Thesis (M.S.)--University of Wisconsin--Madison, 1968. / eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:50:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11108.pdf: 32426138 bytes, checksum: e0fd60a0b29703462d6537e5ea445860 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01481.pdf: 5222933 bytes, checksum: 404da01814721acc7363f150cb1a7937 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-08-07T13:57:03Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-08-07T13:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Marcus Nathan Silvestre null (silvestre.nathan@gmail.com) on 2016-08-15T19:33:33Z No. of bitstreams: 1 OBTENÇÃO DA LIGA NITI POR METALURGIA DO PÓ.pdf: 7180947 bytes, checksum: fb85ad122507b1a567ca667e4e2ee8fa (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-17T13:10:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silvestre_mn_me_guara.pdf: 7180947 bytes, checksum: fb85ad122507b1a567ca667e4e2ee8fa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T13:10:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silvestre_mn_me_guara.pdf: 7180947 bytes, checksum: fb85ad122507b1a567ca667e4e2ee8fa (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O nitinol (NiTi) é uma das ligas mais empregadas entre aquelas que apresentam o efeito de memória de forma. A produção da liga por metalurgia do pó é uma alternativa às limitações das ligas fundidas, mas apresenta algumas limitações. O objetivo deste trabalho foi obter a liga NiTi via metalurgia do pó, combinando temperatura e tempo de sinterização para produzir uma liga com baixo volume de fases secundárias e óxidos e a martensita como fase principal à temperatura ambiente. Os pós de níquel e titânio foram pesados na proporção 50,5% Ni - 49,5% Ti (% at) e misturados mecanicamente por 2 horas. A mistura foi compactada uniaxialmente sob três tensões consecutivas: 1000, 750 e 500 MPa, relaxando o sistema em cada carga. Em seguida as amostras foram sinterizadas a 930°C, por períodos de 20, 30, 40 ou 50 horas. Após a determinação da melhor rota de sinterização, as amostras foram submetidas à deformação mecânica a quente, utilizando deformações reais de 31% ou 98%. As amostras foram submetidas a alguns tratamentos térmicos: o recozimento foi realizado a temperaturas de 500 °C e 700 °C e a solubilização a 930 °C. A caracterização das amostras foi realizada por microscopia óptica e MEV, difração de raios X, calorimetria exploratória diferencial e ensaio de microdureza. Em relação à rota de sinterização, o melhor resultado foi obtido utilizando-se tempo de sinterização de 50 horas, com a fase martensítica predominante e ausência de pó residual. As fases intermetálicas secundárias observadas foram Ni3Ti e Ni4Ti3. A densidade das amostras sinterizadas não variou significativamente com o tipo de compactação ou tempo de sinterização. A temperatura de transformação de fase martensítica foi satisfatória para o processo. Em relação à conformação mecânica, o valor de densidade aumentou significantemente, como o esperado. Com o recozimento das amostras, a microestrutura não foi alterada, entretanto os intermetálicos se formaram. Os valores de dureza nas amostras são consideravelmente altos para a composição utilizada e estão relacionados à contaminação por oxigênio, à precipitação da fase Ni4Ti3 e à presença de austenita. / Nitinol (NiTi) is one of the most used alloys that exhibit the shape memory effect and powder metallurgy is an alternative to overcome the casting limitations, but some details need to be checked. The aim of this work is to obtain NiTi by powder metallurgy, determining the best combination of sintering time and sintering temperature to produce an alloy with low volume fraction of secondary intermetallic phases and oxides and martensite as the main phase at room temperature. Ni and Ti elemental powders were weighted in order to get the 49.5% Ti – 50.5%Ni (% at) composition and mechanically mixed for 2 hours. The mixed powder was then uniaxially die compacted under the following condition: 1000 MPa, 750 MPa and 500 MPa. After every stress was applied, the system was relaxed. The sintering was performed under an argon atmosphere at 930°C for: 20, 30, 40 and 50 hours. After determining the best sintering route, hot rolling was applied to the samples, using real deformation of 31% and 98%. The samples were submitted to heat treatments: annealing was performed at 500 °C and 700 °C and solubilization was performed at 930 °C. The samples were characterized using optical microscopy, scanning electron microscope, x-ray diffraction and differential scanning calorimetry (DSC). The best route obtained was 50 hours of sintering time, which resulted in the lowest volume of secondary intermetallic phases and no unreacted powder. The intermetallic phases formed were Ni3Ti and Ni4Ti3. The density did not vary with the type of compacting or sintering time. The start temperature of martensite transformation was considered reasonable regarding the process used. After hot rolling, the microstructure did not change significantly. The phases detected after rolling were the same detected previously. About the heat treatments, after the aging the microstructure remained unchanged, but intermetallic phases precipitated. The hardness values obtained were considerably high for the composition used and were attributed to the oxygen contamination, Ni4Ti3 precipitation and the presence of austenite.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:50:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11108.pdf: 32426138 bytes, checksum: e0fd60a0b29703462d6537e5ea445860 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01481.pdf: 5222933 bytes, checksum: 404da01814721acc7363f150cb1a7937 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-08-07T13:57:03Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-08-07T13:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O interesse crescente no desenvolvimento de biomateriais com superfície porosa para aplicações dentárias decorre do suporte propicio ao crescimento do tecido ósseo, aumentando a adesão entre o tecido e material, favorecendo a osteointegração. O titânio pode ser considerado um ótimo material para implantes dentários, pela sua excelente biocompatibilidade, elevada resistência à corrosão e combinação de alta resistência com baixa densidade. Contudo, a alta reatividade do metal no estado líquido acaba dificultando a fabricação de implantes por fundição, sendo a metalurgia do pó composta por técnicas que permitem a obtenção de peças em temperaturas menores de processamento (estado sólido) e com módulo elástico próximo ao do tecido ósseo. O objetivo deste trabalho foi avaliar amostras porosas obtidas pela Metalurgia do Pó (MP) convencional. Inicialmente o pó de titânio comercialmente puro (Ti-cp) obtido pelo processo de hidretação-dehidretação (HDH), foi compactado em matriz uniaxial e sinterizado a vácuo em duas temperaturas,1100 e 1150°C/1h. As amostras sinterizadas foram caracterizadas quanto à densidade, porosidade, microestrutura ( microscopia óptica - MO e microscopia eletrônica de varredura - MEV), fases cristalinas (difração de raios - X - DRX), propriedades mecânicas (microdureza e ensaio de flexão em três pontos), comportamento eletroquímico (potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização anódica) e o ensaio de imersão foram empregados nas amostras obtidas por (MP) e no titânio fundido. Os resultados indicaram morfologia angular, distribuição granulométrica com média de 45 μm, além de densidade aparente e escoabilidade baixas. Foram obtidas amostras com porosidade de aproximadamente 33% e poros interligados dentro de uma faixa de tamanho de 110 140 μm. As análises por MEV e DRX das amostras sinterizadas indicaram a presença de fase α e poros. As amostras sinterizadas a 1150°C revelaram melhor comportamento mecânico em relação as amsotras sinterizadas a 1100°C. As análises eletroquímicas indicaram a elevada resistência a corrosão do titânio fundido, seguida pela amostra sinterizada 1100°C e finalmente das sinterizadas a 1150°C, quando imersas em solução da saliva artificial. O EDS foi executado para verificar a deposição de elementos na superfície. Testes de citotoxicidade demonstraram que o pó e as amostras sinterizadas não apresentaram qualquer efeito tóxico em culturas celulares. As amostras sinterizadas à 1100°C possuiam grau de porosidade e tamanho de poros que favoreceram o crescimento do tecido ósseo, além do módulo de elasticidade próximo ao tecido ósseo e foram mais resistentes a corrosão na solução simuladora. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Ceramic-metal matrix composites produced by powder metallurgy provide a solution in engineering applications where materials with high wear resistance are required. In the mining industry, the wear of materials is a crucial and widely recognized industrial problem as over 50 % of components fail as a result of wear damage. Increasing the wear resistance of these components will contribute to a reduction in maintenance and thereby increase efficiency. In this present research, SS316L-50wt.% Al2O3 composites were fabricated using the powder metallurgy route. The effects of the powder metallurgy processing parameters were studied. The produced cermet composites were characterized with respect to microstructure, density, hardness and toughness. Furthermore, the wear behavior of the composites was studied using pin-on-disc testing under dry sliding conditions. The produced test results were used to improve existing wear models, particularly the Wayne’s model. The highest hardness of 1085.2 HV, the highest density of 94.7 % and the lowest wear rate of 0.00397 mm3/m were obtained at a milling speed of 720 rpm, a compaction pressure of 794.4 MPa and sintering at 1400 °C in an argon atmosphere. Compared to commercial SS316 and fabricated SS316L, the composites had 7.4 times and 11 times lower wear rate, respectively. However, it is shown that using better densification methods such as hot isostatic pressing (HIP) or hot pressing can further substantial enhanced densification and improve of the composites wear resistance. Similar to its effects of the strength and the toughness, the remaining porosity was found to substantially affect the wear resistance of the sintered composites. Therefore, the porosity was used to correct the abrasion parameter in the first step of wear model improvement. The porosity represented a further consideration of the microstructure in addition to the reinforcement particle size introduced earlier by Wayne. In a second model improvement step, the test conditions were introduced in the wear resistance calculation. This model allowed the prediction of corrected wear resistance values that are characteristic of the individual test materials and are widely independent of wear test conditions. The coefficient of correlation of the model was 0.91 with respect to Wayne's data and wear test results from this study, and was 0.66 after generalization to a large range of wear data measured on multiple materials tested under varying test conditions. This opens a potential avenue for a model-based assessment of the wear resistance of novel materials as well as changes that can be expected under different wear conditions.

Developing a multi-scale math-based model for powder metallurgy (PM) component design and performance prediction requires experimental calibration and validation. Monotonic tension, compression and torsion tests were performed at various porosity and temperatures to obtain the set of plasticity and damage constants required for model calibration. Uniaxial fatigue experiments were performed to determine the constants required for capturing the low cycle and high cycle fatigue characteristics of a PM steel. Tension tests on two different Bridgman notched specimens were undertaken to study the damage-triaxiality dependence for model validation. Validation of the model is further being performed by monotonic component testing using PM bearing caps. Fracture surface analysis was performed using Scanning Electron Microscopy (SEM) to quantify the void nucleation and void sizes of the different specimens. The developed model will be used for optimizing component performance and design for PM parts.