of the elements carbon, silicon, manganese, phosphorous, sulfur, chromium, nickel, molybdenum, aluminum, tin, copper in the reference materials.

As características de conformação do aço inoxidável austenítico 304 em ensaios de compressão axial no intervalo de temperatura de 20-300 oc e velocidades de deformação de O, 1 s-1 e 10,0 s-1 foram estudadas com a finalidade de caracterizar o escoamento plástico estável e instável. A temperatura de conformação afeta a transformação austenita-martensita. A martensita induzida por deformação é a responsável pela instabilidade de escoamento em ensaio a baixas temperaturas ( < 100 °C). Próximo a 200 oc a instabilidade deve-se ao envelhecimento dinâmico por deformação. Em vista da ocorrência desta instabilidade é preferível a conformação a 300 oc com velocidades de deformação baixas, não havendo problemas de tolerância dimensional. Também foi quantificado o fator de atrito para ensaios com lubrificante e sem lubrificante. Estes parâmetros foram avaliados mediante modelos matemáticos e modelamento físico. / The deformation characteristics of 304 stainless steel in axial compress10n at temperature range of 20-300 oc and strain rate from 0.1 to 10.0 s-1 have been studied with the aim of characterizing the estable and unstable plastic flow. The working temperature affects the austenite-martensite transformation. The formation of martensite induced by plastic deformation was responsible for flow instabilities at low temperatures (<100 °C). Near 200 oc the flow instabilities are due to dynamic strain aging. In view of the occurrence of these instabilities, the working temperature of 300 °C is preferable, having no problems of dimensional tolerance. lt was also quantified the friction factor by ring test with lubricant and without lubricant. These parameters have been evaluated through mathematical models and physical modeling.

Orientador: Olivio Novaski / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-29T05:31:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_FranciscoElicivaldo_D.pdf: 4884568 bytes, checksum: a7b0bf63faf815e6bcd1c14312cb94df (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho estuda a textura e a integridade superficial de peças tratadas tennicamente. No que se refere à textura, foram analisados o acabamento, considerando os principais parâmetros de rugosidade, e os erros de forma circularidade e cilindricidade. Quanto ao estudo da integridade, este se deteve em analisar a transformação microestrutural e o nivel de tensão residual gerado pelo processo, tanto na superficie quanto em camadas subsuperficiais da peça usinada. O trabalho foi realizado em uma unidade fabril e teve como corpos-de-prova, engrenagens empregadas em transmissões automotivas, de aço ABNT 8620. A máquina-ferramenta empregada para a usinagem das peças foi um centro de tomeamento vertical projetado especialmente para o processo de tomeamento de materiais endurecidos. Utilizou-se como ferramenta, insertos de CBN. Os resultados encontrados mostram que: o processo é capaz de produzir peças que atendem as exigências de projeto das engrenagens, que limita a rugosidade média Ra em 0,4 _m; o erro de forma mantém-se no nivel daquele obtido com o processo de retificação; o calor gerado na superficie da peça usinada foi capaz de produzir uma alteração microestrutural nas camadas superficial e subsuperficial da peça usinada e que, nelas, são geradas tensões residuais de tração e de compressão / Abstract: This work studies the texture and surface integrity of termical by treated workpieces. In surface texture, it had been analyzed the surface finishing, considering the main parameters of surface roughness and the alse cylindricity and circularity. Concerning the study of the surface integrity, this if withheld in analyzing the microstructural hashing and the leveI of residual stress generated by the process, as much in the surface how much in subsurface layers of the machined workpiece. The work was carried through in a manufacturing company and had as workpieces, gears used in automotive' s gear Box of ABNT 8620 steel. The machine tool used in the workpieces machining was a vertical turning center specialy projected for hard materials process turning. It was used as tool, CBN' s inserts. The obtained results shows that the process is able to produce parts that take care of the requirements of design of the gears, that the average roughness Ra in 0.4 mm limits; the error of form is remained in the levei of that one gotten with the grinding process; the heat generated in the surface of the machined workpiece part is able to produce a microstructural alteration in the layers superficial and subsurface of the machined part and generated residual stresses of traction and compression in both of them / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

O presente trabalho trata do estudo das características do projeto de matrizes fechadas para o forjamento a quente de peças axissimétricas com rebarba, com a posterior concepção de um software que auxilia a projetar matrizes de forjamento através de uma seqüência de passos, com a interação do usuário, quando requerido. O trabalho apresenta, na sua parte inicial, uma revisão da metodologia de projeto desse tipo de peça, dando suporte para a elaboração de um programa em linguagem C, que reúne características de baixo custo, alta flexibilidade, facilidade de operação e possibilidade de melhoramentos posteriores. O projeto da matriz de forjamento inicia pelo desenho da peça usinada no computador e segue uma seqüência de passos, como: inclusão de alma central, do sobremetal de usinagem, dos ângulos de saída da peça, dos raios de arredondamento e da zona de rebarba, acompanhados de cálculos importantes como a carga e energia de forjamento, pesos, áreas e volumes. Posteriormente, projeta-se a matriz de moldagem da pré-forma. Todos os dados necessários para o projetista são impressos na forma de relatório para a posterior fabricação das matrizes. / This work presents the description of the design of axisymetric closed dies for hot forging with flash, as well as the conception of a software that aids the design o f dies by means of a sequence of steps, with the interaction of the user, when required. Initially, there is a review of the design methodology about this type of part, which served as base for the software conception in C language. This software was developed to have low cost, great flexibility, userfiiendability and possibility offurther improvements. The design o f forging dies begins with the shape description o f the machined part in the computer and follows this sequence to shape the finishing cavity: add central web, machining allowance, draft angles, comer and fillet radii and flash land. Some important calculations are made, such as the forging load and energy, weights, areas and volumes. Based upon the profile ofthe finishing cavity, the software designs the mould impression (prefonn cavity). All data are printed to pennit die manufacturing.

Este trabalho descreve a obtenção e caracterização de cristais do composto semicondutor III-V-GaSb, crescidos a partir da fase líquida pelo método Czochralski e pela técnica do Líquido Encapsulante (LEC). Na parte experimental, apresenta-se o procedimento utilizado para o crescimento de cristais de GaSb não-dopados e dopados com Alumínio. Faz-se referência ao projeto e a construção de um sistema experimental para a injeção de vibração ultrasônica no banho, através do fundo do cadinho, durante o puxamento dos cristais e dos métodos utilizados na caracterização dos mesmos. Utiliza-se a técnica metalográfica por ataques químicos seletivos para o estudo dos defeitos de crescimento resultantes do método utilizado. Os resultados indicam que o Al utilizado como dopante em GaSb segrega preferencialmente pp o líquido (kef> 1), reduz a densidade de discordância no cristal e o ultra-som injetado no banho tem influência nas estrias rotacionais do mesmo. Dos reagentes químicos testados, nos cristais de GaSb dopados com Al, para a caracterização dos defeitos de crescimento, o que apresentou o melhor desempenho e a maior seletividade foi o reagente H2SO4 + H2O2 diluído ou não, em água deionizada. Os defeitos típicos observados nos cristais crescidos por LEC foram discordâncias, estrias rotacionais e precipitados. / This work describe the procedure used in the growth and characterization of GaSb compound semiconductor III-V with the Liquid Encapsulated Czochralski (LEC) technique. ln the crystal growth experiments doped and undoped GaSb crystals were obtained. The design and construction of the experimental apparatus to introduction of the ultrasonic vibration into the melt during the crystal growth is described. The crystals have been characterized by atomic absorption analysis, macrografic and micrografic examinations, microhardness tests, and electricalmeasurements. The results show that the effective coefficient distribution of Al in GaSb, is bigger that one (kef > 1). The etch pit densities were lower at the top than at the bottom of as-grown crystals and could be reduced through doping with Al. The ultrasonic vibration on the melt have affected the rotational striations in the crystals. The etching solution of H2O2 + H2SO4 diluted or not in water, has demonstrated the best performance for revealing typical defects in as-grown GaSb crystals.