Graduation theses consist of two parts. The first one, theoretical is focused on piece of knowledge regarding nodular iron history, its mechanical properties, chemistry, production and heat treatment. Theoretical part also includes information relating to graphite and white irons that relate closely with nodular iron. Important chapter is description of isothermal refining which is the subject of these theses. The second, experimental part is focused on isothermal refining of nodular iron casting. Description of the casting introduces this section, material specification, production and application. Following chapters describe preliminary conditions for isothermal refining that is applied on every single specimen made of the casting. These specimens have been tested mechanically. Optimal procedure of isothermal refining is applied on whole the casting and characterized final mechanicals. Final mechanical properties after casting isothermal refining has been analyzed and confronted with literature.

INTRODUÇÃO: Não há tratamento ideal para o bócio multinodular (BMN). A cirurgia é o método mais utilizado, por proporcionar uma redução imediata do volume tiroidiano (VT), dos sintomas compressivos e permitir um diagnóstico histológico definitivo. O iodo radioativo (I¹³¹) é considerado uma excelente opção terapêutica em situações de contra-indicação cirúrgica ou recusa do paciente a este método. Entretanto doses elevadas de I¹³¹ são utilizadas para obtenção de resultados satisfatórios na redução do VT. Esta estratégia leva a uma maior exposição dos pacientes à radiação ionizante e a um maior custo devido à necessidade de internações. Administração prévia do TSH humano recombinante (rhTSH) ao I¹³¹ no tratamento do BMN, permite a utilização de doses menores deste radiofármaco, obtendo resultados satisfatórios na redução do VT e em menor tempo. Porém esta associação pode acentuar efeitos colaterais descritos neste tipo de terapia. OBJETIVOS: Avaliar a efetividade e segurança de pequenas e diferentes doses do estímulo prévio do rhTSH ao I¹³¹ em dose fixa, no tratamento do BMN. PACIENTES e MÉTODOS: Trinta portadores de BMN foram divididos em três grupos de 10 pacientes. Os pacientes do grupo I foram estimulados previamente com 0,1 mg de rhTSH ; Os pacientes do grupo II com 0,01 mg e o grupo III foi caracterizado como controle. Todos os participantes do estudo foram submetidos à mesma dose terapêutica de I¹³¹. As variáveis medidas foram: captação do I¹³¹ às 24 horas; VT e a menor área seccional transversal da traquéia (MATT) avaliados através da ressonância magnética (RM), antes, 2, 7, 180 e 360 dias, após o tratamento; dosagens seriadas de T3 total, T4 livre, TSH e anticorpos anti-tiroidianos. RESULTADOS: Após seis meses da terapia actínica houve redução no VT de 30,3 ± 16,5 % no grupo I, 22,6 ± 14,5 % no grupo II e 5,0 ± 14,6 % no grupo controle (p=0,01). Aos 12 meses de seguimento o VT reduziu 39,2 ± 16,9 % no grupo I, 38,8 ± 24,4% no grupo II e 23,4 ± 23,59 % no grupo controle (p=0,205). Houve elevação dos níveis dos hormônios tiroidianos e consequente redução das medidas de TSH nos primeiros trinta dias de maneira similar entre os grupos, porém em valores não considerados como tireotoxicose na maioria dos pacientes. Após doze meses do I¹³¹, oito pacientes desenvolveram hipotiroidismo, sendo três no grupo I, três no grupo II e dois no grupo placebo, não havendo diferença estatística entre os grupos. Os níveis de anticorpos antitireoglobulina (AATg) elevaram-se no sexto mês do estudo e retornaram aos níveis basais aos doze meses. Os níveis de anticorpos antitireoperoxidase (ATPO) foram mais elevados no grupo I que nos demais ao final do estudo. Não houve alteração significativa do VT e da MATT durante a primeira semana após o I¹³¹, em nenhum dos grupos estudados. CONCLUSÕES: O estímulo prévio do rhTSH a uma dose fixa de I¹³¹ levou a uma redução maior e mais significativa do bócio aos 6 meses de tratamento, que o uso isolado do I¹³¹. Após 12 meses esta tendência se manteve, entretanto sem significância estatística. / BACKGROUND: There is not an optimal treatment for multinodular goiter (MNG). Surgery is the main therapeutic option because it decreases thyroid volume, reduces compression symptoms and provide histological diagnosis. Radioiodine (131I) is an efficient therapeutic option for the treatment of MNG mainly when surgery is not indicated or when the patient refused it. However, high activities of 131I are frequently required for clinically significant results. This procedure increases the body radiation exposure and the hospitalization costs. Recombinant human TSH (rhTSH) allows a reduction in the administered activity of ¹³¹ I with effective thyroid volume (TV) reduction. However, this combination therapeutic can increase collateral effects. OBJECTIVE: To evaluate the efficacy and safety of low and intermediate doses of rhTSH compared to placebo, associated with a fixed activity of 131I in MNG treatment. PATIENTS and METHODS: Thirty patients with MNG received 0.1 mg of rhTSH (group I, n=10), 0.01 mg of rhTSH (group II, n=10), or placebo (control group, n=10). After 24 hours, 30 mCi of 131I was given to all patients. Radioactive iodine uptake (RAIU) was determined before and 24 hours after rhTSH. Before and 2, 7, 180 and 360 days after the TV was measured by magnetic resonance image (MRI). The smallest cross-sectional area of traqueal lumen (Scat) was also measured with MRI before, 2 and 7 days after treatment. Antithyroid antibodies, TSH, T3 and free T4 were assessed regularly. RESULTS: After 6 months, the decrease in TV was more significant in groups I (30.3±16.5%) and II (22.6±14.5%), than in control group (5.0±14.6%; p=0.01). After 12 months, TV decreased more in group I (39.2±16.9%) and group II (38.8±24.4%) than in group III (23.4±23.59%) but it was not statistically significant (p=0.205). During the first 30 days,total T3 and free T4 increased, without reaching thyrotoxic levels and TSH decreased. After 12 months, 8 patients developed hypothyroidism (3 in group I, 3 in group II and 2 in group III). Anti-thyroglobulin antibodies (anti-TG) titers increased after 6 months and returned to basal levels after 12 months similarly in all groups. There was more patients with anti-thyroperoxidase antibodies ( anti-TPO) titers incresead after 12 months on group I. There was not TV increase after ¹³¹I on the first week ,with or without rhTSH. CONCLUSION: The previous stimulus with rhTSH using a fixed 131I activity lead to a greater and more significant goiter reduction after six months of treatment than 131I alone. After twelve months this tendency was maintained, but without statistic relevance.

Die fokale noduläre Hyperplasie (FNH) ist der zweithäufigste gutartige Lebertumor. Die sonografischen Befunde von 161 Patienten mit FNH wurden retrospektiv ausgewertet. Die FNH erschien lobuliert (94%) und scharf abgrenzbar (85%). In 96% der Fälle war ein zentraler Narbenstern nachzuweisen. Bei Verfettung des umgebenden Leberparenchyms zeigte sich die Raumforderung überwiegend reflexarm. Ein echoarmes Halo wurde in 22% beobachtet; intratumorale Verkalkungen traten in 15% der Fälle auf. Im nativen Doppler erschien die FNH zu 97% als gefäßreicher Herd. Die Tumorarterien wiesen im Mittel einen geringen Widerstand (RI 0,42+/-0,11) bei niedriger Pulsatilität auf (PI 0,57+/-0,20). Die mittlere Differenz zwischen den RI der Tumorarterien und dem der Arteria hepatica communis betrug 0,34+/-0,13. In einer weiteren Studie wurde das Verhalten von 138 FNH unter Einsatz eines Echosignalverstärkers mit der Power-Doppler-Sonographie und 2nd Harmonic Imaging untersucht. Bei 26 Läsionen war die Diagnose von vornherein gesichert, 112 wurden prospektiv als Raumforderung unklarer Dignität untersucht. Die retrospektive Untersuchung zeigte, dass ein charakteristischer Ablauf der Tumorkontrastierung auftritt. Entsprechend dem niedrigen Gefäßwiderstand begann der Mikroblaseneinstrom in die Läsion sehr frühzeitig. In der früharteriellen Phase kontrastierte sich das zuführende Gefäß mit zentrifugaler Auffüllung radspeichenartig angordneter Tumorarterien entlang der Narbensepten. In der Kapillarphase war die Läsion scharf und signalintensiv abzugrenzen. Das Kontrastierungsmaximum lag in der Portalphase. In der prospektiven Untersuchung von 112 unklaren Raumforderungen gelang die Diagnose der FNH nach diesen Kriterien in 94% der Fälle. In den übrigen 6% wurde zumindest eine bösartige Neubildung ausgeschlossen. Die FNH kann unter Einsatz eines Echosignalverstärkers sonographisch ausreichend sicher diagnostiziert werden. Beim Nachweis der kontrastspezifischen Kriterien ist die Biopsie nicht notwendig. Voraussetzung ist ein erfahrener Untersucher. Neben weit geringerer Kosten bei einfacher Handhabung und vertretbarem technischen Aufwand stellt die Vermeidung der Strahlenbelastung durch CT oder Szintigraphie einen Gewinn für die Patienten dar. Ein abwartendes Verhalten bei einer FNH ist gerechtfertigt, da tumorbedingte Beschwerden selten und Komplikationen der Neoplasie rar sind. Zusätzlich kann in der zweiten Hälfte des Lebens von einer spontanen Regression der fokalen nodulären Hyperplasien ausgegangen werden. / Focal nodular hyperplasia (FNH) is the secondmost of the benign liver tumors. The sonografic findings of 161 patients with FNH were retrospectively evaluated. The FNH appeared lobulated (94%) and sharply definable (85%). In 96% of the cases there was to be proven a central starlike scar. In case of a fatty surrounding liverparenchyma the tumor was presented reflex-poor. An echo-poor halo was observed in 22%; intratumorale calcification was present in 15%. In the native Doppler the FNH appeared hypervascular in 97%. The arteries of the tumor pointed on the average a slight resistance (RI 0,42+/-0,11) with low pulsatility (PI 0,57+/-0,20). The difference between the RI of the arteries of the tumor and that of the Arteria hepatica communis amounted 0,34+/-0,13. In a further study the behavior was examined by 138 FNH under employment of a contrastenhancer with the power Doppler sonografie and 2nd Harmonic Imaging. With 26 lesions the diagnosis was from the beginning secured, while 112 tumors of unclear dignity were examined prospektivly. The retrospective investigation showed that a characteristic operational sequence of the tumor contrasting arises. According to the low resistance the micro blister influx began into the lesion very fast. In the early arterial phase the tumor feeding artery contrasted with centrifugal filling and a spokewheel like sign along the fibrotic central scar. In the capillary phase the lesion was to be defined sharply and signal-intensively. The contrast maximum lay in the portal phase. In the prospektive investigation of 112 unclear tumors the diagnosis of the FNH succeeded according to these criteria in 94%. In the other 6% at least a malign new formation was excluded. The FNH can be diagnosed sonografically sufficient under employment of a contrastenhancer. With the proof of the contrast-specific criteria the biopsy is not necessary. An experienced examiner is necessary. Beside far smaller costs with simple handling and justifiable technical expenditure the avoidance of the radiation dose represents a profit by CT or Szintigraphie for the patients. A cautious behavior with a FNH is justified, because tumor-conditioned complaints and complications of neoplasia are rare. Further on a spontaneous involution of focal nodular hyperplasias can be proceeded in the second half of the life.

Investigou-se o efeito do tamanho de grão austenítico na cinética e na morfologia do produto da reação bainítica de um ferro fundido nodular austemperado (FFNA). Foram estudados 3 tamanhos de grão austeníticos, a saber: GG (grão grosseiro), GM (grao mediano); e GR (grao refinado). A condição GR foi obtida pela austenitização rápida de microestruturas martensíticas. A condição GG foi obtida por tratamento de austenitização em duas etapas, de modo a, respectivamente, provocar o crescimento de grão e manter o teor de carbono igual aos das demais condições. Na segunda etapa do tratamento da condição GG ocorreu precipitação de grafita secundária, que acelerou significativamente a taxa de reação bainítica, possibilitando estudar o efeito da.variação na quantidade de interfaces austenita/grafita e austenita/ austenita sobre a cinética e a morfologia da reação bainítica. O refino do grão austenítico acelerou a cinética de reação, aumentou a proporção de ferrita alotriomorfa de contorno de grão, refinou a microestrutura bainítica (ferrita + austenita retida) e melhorou em 14% o limite de escoamento dos FFNA. Finalmente, a predominância de ferrira alotriomorfa na condição mais fina indica que a formação de interfaces incoerentes (mecanismo difusional ao inves de reação displaciva) durante a austenitização rápida da martensita (aquecimento de 100°C/ s). / The effect of austenite grain size on the kinetics and the morphology of the bainitic reaction in an austempered ductile iron (ADI) has been investigated, Three austenite grain sizes were produced: GG (coarse grain), GH (medium grain) and GR (fine grain), The GR condition was obtained by the rapid austenitization of martensitic microstructures The secondary graphite precipitation observed in GG condition strongly accelerated the rate of bainite formation and made possible the study of the effect of austenite/graphite interface on the kinetics of this reaction, The austenite grain refinement also accelerated the bainite precipitation, increased the proportion of grain boundary alotriomorphs ferrite, refined the bainitic microstructure and improved by 14% the yield stress of ADI, The predominance of grain boundary alotriomorphs in GR was associated to the structure of austenite/austenite interface formed during the rapid austenitization of the studied ductile iron at heating rates of 100oC/s. It is suggested that the dominant mechanism of austenitization in this condition is a thermally activated one (not a displacive transformation). The different morphologies of the austenite decomposition used the Duhê\'s morphological system.

Para o correto dimensionamento da maioria dos componentes estruturais é necessário informações sobre a resposta do material quando submetido à fadiga de alto e baixo ciclo, bem como conhecer as propriedades monotônicas (não-cíclicas) e cíclicas dos materiais. Na literatura são encontradas amplas divulgações de dados sobre diversos materiais de engenharia (Ex. SAE J1099 Technical Report on Fatigue Properties). Porém, quando se trata de ferro fundido nodular estas informações são limitadas, sendo assim, visa-se neste trabalho caracterizar as propriedades monotônicas e cíclicas destes materiais em complemento aos trabalhos já publicados na literatura e propor métodos para a estimativa destas propriedades a partir da dureza. Faz-se necessário a proposição de métodos estimativos das propriedades mecânicas destes materiais baseados na dureza devido às suas grandes variações que são inerentes ao processo de fundição. Em um mesmo componente podem existir diferentes classes de ferro fundido, que apesar de possuir a mesma composição química, podem apresentar variações nas propriedades mecânicas devido à formação de diferentes estruturas metalúrgicas que são sensíveis às taxas de resfriamento do material que variam de acordo com as características geométricas da peça que está sendo fundida, principalmente a variação da espessura. Neste estudo a determinação das relações entre as propriedades monotônicas e cíclicas dos ferros fundidos nodulares foram obtidas a partir do tratamento dos dados publicados na literatura levando-se em consideração o índice de qualidade. Foi proposto um modelo contínuo com relação à dureza para a estimativa das propriedades monotônicas, do coeficiente de resistência cíclico e do expoente de encruamento cíclico e para a estimativa das propriedades cíclicas que experimentalmente demonstraram não ter correlação com a dureza foi proposto uma forma discreta, que consistiu na recomendação de valores típicos definidas por faixas de dureza. / For the correct design of the most part of structural components is necessary to have information about the material response under both high cycle and low cycle fatigue, as well as the knowledge of monotonic and cyclic materials properties. In literature a major publication of several engineering material data can be found (e.g, SAE J1099 - Technical Report on Fatigue Properties), but regarding to ductile iron this information is quite limited. Therefore, this work aims to characterize the monotonic and cyclic properties of this material in complementing to the available data in the literature and also make a proposition of methods to estimate this properties from hardness. The mechanical properties estimation model from hardness is relevant to take into account the inherent variations of casting process, which for the same chemical composition can be found different grades in a same part. This fact occurs due to the formation of different metallurgical structures that is influenced by cooling ratio which changes accordingly to geometrical characteristic of the part, especially the thickness variation. In this study the determination of the relation between monotonic and cyclic properties from hardness has been determined from literature data processing taking into account the Quality Index. For monotonic properties, the cyclic strength coefficient and the cyclic strain hardening exponent estimation has been proposed a continuous method based on hardness and for the cyclic properties that experimentally showed to remain independent of hardness has been recommended one set of properties for specific hardness ranges.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ludiere Lucas Toldo Boneti.pdf: 5901766 bytes, checksum: 4f1a93e8f2d24f82e2576b7891703690 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / The present study aimed to evaluate the influence of the austempering heat treatment parameters on microstructure and mechanical properties of a ductile cast iron produced in industrial conditions, containing 3.59% carbon, 2.68% silicon, 0.46% copper (in wt%) and a carbon equivalent of 4.50%. The material was produced in a foundry located in the southwest region of Parana state, Brazil. The specimens were obtained by casting the alloy into Y-block molds. The austempering heat treatments consisted of pre-heating at 500°C, followed by austenitizing step at 870°C, 900°C and 930°C during 60 minutes. Austempering was carried out in molten metal baths at temperatures of 300°C and 370°C for 30 minutes. Microstructural characterization was carried out by light optical microscopy (LOM) with image analysis, scanning electron microscopy (SEM-FEG) and X-ray diffraction with Rietveld refinement. The mechanical properties were evaluated by tensile and Vickers hardness tests. The as-cast microstructure displayed a very heterogeneous microstructure, characterized by the presence of regions with graphite flotation and carbide containing intercellular regions. The graphite nodules showed low nodularity, of 85%, which was attributed to the fading effect of magnesium alloy. Austempered samples were characterized by the presence of bainitic ferrite, interspersed with retained austenite in films and blocks. The austempering at 300°C resulted in a finer microstructure containing smaller volume fractions of retained austenite. All heat treated samples displayed transformation gradients between graphite flotation and intercellular regions. These gradients affected the mechanical properties, as well as the fracture characteristics. The best results of mechanical properties were obtained in the specimen austenitized at 900°C followed by austempering at 300°C, allowing the ADI produced to fit into a high strength class, according to ASTM A897. The study of fracture surfaces showed a sharp transition between graphite flotation and intercellular regions. The fracture at the vicinity of graphite nodules have occurred by a ductile mechanism, characterized by dimples. It was observed a rapid transition to the cleavage mode at intercellular regions, containing solidification carbides. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência dos parâmetros de tratamento térmico de austêmpera na microestrutura e nas propriedades mecânicas de tração e dureza, em uma liga de ferro fundido nodular produzida em condições industriais. A liga em estudo possui de teor de carbono de 3,59%, silício de 2,68% e adições de 0,46% de cobre, possuindo ainda um carbono equivalente de 4,50%. O material foi produzido em condições industriais, em uma fundição localizada no sudoeste do estado do Paraná. Os corpos de prova para retirada de amostras foram obtidos pelo vazamento da liga em moldes de blocos Y. Os tratamentos térmicos de austêmpera consistiram de pré-aquecimento a 500°C, seguido da etapa de austenitização a 870°C, 900°C e 930°C, por um tempo fixo de 60 minutos. A etapa de austêmpera foi realizada em banhos de metais fundidos, em temperaturas de 300°C e 370°C, durante 30 minutos. A caracterização microestrutural de amostras foi realizada pelas técnicas de microscopia ótica, com análise de imagens, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X, com refinamento pelo método de Rietveld. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de ensaios de tração e dureza Vickers. A liga no estado bruto de fundição apresentou microestrutura bastante heterogênea, caracterizada pela presença de regiões com flotação de grafita e regiões intercelulares contendo carbetos de solidificação. Os nódulos de grafita apresentaram baixo grau de nodularização, de 85%, resultado que foi atribuído ao efeito de fadiga térmica da liga nodularizante. A microestrutura de amostras austemperadas foi caracterizada pela presença de agrupamentos de feixes de ripas de ferrita bainítica, entremeadas por austenita retida, na forma de filmes e blocos. A austêmpera a 300°C produziu microestruturas mais refinadas e com menores frações volumétricas de austenita retida. Em todas as amostras tratadas termicamente, foi observado um gradiente de transformação entre as regiões de flotação de grafita e regiões intercelulares. Estes gradientes afetaram tanto os resultados de propriedades mecânicas, como as características de fratura dos corpos de prova. Os melhores resultados de propriedades mecânicas foram obtidos para a condição de austenitização a 900°C seguida de austêmpera, permitindo enquadrar o ADI em uma classe de alta resistência, segundo a norma ASTM A897. As análises das superfícies de fratura dos corpos de prova de tração mostraram uma mudança nas características de fratura entre as regiões de flotação de grafita e as regiões intercelulares. Nas proximidades dos nódulos de grafita houve predominância do mecanismo de fratura dúctil, caracterizada pela presença de cavidades alveolares (“dimples”), com rápida transição para o modo de fratura por clivagem nas regiões com baixos números de nódulos de grafita, contendo carbetos de solidificação.

O ADI constitui-se no desenvolvimento mais recente na família dos ferros fundidos nodulares. Com o tratamento de austêmpera, consegue-se produzir uma microestrutura única, constituída de ferrita acicular e austenita estável rica em carbono, a ausferrita, proporcionando alta resistência mecânica aliada à ductilidade e tenacidade, além de boa resistência à fadiga e ao desgaste. Neste trabalho estudou-se o efeito dos elementos de liga Cu, Ni e Mo nas propriedades mecânicas e austemperabilidade do ADI. Foram produzidas barras cilíndricas de ferros fundidos nodulares nos diâmetros de Ø2, Ø3 e Ø4 ligadas com Cu, Cu-Ni, Cu-Ni- Mo respectivamente. Os corpos de prova utilizados nos ensaios de tração, impacto e microdesgaste foram retirados a meio-raio das barras. Posteriormente, cada conjunto de corpo de prova foi austenitizado a 890°C durante 2 horas, sendo em seguida submetido a uma condição de tratamento de austêmpera específica, combinando temperaturas de austêmpera de 300 e 360°C e tempos de 1, 2, 3 e 4 horas. Realizou-se análises microestruturais ópticas e por microscopia eletrônica de varredura para correlacionar propriedades mecânicas com a microestrutura. Na análise de austemperabilidade, as barras cilíndricas foram austemperadas para verificar a variação de microestrutura em função do raio da barra. Verificou-se que a temperatura de austêmpera exerce forte influência na microestrutura do ADI e consequentemente nas propriedades de tração, ductilidade, tenacidade e resistência ao desgaste. Nos tratamentos a 300°C obteve-se uma microestrutura mais refinada, com maior quantidade de ferrita acicular, responsável pela maior resistência mecânica e resistência ao desgaste; enquanto que no tratamento realizado a 360°C obteve-se uma microestrutura mais grosseira, com maior quantidade de austenita estável, responsável pela melhor ductilidade e tenacidade. Nos tempos de austêmpera analisados, não ocorreram variações significativas nas microestruturas e propriedades mecânicas. A resistência mecânica e a tenacidade decresceram com a adição de Mo, provavelmente devido à segregação deste elemento, mas a resistência ao desgaste a seco e a austemperabilidade foram mais efetivas em comparação com ligas contendo Cu e Cu-Ni. No ensaio de desgaste usando-se lubrificante, o ADI ligado com Cu-Ni austemperado a 360°C apresentou uma resistência ao desgaste um pouco inferior a de um aço 17CrNiMo6 cementado. / The ADI is the most recent development in the nodular iron family. With the austempering treatment, a unique microstructure, consisting of acicular bainite ferrite and stable austenite rich in carbon, named ausferrite is produced. This microstructure provides high mechanical strength combined with ductility, toughness and good fatigue and wear resistances. In this work, the effect of alloying elements Cu, Ni and Mo on the mechanical properties and austemperability of the ADI were studied. To conduct these studies, cylindrical bars with diameters of Ø2\", Ø3\" and Ø4\" were cast with Cu, Cu-Ni and Cu-Ni-Mo alloying, respectively. The samples were then manufactured by removing specimens from the bar midradius position. Subsequently, each set of the samples was austenitized at 890°C for 2 hours, and then subjected different conditions of austempering treatment. These treatments were developed by combining austempering temperatures of 300 and 360°C with austempering times of 1, 2, 3 and 4 hours. Microstructural analysis was carried out using optical and scanning electron microscopy to correlate mechanical properties with the microstructure. In the austemperability analysis, cylindrical bars were austempered (at 360°C for 3 hours) to correlate microstructure and radius. The experimental results showed that the austempering temperature exerts strong influence on the ADI´s microstructure and consequently on the mechanical properties. The austempering temperature of 300°C produced the best results, a refined microstructure, with a greater amount of acicular ferrite, responsible for greater strength and wear resistance. The austempering temperature of 360°C produced a coarse microstructure, with larger amount of austenite and responsible for better ductility and toughness. The austempering times used in this work did not produce significant variations in the properties and microstructures. Regarding alloying elements, the mechanical strength and toughness decreased with the addition of Mo, probably due to the segregation of this element, but the wear resistance and austemperability were more effective when compared with the alloys containing Cu and Cu-Ni. In the lubricated wear test, the ADI alloyed with Cu-Ni and austempered at 360°C presented a wear resistance only a fraction lower than a cemented 17CrNiMo6 steel.

INTRODUÇÃO: Não há tratamento ideal para o bócio multinodular (BMN). A cirurgia é o método mais utilizado, por proporcionar uma redução imediata do volume tiroidiano (VT), dos sintomas compressivos e permitir um diagnóstico histológico definitivo. O iodo radioativo (I¹³¹) é considerado uma excelente opção terapêutica em situações de contra-indicação cirúrgica ou recusa do paciente a este método. Entretanto doses elevadas de I¹³¹ são utilizadas para obtenção de resultados satisfatórios na redução do VT. Esta estratégia leva a uma maior exposição dos pacientes à radiação ionizante e a um maior custo devido à necessidade de internações. Administração prévia do TSH humano recombinante (rhTSH) ao I¹³¹ no tratamento do BMN, permite a utilização de doses menores deste radiofármaco, obtendo resultados satisfatórios na redução do VT e em menor tempo. Porém esta associação pode acentuar efeitos colaterais descritos neste tipo de terapia. OBJETIVOS: Avaliar a efetividade e segurança de pequenas e diferentes doses do estímulo prévio do rhTSH ao I¹³¹ em dose fixa, no tratamento do BMN. PACIENTES e MÉTODOS: Trinta portadores de BMN foram divididos em três grupos de 10 pacientes. Os pacientes do grupo I foram estimulados previamente com 0,1 mg de rhTSH ; Os pacientes do grupo II com 0,01 mg e o grupo III foi caracterizado como controle. Todos os participantes do estudo foram submetidos à mesma dose terapêutica de I¹³¹. As variáveis medidas foram: captação do I¹³¹ às 24 horas; VT e a menor área seccional transversal da traquéia (MATT) avaliados através da ressonância magnética (RM), antes, 2, 7, 180 e 360 dias, após o tratamento; dosagens seriadas de T3 total, T4 livre, TSH e anticorpos anti-tiroidianos. RESULTADOS: Após seis meses da terapia actínica houve redução no VT de 30,3 ± 16,5 % no grupo I, 22,6 ± 14,5 % no grupo II e 5,0 ± 14,6 % no grupo controle (p=0,01). Aos 12 meses de seguimento o VT reduziu 39,2 ± 16,9 % no grupo I, 38,8 ± 24,4% no grupo II e 23,4 ± 23,59 % no grupo controle (p=0,205). Houve elevação dos níveis dos hormônios tiroidianos e consequente redução das medidas de TSH nos primeiros trinta dias de maneira similar entre os grupos, porém em valores não considerados como tireotoxicose na maioria dos pacientes. Após doze meses do I¹³¹, oito pacientes desenvolveram hipotiroidismo, sendo três no grupo I, três no grupo II e dois no grupo placebo, não havendo diferença estatística entre os grupos. Os níveis de anticorpos antitireoglobulina (AATg) elevaram-se no sexto mês do estudo e retornaram aos níveis basais aos doze meses. Os níveis de anticorpos antitireoperoxidase (ATPO) foram mais elevados no grupo I que nos demais ao final do estudo. Não houve alteração significativa do VT e da MATT durante a primeira semana após o I¹³¹, em nenhum dos grupos estudados. CONCLUSÕES: O estímulo prévio do rhTSH a uma dose fixa de I¹³¹ levou a uma redução maior e mais significativa do bócio aos 6 meses de tratamento, que o uso isolado do I¹³¹. Após 12 meses esta tendência se manteve, entretanto sem significância estatística. / BACKGROUND: There is not an optimal treatment for multinodular goiter (MNG). Surgery is the main therapeutic option because it decreases thyroid volume, reduces compression symptoms and provide histological diagnosis. Radioiodine (131I) is an efficient therapeutic option for the treatment of MNG mainly when surgery is not indicated or when the patient refused it. However, high activities of 131I are frequently required for clinically significant results. This procedure increases the body radiation exposure and the hospitalization costs. Recombinant human TSH (rhTSH) allows a reduction in the administered activity of ¹³¹ I with effective thyroid volume (TV) reduction. However, this combination therapeutic can increase collateral effects. OBJECTIVE: To evaluate the efficacy and safety of low and intermediate doses of rhTSH compared to placebo, associated with a fixed activity of 131I in MNG treatment. PATIENTS and METHODS: Thirty patients with MNG received 0.1 mg of rhTSH (group I, n=10), 0.01 mg of rhTSH (group II, n=10), or placebo (control group, n=10). After 24 hours, 30 mCi of 131I was given to all patients. Radioactive iodine uptake (RAIU) was determined before and 24 hours after rhTSH. Before and 2, 7, 180 and 360 days after the TV was measured by magnetic resonance image (MRI). The smallest cross-sectional area of traqueal lumen (Scat) was also measured with MRI before, 2 and 7 days after treatment. Antithyroid antibodies, TSH, T3 and free T4 were assessed regularly. RESULTS: After 6 months, the decrease in TV was more significant in groups I (30.3±16.5%) and II (22.6±14.5%), than in control group (5.0±14.6%; p=0.01). After 12 months, TV decreased more in group I (39.2±16.9%) and group II (38.8±24.4%) than in group III (23.4±23.59%) but it was not statistically significant (p=0.205). During the first 30 days,total T3 and free T4 increased, without reaching thyrotoxic levels and TSH decreased. After 12 months, 8 patients developed hypothyroidism (3 in group I, 3 in group II and 2 in group III). Anti-thyroglobulin antibodies (anti-TG) titers increased after 6 months and returned to basal levels after 12 months similarly in all groups. There was more patients with anti-thyroperoxidase antibodies ( anti-TPO) titers incresead after 12 months on group I. There was not TV increase after ¹³¹I on the first week ,with or without rhTSH. CONCLUSION: The previous stimulus with rhTSH using a fixed 131I activity lead to a greater and more significant goiter reduction after six months of treatment than 131I alone. After twelve months this tendency was maintained, but without statistic relevance.

In geschichteten Reservoiren mit geringer Matrix-Permeabilität kontrollieren überwiegend Bruchsysteme den Fluidtransport. In Kalk-Mergel-Wechselfolgen sind allerdings die vertikale Kluftausbreitung sowie die Vernetzung der Kluftsysteme zwischen den unterschiedlichen Schichten sehr variabel, was schließlich die Permeabilität in diesen bruchkontrollierten Reservoiren erheblich beeinflusst. Innerhalb einer Schichtfolge führen diverse sedimentologische Merkmale (z.B. sedimentäre Schichtung und diagenetische Bankung) zu kontrastreichen Gesteinseigenschaften und wirken somit als Spannungsbarrieren. Spannungsbarrieren, wie beispielsweise lithologische Kontakte oder mächtige Mergellagen, können die Kluftausbreitung in geschichteten Gesteinen ebenfalls verhindern und erschweren zusätzlich die Vorhersage potentieller Fluidwege. Aufgrund dessen ist es entscheidend Schichten, die sich mechanisch einheitlich verhalten („mechanische Einheit“) zu finden. Das Ziel dieser Doktorarbeit ist, den Einfluss von sedimentologischen und diagenetischen Merkmalen und petrophysikalischen Eigenschaften vertikaler Kluftausbreitung in Kalk-Mergel-Wechselfolgen der Jurassischen Blue Lias Formation (Bristol Channel Becken, Großbritannien) abzuschätzen, um verschiedenartige Spannungsbarrieren und mechanische Einheiten zu definieren. Zu diesem Zweck wurden sechs Profile untersucht, welche sich durch unterschiedliche morphologische Variationen auszeichnen (d.h. von kalkdominiert zu mergeldominiert). Die Untersuchungen umfassen Kombinationen aus sedimentologischer (z.B. Geländeuntersuchungen, Dünnschliffpetrografie, Rasterelektronenmikroskopie, CaCO3- and Corg-Messungen), quantitativ strukturgeologischer (z.B. Charakterisierung von Kluftsystemen) sowie petrophysikalischer Daten (z.B. Spaltzug- und Druckfestigkeits-, Rückprallhärte- und Porositäts-Messungen). Im Rahmen der quantitativen strukturgeologischen Untersuchungen wurden unter Verwendung einer modifizierten Scanline Methode (Durchführung einer flächengestützten Kluftanalyse) über 4000 schichtübergreifende Klüfte betrachtet. Generell wird angenommen, dass der Kluftabstand mit zunehmender Bankmächtigkeit zunimmt und die Kluftdichte dementsprechend abnimmt. Diese Studie zeigt jedoch, dass dieser Zusammenhang nur eingeschränkt auf Kalkbänke dieser Abfolgen anwendbar ist und nur auf Schichten mit lateral planaren Oberflächen (wohlgebankte Kalkbänke) übertragen werden kann. Bei Bänken gleicher Mächtigkeit mit allerdings irregulären Oberflächen (semiknollige Kalkbänke) variieren die Kluftabstände innerhalb dieser Bänke beträchtlich. Das bedeutet, die Kluftabstände sind in semiknolligen Kalkbänken eher unregelmäßig wohingegen die Abstände in wohlgebankten Bänken eher regelmäßig sind. Des Weiteren sind in wohlgebankten Kalken ein höherer prozentualer Anteil von schichtgebundenen Klüften (57 %) ausgebildet. Dagegen sind in semiknolligen Kalken ein höherer Anteil nicht-schichtgebundener Klüfte ausgebildet (67 %). Entscheidend für die Kluftausbreitung in geschichteten Gesteinen ist nicht nur die Kluftverteilung der einzelnen Bänke, sondern auch verschiedenartige Spannungsbarrieren, wie beispielsweise lithologische Kontakte, Mächtigkeiten und Heterogenitäten von Mergeln hemmen die Kluftausbreitung. Anhand der vertikalen Kluftstoppung an lithologischen Kontakten und vertikale Kluftausbreitung durch Schichten wurden Spannungsbarrieren identifiziert (schichtgebundene vs. nicht-schichtgebundene Klüfte). Da nicht alle lithologische Kontakte die Ausbreitung von Klüften in geschichteten Gesteinen verhindern, wurde in dieser Studie der Terminus für 50 % Kluftstoppung an diesen Kontakten verwendet („mechanische Grenzflächen“). Zusätzlich wurden bestimmte Mergellagen, die >0.20 m mächtig sind, durch mechanische Grenzflächen begrenzt sind und weniger als 50 % nicht-schichtgebundene Klüfte beinhalten, als „mechanische Puffer“ definiert. Die Charakterisierung des Kluftsystems wird neben der vorherrschenden stark heterogenen Kluftverteilung in der Blue Lias Formation, auch durch eine signifikante Variation des Diagenese-Einflusses von Abschnitt zu Abschnitt erschwert. Beispielsweise wurden in Wales drei Teilprofile genauestens untersucht, welche trotz ihrer räumlich nahen Lage und relativ zeitgleichen Entstehung unterschiedliche sedimentologische und diagenetische Merkmale in Meter- bis Mikrometer-Skalen aufweisen (von früh lithifiziert bis physikalisch kompaktierte Abfolgen). Darüber hinaus sind diese durch unterschiedliche Muster der Kluftstoppung an Kontakten und Kluftausbreitung innerhalb der Bänke charakterisiert. Lithologische Kontakte in diagenetisch beeinflussten Abfolgen sind tendenziell eher graduell und somit keine mechanischen Grenzflächen. Wenn zusätzlich der Unterschied zwischen den CaCO3-Konzentrationen zwischen Kalken und Mergeln niedrig ist, kann die Abfolge als eine mechanische Einheit definiert werden, welches die Kluftausbreitung begünstigen würde. Die Vorhersage der Konnektivität von Kluftnetzwerken ist in lithologisch heterogenen Kalk-Mergel-Wechselfolgen, wie die in der Blue Lias Formation, aufgrund unterschiedlicher Kluftverteilung innerhalb einzelner Bänke, unterschiedliche diagenetische Einfluss und verschiedenartiger Spannungsbarrieren schwierig. Das ist insbesondere für die Charakterisierung der Kluftnetzwerke und ihre Nutzung in Aufschluss-Analogstudien problematisch, welche für die Einschätzung des Fluidtransports in solchen Systemen verwendet wird. Die Ergebnisse dieser Studie sind zur Optimierung der Quantifizierung von Kluftverteilung und -ausbreitung in heterogenen Gesteinsabfolgen entscheidend und präzisieren die Definition mechanischer Einheiten. Diese Definition ist eine wichtige Voraussetzung für die Vorhersage von Kluftpermeabilitäten und folglich entscheidend für Fluidtransportmodelle.

Embargoed until 1 January 2011 / The filamin family act as scaffolding proteins associating with actin filmanents, acting through a highly conserved actin binding domain (ABD). The ABD of the filamins is homologous to that found in other F-actin binding proteins such as dystrophin. Mutations in the filamin A gene cause a wide range of disease symptoms in humans reflecting the diversity of the roles that filamin A has in cell structure and signalling pathways. The diseases fall into two separate phenotypic groups. Periventricular nodular heterotopia (PVNH) generally results from the complete loss of filamin A protein, and affects the central nervous system. The clinically separate otopalatodigital disorders (OPD) spectrum disorders are skeletal disorders and were hypothesised to be gain of function phenotype diseases. At the beginning of this work, there was very little structural data available for the human filamins, and none for the crucial highly conserved actin binding domain. This lack of structural data limited the interpretation of the biochemical and genetic data and constrained our understanding of the disease associated mutations that cluster in this domain. These studies aimed to provide insights into the structure and mechanism of actin binding domains, and thus provide a better understanding of the diseases caused when this domain is mutated. A secondary structural analysis and crystal structures of the wildtype and OPD2 associated mutant ABDs were obtained. The overall fold of the three proteins was equivalent as determined by circular dichroism spectroscopy and x-ray crystallography. The ABD from filamin A E254K showed 3.7 fold increased F-actin affinity, accompanied by a reduced thermostability (of 5.6 °C). Western blotting of OPD2, frontometaphyseal dysplasia (FMD) and PVNH patient fibroblast lysates showed similar levels of filamin A compared to the control cells. In addition the OPD and PVNH patient fibroblasts were able to adhere to fibronectin and migrate with an equivalent rate to control cells. Together these results have allowed correlations to be developed between structure, protein stability, actin affinity, cellular phenotype and the overall clinical phenotype. Showing that, at least in one example, OPD2 may be due to an increased actin affinity providing further evidence for a gain of function mechanism of OPD2.