Corpos-de-prova de nitreto de silício reforçado com um concentrado de terras raras (obtido a partir da calcinação de um carbonato de terras raras, com alta concentração de ítrio) e nitreto de alumínio foram prensados isostaticamente a frio e sinterizados sem pressão assistida em atmosfera de nitrogênio. A relação entre matriz de nitreto de silício e aditivos foi variada de maneira a serem obtidas quatro composições diferentes. Os corpos-de-prova foram ensaiados quanto a sua fluência por compressão em atmosfera normal. As taxas de fluência secundária foram correlacionadas com a composição dos corpos de prova. A análise da composição criatalográfica e química, e a análise de microestrutura das peças sinterizadas foram realizadas por meio de difratometria de raios X, microscopia eletrônica de transmissão e microscopia eletrônica de varredura. Uma mudança de fases ocorre após tratamento térmico das amostras. Esta mudança está associada à alteração em composição das fases intergranulares, provocada pela difusão dos elementos que compõem as terras raras, com a subsequente cristalização das fases vítreas remanescentes. A amostra com menor teor de Si3N4 apresentou a fase intergranular cristalina Y2Si2O7 na sinterização, demonstrando a potencialidade do CTR na formação desta fase, quando utilizado em quantidade suficiente. As demais composições não apresentaram fases intergranulares cristalinas na sinterização, pelo menos ao nível de resolução dos difratômetros de raios X empregados. Já após o tratamento térmico, simulando as condições a que estariam sujeitas as amostras durante a fluência, a composição com menor concentração de Si3N4 apresentou a fase intergranular refratária Yb2Si2O7, originária do concentrado de terras raras, promovendo para esta mistura o maior valor de resistência à fluência, dentre as composições analisadas. As imagens por microscopia eletrônica de transmissão, além de mostrarem os grãos prismáticos hexagonais do nitreto de silício, confirmam a presença destas fases intercristalinas distribuídas na matriz de forma dispersa, escurecidas em função do alto número atômico dos elementos que as compõem, à base de terras raras. Seria necessária a utilização de microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução, para possibilitar a visualização de fases vítreas intergranulares para essa composição. As análises por EDS nas amostras que apresentaram melhor desempenho a temperaturas elevadas (75% de Si3N4) mostraram, nas diversas regiões analisadas, concentração dos elementos Al, Si, Y e Yb, e concentrações mínimas dos contaminantes Fe e Ca. As amostras com pior desempenho em fluência mostram presença mais acentuada dos referidos contaminantes, reconhecidamente prejudiciais às propriedades mecânicas do Si3N4 em temperaturas elevadas. Os valores do expoente de tensão (n) próximo à unidade nas amostras analisadas indicam que o material se deforma de maneira contínua durante a fluência, com tensões localizadas atuando como forças motrizes para ativação do mecanismo de solução-reprecipitação do Si3N4, controlado pelas taxas das reações de solução-reprecipitação nas interfaces cristal-fase vítrea, ou pela taxa de transporte através da fase intergranular. Os resulatdos experimentais obtidos permitem considerar o concentrado de terras raras em conjunto com AIN como aditivos adequados para preparação de peças sinterizadas de Si3N4 com resistência sensível à fluência compressiva em atmosfera normal. A fase intergranular formada possui propriedades de resistência mecânica, química e à oxidação, potencialmente úteis para aplicações em temperaturas elevadas.

O uso de materiais compósitos poliméricos na construção de aeronaves é cada vez mais intenso. Com isto, a possibilidade de ocorrer uma falha em serviço de uma peça fabricada com este material torna-se cada vez maior. A análise de falhas de materiais compósitos ainda é um tema pouco explorado, principalmente no Brasil, porém tem se tornado cada vez mais importante, em apoio à área de prevenção e investigação de acidentes aeronáuticos. Este trabalho visa caracterizar as fraturas de laminados de fita unidirecional de fibra de carbono de módulo intermediário com resina epóxi modificada, tipo 8552, em ensaios mecânicos de tração longitudinal e transversal e cisalhamento interlaminar. Parte das amostras de laminados foi submetida ao condicionamento higrotérmico, em situação de temperatura e umidade controladas, de modo a determinar a influência desses parâmetros nas propriedades mecânicas e na fratura dos laminados. Foram também estudadas algumas famílias de laminados cruzados de fibras de carbono com os sistemas de resinas epóxi F155 e F584 e tecidos de fibras de aramida e vidro, impregnados com os sistemas epóxi F155 e F161, respectivamente. Estas famílias foram ensaiadas em tração e compressão. As observações das fraturas das amostras ensaiadas mecanicamente foram realizadas com o auxílio da microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica e estereoscopia. A comparação dos resultados mostra que o condicionamento higrotérmico afeta de maneira significativa a resina, com pouca influência nas fibras e na interface fibra/resina. As fraturas, em geral, apresentam pouca diferença em função do condicionamento. A fratura das amostras ensaiadas em tração longitudinal é a que apresenta os aspectos mais interessantes do ponto de vista fractográfico. As amostras não submetidas ao condicionamento higrotérmico (amostras secas) revelam a importância da rigidez da fibra na fratura. A comparação das superfícies de fratura, obtidas sob um mesmo ensaio mecânico, mostra que as fibras menos rígidas apresentam maior influência na fratura. O tipo e o arranjo do reforço também apresentam influência nas superfícies de fratura dos laminados ensaiados mecanicamente.

A indústria aeronáutica utiliza dezenas de ligas metálicas na fabricação de aeronaves e seus equipamentos, que necessitam estreitos e restritos padrões de segurança e confiabilidade, onde se incluem os da fragilização pelo hidrogênio. O presente trabalho avalia a resistência mecânica do aço AMS 6414 (ABNT - 4340), largamente utilizado na fabricação de trens de aterrissagem. Os corpos-de-prova são confeccionados segundo as normas ASTM-E-8 e ASTM F-519, sendo 50% com entalhe e 50% seu entalhe.O material é tratado para uma dureza de 50,5 a 53,0 HRC (alta resistência). Após tratamento térmico, é submetido à aplicação de cromo duro convencional e cádmio LHE ("Low Hydrogen Embrittlement"), desidrogenação em forno convencional.São levantadas as curvas de resistência à ruptura do aço, utilizando-se tempos de desidrogenação de 8, 12, 16, 19 e 23 horas, à temperatura de 190 5C (devido ao fato de ser a temperatura mais utilizada para este processo na indústria aeronáutica). Os resultados obtidos apontam para perda de resistência mecânica pela possível fragilização pelo hidrogênio, mas também por fadiga térmica do material em determinados intervalos de tempo e temperatura, para o processo de cromo duro.O processo de cádmio LHE apresenta perda de resistência mecânica somente por fragilização provocada pelo hidrogênio. Analisando-se os resultados deste trabalho com os obtidos da literatura (com dureza mais baixa e em ensaio de fadiga por flexão rotativa), conclui-se que os ciclos de produção podem ser reduzidos, mantendo-se o mesmo grau de confiabilidade praticado atualmente.

Devido ao fato de uma das limitações do processo de soldagem por atrito ("Friction Stir Welding - FSW") ser a necessidade da retirada de todo e qualquer acabamento superficial sob a junta (tais como camada anodizada, revestimentos orgânicos e camada "clad"), durante o processo de junção este acabamento superficial pode ser conduzido para o interior da junta, cujas conseqüências previstas são uma considerável queda nas propriedades mecânicas finais e introdução de eletrólitos (redução da resistência à corrosão). Objetivando alcançar a máxima produtividade e redução de peso que este processo de junção pode proporcionar, as juntas de alumínio "clad" 2524-T3 foram intencionalmente unidas de topo pelo processo de soldagem por atrito "Friction Stir Welding". Para tanto, foram projetados dois protótipos de ferramentas, com dimensões e geometrias específicas do pino e "ombro" de modo a minimizar o transporte do alumínio puro (liga 1231) presente nas camadas de "clad" para o interior da junta. Observações metalográficas das juntas FSW produzidas, antes e após os ensaios mecânicos, constataram que houve a condução do "clad" para o interior do metal de solda (região do "nugget"), com conseqüente redução nas propriedades mecânicas. O modo de falha previsto pelas literaturas para a junta FSW, sob esforços mecânicos (estáticos e dinâmicos), é a ocorrência de ruptura entre as zonas termomecanicamente afetada e a termicamente afetada. Neste trabalho, todas as juntas de topo Alclad 2524-T3 unidas por "Friction Stir Welding" romperam no metal de solda ("nugget") após ensaios estáticos (tração) e dinâmicos (vida em fadiga). Análises metalográficas revelam várias faixas de alumínio puro conduzidas pela ferramenta FSW durante a junção, que atuam com planos preferenciais para a nucleação e propagação da trinca de ruptura. De fato, estas faixas de alumínio puro procedentes da camada de "clad" superficial possuem propriedades mecânicas até 30% inferiores ao valor similar no metal de solda ("nugget").

O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização microestrutural e das propriedades mecânicas de diferentes cerâmicas odontológicas para entender sua influência nos parâmetros de crescimento de trinca subcrítico (SCG), n (coeficiente de susceptibilidade ao SCG) e ?f0 (parâmetro escalar), determinados por diferentes métodos. Cinco cerâmicas foram avaliadas: porcelanas VM7 (Vita) e D (d.Sign, Ivoclar), vitrocerâmicas E1 (IPS Empress, Ivoclar) e E2 (IPS Empress 2, Ivoclar) e compósito IC (In-Ceram Alumina, Vita). Espécimes em forma de disco (12 mm x 1 mm) foram confeccionados segundo as recomendações dos fabricantes. A caracterização microestrutural dos materiais foi realizada. A tenacidade à fratura (KIc) foi determinada pelo método da fratura por indentação (IF) e indentation strength. Os parâmetros de SCG foram determinados por fadiga dinâmica (com diferentes taxas de tensão constante), fadiga estática (com diferentes níveis de tensão constante) e fadiga por IF. Os resultados mostraram que todas as cerâmicas constituíram-se de fase vítrea e cristalina, com exceção da VM7, composta somente por fase amorfa. D e E1 apresentaram partículas de leucita, em frações volumétricas iguais a 0,16 e 0,29, sendo que E1 apresentou distribuição homogênea destes cristais, enquanto que D apresentou distribuição heterogênea, formando aglomerados. E2 apresentou cristais alongados de dissilicato de lítio, em fração volumétrica de 0,58, que apresentaram tendência de alinhamento com seu maior eixo alinhado perpendicularmente à direção de compactação, que variou angularmente a partir do ponto de injeção. O compósito IC apresentou-se constituído de cristais de alumina parcialmente sinterizados (65% em volume), infiltrados por vidro de baixa fusão. Independentemente do método, IC apresentou maior tenacidade (2,81 MPa.m1/2), seguido por E2 (1,81 MPa.m1/2) e E1 (0,96 MPa.m1/2) e, por último pelas porcelanas D (0,84 MPa.m1/2) e VM7 (0,67 MPa.m1/2). A deflexão de trincas foi o principal mecanismo de tenacificação dos materiais com partículas cristalinas. Para o ensaio de fadiga dinâmica, o valor de n dependeu do material estudado, ficando entre 17,2 e 31,1. Com relação ao parâmetro ?f0, foram encontrados valores entre 48 e 384 MPa. Para materiais a base de silicato de alumínio e potássio (porcelanas VM7 e D e vitrocerâmica E1), a composição química das fases vítreas dos materiais estudados parece estar relacionada com as diferenças entre os valores de n. O parâmetro ?f0 apresentou correlação com KIc e com a microestrutura, tendendo a aumentar com o aumento da fração volumétrica de cristais. No ensaio de fadiga estática, realizado apenas com D, foram obtidos valores de n e ?f0 respectivamente iguais a 31,4 e 47 MPa, sendo considerados similares aos obtidos por fadiga dinâmica. Ao se compararem os valores de n determinados nos ensaios dinâmico e por IF, nota-se que os materiais com maior volume de fase vítrea (VM7, D e E1) apresentaram valores de n próximos para os dois métodos, ao passo que materiais com maior fração de cristais (E2 e IC), apresentaram maiores discrepâncias entre os valores de n. O ensaio de fadiga por IF também permitiu a determinação dos limites de fadiga (KI0), encontrando-se valores de entre 0,48 e 2,89 MPa.m1/2. / The objective of this study was to determine the mechanical properties and the microstructure of different dental ceramics in order to understand their influence on the slow crack growth (SCG) parameters, n (crack growth exponent) and ?f0, (scaling parameter), determined by different methods. The five ceramics tested were: porcelains VM7 (Vita) and D (d.Sign, Ivoclar), glass-ceramics E1 (IPS Empress, Ivoclar) e E2 (IPS Empress 2, Ivoclar) and composite IC (In-Ceram Alumina, Vita). Disc specimens (12 mm x 1 mm) were prepared according to manufacturers\' instructions. The microstructure of the materials was carried out. The fracture toughness (KIc) was determined by means of the indentation fracture technique (IF) and indentation strength. The slow crack growth parameters were determined by dynamic fatigue test (constant stress rate), static fatigue test (constant stress) and the indentation fracture method. The results showed that all ceramic materials were composed by glassy matrix and crystalline phases, except for VM7 (vitreous porcelain). D and E1 presented leucite particles, in volume fractions of 0.16 and 0.29. For E1, the leucite crystals were homogeneously distributed in the glassy matrix, while in D, leucite formed agglomerates. E2 presented lithium dissilicate crystals (58% in volume) that presented an alignment tendency, with their major axis oriented perpendicularly to the pressing direction, which varied angularly from the injection point. IC presented alumina crystals (65% in volume) partially sintered, infiltrated by a lanthanum glass. Regardless of the method, the fracture toughness values were higher for IC (2.81 MPa.m1/2), followed by E2 (1.81 MPa.m1/2) and E1 (0.96 MPa.m1/2), and were lower for the porcelains D (0.84 MPa.m1/2) and VM7 (0.67 MPa.m1/2). Crack deflection was the main toughening mechanism observed for the ceramics containing crystalline phases. Regarding the dynamic fatigue test, the n values depended on the material, ranging from 17,2 to 31,1. With respect to ?f0, the values obtained for this parameter ranged from 48 e 384 MPa. For the ceramics based on potassium and aluminum silicate (porcelains VM7 and D and glass-ceramic E1), the chemical composition of the glass matrix seems to be related to the differences observed in the n values. The ?f0 parameter presented a positive correlation with KIc and volume fraction of crystalline particles. For the static fatigue test, used only for porcelain D, the n and ?f0 values were, respectively, 31,4 e 47 MPa, considered similar to the ones obtained by the dynamic method. When comparing the crack growth exponents determined by the dynamic and indentation fracture tests, it can be noted that n values for the ceramics with high volume fraction of glassy phase (VM7, D and E1) were similar for both methods, but for ceramics with higher crystalline content (E2 and IC), large discrepancies were observed. The static fatigue limit (KI0) was also determined for the five materials, ranging from 0.48 e 2.89 MPa.m1/2.

Objetivo: avaliar a relação de dependência da tensão de polimerização (TP), grau de conversão (GC), taxa máxima de reação de polimerização (Rpmax), contração volumétrica (CV), módulo de elasticidade (E) e tangente de delta (tan) com o conteúdo inorgânico e proporção de BisGMA:TEGDMA e verificar as possíveis relações de dependência entre a TP e as demais variáveis-resposta. Material e métodos: Foram preparadas vinte formulações, com concentrações de carga de 40, 50, 60 ou 70 % em peso de vidro de bário e proporções molares de BisGMA:TEGDMA de 3:7, 4:6, 5:5, 6:4 ou 7:3. TP (n=7) foi determinada pela inserção do compósito entre bastões de acrílico fixados às garras de uma máquina universal de ensaios e dividindo-se a máxima força de contração registrada pela secção transversal dos bastões. GC e Rpmax foram determinados por espectroscopia no infra-vermelho próximo (n=5). CV foi mensurada em dilatômetro de mercúrio (n=3). E foi obtido através do teste de flexão em três pontos (n=10). Tan foi determinada por nanoidentação dinâmica (n=3). Foram realizadas análises de regressão para avaliar a influência da fração inorgânica e da proporção monomérica nas variáveis estudadas e para avaliar o efeito das variáveis-resposta na determinação da TP. Resultados: Todas as variáveis se mostraram dependentes da concentração inorgânica e conteúdo monomérico. TP, GC e Rpmax foram mais influenciados pela matriz, enquanto que CV, E e tan apresentaram maior efeito da concentração de carga. TP mostrou-se dependente dos fatores CV e GC. Conclusões: a formulação de compósitos com baixa TP deve observar criteriosamente a fração inorgânica e o conteúdo monomérico, sendo o principal desafio encontrar formulações com baixa CV, uma vez que os demais fatores demonstraram não ter influência significativa e o GC do material não deve ser sacrificado com o propósito de reduzir a TP. / Objective: To evaluate the dependence relationship of polymerization stress (PS), degree of conversion (DC), maximum polymerization rate (Rpmax), volumetric shrinkage (VS), elastic modulus (E) and loss tangent (tan) with the inorganic content and BisGMA:TEGDMA ratio and verify possible relationship among PS and the others variables. Materials and Methods: twenty resin composites were studied, having barium glass concentration of 40, 50, 60 or 70 wt% and BisGMA:TEGDMA molar ratio of 3:7, 4:6, 5:5, 6:4 or 7:3. PS (n=7) was determined inserting the composite between acrylic rods fixed to clamps of an universal test machine and dividing the maximum load recorded by the rods cross-sectional area. DC and Rpmax were determined by near infrared spectroscopy in real time (n=5). VS was measured by mercury dilatometer (n=3). E was obtained by three-point bending test (n=10). Tan was determined by dynamic nanoindentation (n=3). Regression analyses were performed to evaluate the relationship of inorganic content and monomeric ratio on studied variables and to evaluate the effect of the variables on the polymerization stress development. Results: All variables showed dependence on inorganic concentration and monomeric content. PS, DC and Rpmax were more affected by resin matrix whereas VS, E and Tan were more strongly influenced by filler fraction. PS was dependent on both volumetric shrinkage and degree of conversion. Conclusions: in order to obtain composites formulations which provide low polymerization, the inorganic concentration and monomeric contend have to be carefully observed. The main challenge is to design formulations with low VS since the others factors apparently do not have significance and PS should not come at the expense of DC.

O desenvolvimento de novos materiais a partir de elementos biodegradáveis com durabilidade considerável, versatilidade apreciável e baixo custo tem grande interesse na aplicação da bio-eletrônica. O presente trabalho objetiva a caracterização das propriedades físicas e químicas das membranas de quitosana obtidas a partir da neutralização da solução policatiônica de quitosana. O trabalho foi dividido em duas etapas: solubilização e neutralização. Na primeira etapa a quitosana foi solubilizada em três concentrações diferentes de ácido acético (1%, 0.8% e 0.5%) para avaliar se a concentração de ácido exerce diferença significativa nas propriedades físico-químicas das membranas de quitosana. Na segunda etapa o policátion de quitosana foi neutralizado com duas bases fortes (NaOH e KOH) em três concentrações molares diferentes (0.5, 1 e 5 molar) pelo método de gotejamento lento da base até atingir o pH de 6.0 no policátion e obter membranas com pH perto da neutralidade. A caracterização das membranas obtidas a partir do policátion de quitosana neutralizado mostrou que as concentrações de ácido acético não mudam de forma significativa as propriedades físico-químicas das membranas. Em contraste, o processo de neutralização afetou as propriedades físico-químicas das membranas, e em particular, diferentes comportamentos foram observados dependendo da base utilizada. Membranas mais dúcteis foram obtidas após neutralização com KOH, exibindo capacidade plastificante pela base usada, enquanto que as membranas neutralizadas com NaOH apresentam um comportamento frágil. Além disso, as membranas neutralizadas com KOH exibem uma maior condução iônica em relação às propriedades elétricas das membranas, o qual pode ser interessante no desenvolvimento de biossensores ou célula combustível. / The development of new materials from biodegradable elements with considerable durability, versatility and low cost is of great interest for applications in bioelectronics. The present work aims the characterization of the chemical and physical properties of chitosan membranes after neutralization of the polycation solution of chitosan. This work was divided into two steps: solubilization and neutralization. In the first step, the chitosan was solubilized with three different concentrations of acetic acid (1%, 0.8% and 0.5%) in order to evaluate whether the acid affects the physical-chemical properties of the chitosan films. In the second step, the polycation of chitosan was neutralized with two different strong bases (NaOH and KOH) using three different molar concentrations (0.5, 1 and 5), by the slow drip method of base until reaching a pH of 6.0 for the polycation and obtaining films with pH close to neutrality. The characterization of the membranes obtained from neutralized chitosan showed that the different concentrations of acetic acid did not affect the physical-chemical properties of the films significantly. In contrast, the neutralization process did affect the physical-chemical properties, and particularly, different behaviors were observed depending on the type of base used for neutralization. More ductile films were obtained after neutralization with KOH, exhibiting plastificant capacity by the used base, whereas the films neutralized with NaOH exhibited a more fragile behavior. Beyond this, regarding the electrical properties, the films with KOH presented a higher ionic conductivity, which could be interesting for developing biosensors or fuel cells.

O aço inoxidável martensítico ASTM A743 CA6NM é utilizado para produzir componentes especiais para turbinas hidráulicas, devido às suas boas propriedades mecânicas combinadas com alta resistência à corrosão e cavitação e uma boa soldabilidade. As turbinas hidráulicas são produzidas por meio de múltiplos passes de solda em peças espessas obtidas por fundição. Durante a operação, estes componentes estão sujeitos à erosão por cavitação e trincas em regiões tensionadas, que são reparados também por meio de soldagem. Após o processo de soldagem, um tratamento térmico pós-soldagem é comumente utilizado para aliviar as tensões residuais. Porém, existem dificuldades significativas para a realização de tratamento térmico nas turbinas hidráulicas, tais como a complexidade da geometria de solda, a possibilidade de distorção no caso de quaisquer cargas mecânicas, dificuldade em aquecer simetricamente, e também o tratamento térmico pode causar degradação das propriedades do material. Assim, existe um grande interesse no desenvolvimento de procedimentos de soldagem que elevem a tenacidade ao impacto e evitem o tratamento térmico pós-soldagem. Neste trabalho, a aplicação de vibrações mecânicas durante e após a soldagem para aliviar tensões residuais foram avaliadas em juntas de aço inoxidável martensítico CA6NM soldadas pelo processo Flux Cored Arc Welding (FCAW). A utilização de vibrações mecânicas para reduzir e redistribuir as tensões residuais das estruturas soldadas através da aplicação de carga vibratória pode gerar muitos benefícios. Testes de impacto Charpy (-20 °C), ensaios de tração e dobramento foram realizados conforme ASME IX, e perfis de microdureza nas diferentes regiões da solda foram conduzidos para a caracterização mecânica das juntas soldadas. A caracterização microestrutural foi realizada utilizando difração de raios X, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de propriedades mecânicas das amostras vibradas atenderam as exigências especificadas por norma, na qual o processo com tratamento térmico é recomendado para a soldagem deste tipo de aço, visando atingir os níveis de tenacidade do material original. Com relação à microestrutura não foram observados alterações significativas para as amostras vibradas em comparação com a condição \"como soldado\", porém para a condição com tratamento térmico pós-soldagem foi observado uma pequena quantidade de austenita retida, que são precipitadas após o tratamento térmico e permanecem finamente distribuídas após o resfriamento e auxiliam no ganho de tenacidade das juntas soldadas. / The martensitic stainless steel ASTM A743 CA6NM is used to produce special parts for hydraulic turbines, due to its good mechanical properties combined with high resistance to corrosion and cavitation and good weldability. These components are produced by multiple weld passes in thick parts obtained by casting. During operation, these components are subject to cavitation erosion and cracks in stressed regions, which are also fixed by welding. After the welding process, a post-weld heat treatment (PWHT) is commonly used to relieve the residual stresses. However, there are significant difficulties to perform heat treatment in hydraulic turbines, such as the complexity of the weld geometry, the possibility of distortion in the case of any mechanical loads, difficulty in heat symmetrically, and also heat treatment may cause degradation of the properties of material. Thus, there is great interest in the development of welding procedures that will increase the toughness and avoid post-weld heat treatment. In this work, the application of mechanical vibrations during and after welding to relieve residual stresses were evaluated in martensitic CA6NM stainless steel joints welded by Flux Cored Arc Welding (FCAW). The use of mechanical vibration to reduce and redistribute the residual stresses of welded structures through the vibration loading application can generate many benefits. Charpy impact test (-20 ° C), tensile and bending tests were performed according to ASME IX, and microhardness profiles in different regions of the weld were conducted to evaluate the mechanical properties of the welded joints. Microstructural characterization was performed using X-ray diffraction, optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The results of mechanical properties of vibrated samples met the requirements specified by standard, wherein the PWHT is recommended to weld this type of steel, in order to meet original base metal toughness. Regarding the microstructure were not observed significant changes to the vibrated sample compared to the condition as welded, but for the condition with PWHT was observed a small amount of retained austenite, which are precipitated after heat treatment and remain finely distributed after cooling and promote a better toughness of welded joints.

O presente trabalho tem como proposição investigar a hipótese de que a diminuição da tensão superficial do líquido favorece o comportamento reológico de suspensões concentradas, uma vez que as partículas estão mais próximas e a contribuição da força de capilaridade possivelmente aumenta. Como suspensões concentradas tendem ao comportamento viscoelástico, investigou-se métodos reológicos propícios para analisar possíveis consequências devido à alteração da tensão superficial da água. Foram utilizados dois carbonatos de cálcio equivalentes (P1 e P5) que se diferenciam pela distribuição granulométrica. Utilizou-se dois dispersantes de mercado e etilenoglicol como modificadores de tensão superficial. A análise de superfície pelo ensaio de potencial zeta, revelou carga superficial positiva. Embora os pós sejam equivalentes, a mobilidade eletroforética do P5 é menor. Verificou-se que o íon cálcio é determinante do potencial. Verificou-se contribuição eletrostática apenas dos dispersantes. O ensaio de gota pendente constatou diminuição da tensão superficial da água com os três aditivos. Ensaios de ascensão capilar pelo método de Washburn revelaram maiores ângulos de contato para ensaios com aditivos, sendo menor para P5. Avaliou-se geometrias e métodos reológicos a fim de selecionar bom conjunto para medidas de viscoelasticidade, sendo oscilatório de tensão e geometria vane escolhidos. O acréscimo dos dispersantes resultou em menores valores de G\' e tensões de escoamento, enquanto o etilenoglicol resultou em maiores. Não há relação clara entre valores calculados de ângulo de contato e mobilidade eletroforética. Os ensaio reológicos e de mobilidade relacionaram-se apenas para os dispersantes. A hipótese foi verificada pelos valores de tensão de escoamento e IPS. Para os dispersantes, foi possível observar comportamento próximo à hipótese, quanto menor foi a tensão superficial do líquido, menores valores de tensão para menores IPS. Explorou-se também a hipótese pelos ensaios de ângulo de contato, observou-se novamente curva próxima a hipótese. Embora necessidade de mais ensaios, o presente trabalho contribuiu para metodologia de exploração de características de superfície, dispersão e reológicas de suspensões concentradas. / The proposition of the present work is to investigate the hypothesis that the reduction of the surface tension of the liquid favors the rheological behavior of concentrated suspensions, since the particles are closer and the contribution of capillarity forces possibly increases. As concentrated suspensions tend to viscoelastic behavior, rheological methods were examined to analyze possible consequences due to changes of surface tension of the water. Two equivalent calcium carbonates (P1 and P5) were used and differ by particle-size distribution. Two market dispersants and ethylene glycol were used as surfactant. Surface analysis by the zeta potential test revealed positive surface charge and, although the powders are equivalent, the electrophoretic mobility of P5 is lower. The reults show that calcium is potential determining ion. Electrostatic contribution was found only for the dispersants. Pendant drop test showed a decrease in the surface tension of the water with the three additives. Washburn capillary rise technique estimated greater contact angles for tests with additives and lower ones for P5. Rheological geometries and methods were evaluated in order to select good set for viscoelasticity measurements, choosing oscillatory stress sweep and vane geometry. The addition of the dispersants resulted in lower values G \'and yield stress, while ethylene glycol resulted in higher values. There is no clear relation between contact angle and electrophoretic mobility. The rheological and eletrophoretic mobility showed relation only for dispersants. The hypothesis was verified by the values yield stress and IPS. For the dispersants, it was possible to observe behavior close to the hypothesis, the lower the surface tension of the liquid, the lower the yield stress for lower IPS. The hypothesis was also explored by the contact angle tests, a curve next to the hypothesis was observed again. Although the need for more tests, the present work contributed to the methodology of exploration of surface characteristics, dispersion and rheological characteristics of concentrated suspensions.

Este estudo teve como objetivo a determinação dos menores valores de tempo e temperatura para obtenção dos graus 95 e 110, através de projeto de experimento completo fatorial rotacional. Posteriormente foi investigado o comportamento mecânico e estrutural do aço API 5CT. Para os aços bruto, normalizado e seus respectivos graus 95 e 110 nos sentidos transversal e longitudinal. Para isto, foram realizados ensaios de tração, dureza, impacto e metalografia. Os mesmos foram submetidos ao tratamento térmico de têmpera com a temperatura de austenitização de 870°C e resfriados em água. Na sequência, realizou- se o tratamento de revenimento orientado pelo planejamento de experimento. O aço bruto apresentou estrutura perlitica bandeada na matriz ferritica. No aço normalizado foi observada a perlita mais homogeneamente distribuída em toda matriz ferritica. O grau 95 obtido a partir do aço bruto e normalizado apresentou a estrutura martensítica revenida em ripas e Ferrita. O grau 110 partindo dos aços, bruto e normalizado apresentou microestrutura martensítica revenida refinada ou em ilhas e Ferrita. Os módulos de resiliência e tenacidade dos aços bruto e seus graus apresentaram valores em torno de 14% maiores quando comparados ao aço normalizado. De forma similar, os limites de escoamento e tração aumentaram em 10%. A capacidade de encruamento aumentou cerca de 16% e houve um aumento de 5% no coeficiente de resistência. Em ambos os casos, os valores obtidos estão adequados à norma API 5CT. As análises das fractografias das amostras testadas em tração, para as condições bruto e normalizado, revelaram a predominância de fratura dúctil e trincas secundarias provenientes do tratamento térmico. A fratura do ensaio de impacto obtida a 60°C, dos aços bruto e normalizado, apresentaram fraturas dúcteis na região central e fraturas frágeis nas extremidades. Na temperatura de - 196 °C as fraturas foram predominantemente frágeis. Para o aço bruto e seus respectivos graus, a transição dúctil frágil ocorreu a -34°C com 79J de energia absorvida. Para o aço normalizado e os graus correspondentes, a temperatura de transição foi de -48 °C e a energia absorvida de 85J. / The purpose of this study was to determine the lowest time, and temperature values needed to obtain the degrees 95, and 110 of the HSLA steels through a rotational, full factorial experiment design. Subsequently, the mechanical and structural behavior of the API 5CT steel was also investigated. Values for the raw steel samples were normalized transversally and longitudinally. For this purpose, traction, hardness, impact, and metallographic tests were conducted. The aforementioned alloys were subjected to heat treatment by quenching with an austenitizing temperature of 870°C, and then cooled in water. The next step was the treatment of tempering heat as determined by the experimental design. The raw steel showed signs of a pearlite banded structure in the ferritic matrix. The 95 degree sample obtained from the raw and normalized steel displayed martensitic structures tempered in lath and ferrite. The 110 degree sample created from raw and normalized steel exhibited refined tempered standard martensitic structures, in addition to ferrite. The raw steel resilience, and tenacity moduli, along with its temperature values were about 14% greater when compared to the normalized steel results. Similarly, ullage and traction thresholds increased by 10%. The strain hardening capacity increased by about 16% and there was an increase of 5% in the resistance coefficient. In both cases, the values obtained were within API 5CT standards. Sample analyses from fractographies, and traction tests (for raw and normalized steels) revealed the prevalent occurrence of ductile fractures, and secondary cracks caused by the heat treatment. The impact test, at 60°C, for both the raw and normalized samples, caused ductile fractures in the center, and brittle fissures around the edges. At the temperature of -196 °C, fractures were predominantly fragile. For the raw steel samples tested and their respective degrees, the ductile brittle transition occurred at - 34°C with absorbed energy of 79J. For the standard steel and its corresponding degree, the transition temperature was -48°C, and absorbed energy of 85J.