Aborda-se, neste trabalho, a tecnologia do concreto auto-adensavel CAA aplicada a producao de pre-fabricados. Destaca-se a contribuicao feita ao Metodo IBRACON, largamente utilizado no pais para a dosagem do concreto comum, a partir de uma nova metodologia de dosagem proposta para o CAA, que considera duas inovacoes principais. A primeira foi o conceito de correcao da coesao do concreto fresco por substituicao de finos pozolanicos ou nao pozolanicos correspondentes, de maior area especifica, de modo que formulacoes mais pobres em cimento exigem maior teor de substituicao quando comparadas com composicoes mais ricas, para manter as mesmas caracteristicas de trabalhabilidade. Com isso, foi possivel acrescentar um 4° quadrante de correlacao dos parametros envolvidos na mistura ao Diagrama de Dosagem do metodo original. A segunda inovacao foi incorporar alguns ensaios de trabalhabilidade especificos. Para tanto, realizou-se uma analise critica dos principais testes disponiveis, apresentando suas vantagens e limitacoes, correlacionando com os parametros reologicos fundamentais, bem como com uma aplicacao pratica, validando-os para a qualificacao do CAA para a producao. Dessa forma, foram estudados tracos com dois niveis de auto-adensabilidade, sem adicoes e com metacaulim ou filer calcario, para resistencias compreendidas entre 50-70MPa, em um amplo programa experimental que totalizou 11 familias de concretos e mais de 55 tracos, no geral. Foram avaliados tambem os cuidados especificos para a producao do CAA, analisando aspectos de produtividade e viabilidade de implantacao, a partir de um estudo voltado a uma empresa especializada. Concluiu-se que o CAA e uma opcao vantajosa para o setor, sobretudo com emprego de adicoes minerais, porem e extremamente necessario haver algumas modificacoes de equipamentos e procedimentos para sua adequacao em fabrica. / This work focus the technology of the self-compacting concrete SCC, applied to the precast production. The main innovation was the contribution made to the IBRACON Method, which is widely utilized in Brazil for conventional concrete design, from the new proposed design methodology for SCC, which considers two main innovations. The first one was the concept of correction of the cohesion of the fresh concrete by substitution of pozzolanics or no pozzolanics corresponding mineral additives, with higher specific area, where the poorest formulations in cement requires higher content of substitution when compared with richer compositions, to maintain the desired characteristics of workability. It enables to add a 4th quadrant to the Dosage Diagram of the original method. The second innovation was to incorporate of some workability tests of the fresh concrete, that become important for the qualification of the self-compacting concrete for a practical application. Thus, it carried out a critical analysis of the main available tests, presenting its advantages and limitations, correlating with the parameters of rheology, and with a practical application, validating them for the qualification of SCC for production. Therefore, it was studied mixes of SCC with two levels of self-compactability, without additives and with metacaolin or limestone filler, for mechanical resistances between 50- 70MPa, in a wide experimental program with 11 families of concretes and more of 55 mixes. It was also evaluated the specific cares for the production of SCC, analyzing aspects of productivity and feasability of implementation, based in a case study. It was concluded that SCC is a worthwhile option for the sector, especially using mineral additives, however it is extremely necessary some equipment and procedure modifications in order to adapt the factories to this new technology.

O presente trabalho objetivou a determinação e análise comparativa das propriedades físicas da madeira e do respectivo carvão vegetal, ao longo da direção radial e longitudinal do lenho de árvores de dez clones de alta produtividade de Eucalyptus e Corymbia. Para tanto, discos de diferentes alturas do tronco foram coletados de árvores das espécies, no município de Capelinha-MG, obtendo-se amostras para a determinação da densidade básica, contração linear e volumétrica, coeficiente de anisotropia e umidade inicial. Na sequência, os corpos de prova foram carbonizados, visando a determinação da densidade aparente, degradação linear e volumétrica, rendimento gravimétrico e resistência mecânica à compressão. Na avaliação do experimento, utilizou-se a análise de variância, segundo delineamento inteiramente casualizado e as análises de componentes principais (ACP), dissimilaridade e multivariada (correlação canônica) na avaliação comparativa entre as propriedades físicas da madeira e do carvão. Como resultados, verificou-se uma alta heterogeneidade entre as espécies estudadas, as quais dividiram-se em 4 grupos distintos, sendo que as contrações lineares e volumétricas mostraram-se independentes da densidade e com correlações significativas entre si. Após a carbonização, o agrupamento se fez diferente ao ocorrente para madeira, sendo que a densidade aparente apresentou alta correlação para as variáveis estudadas do carvão, a exceção da degradação linear longitudinal. A relação canônica apontou relações significativas positivas com a densidade aparente do carvão e também para o módulo de elasticidade, resistência à compressão, rendimento gravimétrico, degradação linear radial axial e tangencial. As contrações lineares e volumétricas da madeira pouco contribuíram para as propriedades do carvão. Os clones pertencentes ao gênero Corymbia mostraram-se mais promissores à produção de carvão. / This study aimed to make a comparative analysis and to determine the physical properties of wood and its charcoal along the radial and longitudinal directions of the wood of ten clones of Eucalyptus and Corymbia, of high productivity. Therefore, disks of different heights of the trunk were collected from tree species in the town of Capelinha, State of Minas Gerais - Brazil, obtaining test samples according to specific standard for determining the density, linear shrinkage and volumetric coefficient of anisotropy and initial moisture. Following, the samples were charred, aimed at determining the bulk density, volumetric and linear degradation, gravimetric yield and mechanical strength. For the evaluation of the experiment a variance analysis in a completely randomized statistical design and the principal component analysis (PCA) on comparative evaluation of the physical properties of wood was used. Multivariate dissimilarity (canonical relations) in the comparative evaluation of the physical properties of wood and charcoal was used as well. As a result, there was a high heterogeneity between the studied species, which were divided into four different groups, and also the linear and volumetric contractions were shown to be independent of density and with significant correlations with each other. After carbonization the group was different from occurring wood, where the apparent density was highly correlated to the charcoal variables, except the longitudinal linear degradation. The canonical relationship pointed to positive relationships with the bulk density of the charcoal and also the elasticity modulus, compression resistance, gravimetric yield, axial, radial and tangential linear degradation. The volumetric and linear shrinkage of wood did not significantly contribute to the properties of the charcoal. The hybrids of the genus Corymbia were more promising for charcoal production.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização da madeira do híbrido Pinus elliottii var. elliottii x Pinus caribaea var. hondurensis para a produção de lâminas e manufatura de painéis compensados. Para realização do estudo foram utilizadas 10 toras de 1,30 m de comprimento, provenientes de 5 árvores coletadas aos 7 anos e 10 meses de idade nos plantios da empresa Pinus Brasil, localizada em Buri - SP. O rendimento do processo de laminação das toras e a qualidade das lâminas produzidas foram avaliados. O delineamento para a produção experimental e avaliação dos painéis compensados constituiu-se de 8 tratamentos arranjados em esquema fatorial, através dos quais foram analisados os efeitos de duas posições de retirada da tora no tronco (A e B), duas gramaturas de adesivo (380 e 420g/m²) e dois tempos de prensagem (8 e 12 minutos). Para cada tratamento foram produzidos 3 painéis compensados, cada qual com 5 lâminas coladas entre si com adesivo à base de fenol-formaldeído. O rendimento médio do processo de laminação das toras, sem casca, foi de aproximadamente 53%, podendo ser considerado bom e compatível com outros resultados encontrados na literatura. As toras A, mais próximas da base das árvores, produziram maior número de lâminas, no entanto, de qualidade inferior em relação às lâminas das toras (B). A massa específica aparente dos painéis estudados foi relativamente baixa em comparação a outros compensados de Pinus, cuja propriedade apresentou valor médio estatisticamente superior para os compensados confeccionados com lâminas das toras A. Os painéis apresentaram boa estabilidade dimensional, sendo que o tempo de prensagem de 12 minutos para a produção dos compensados resultou em diminuição estatisticamente significativa do inchamento em espessura. O tempo de prensagem, gramatura de adesivo e posição da tora influenciaram os valores de resistência da colagem dos painéis, sendo que os maiores valores foram observados para os painéis produzidos com lâminas das toras B, tempo de prensagem de 12 minutos e gramatura de 420g/m². Os valores médios do módulo de ruptura (MOR) e do módulo de elasticidade (MOE) à flexão estática dos painéis foram, respectivamente, compatíveis e inferiores quando comparados com os do Catálogo Técnico n°1 Compensados de Pinus (ABIMCI, 2002). Houve efeito do fator posição da tora no MOR paralelo dos painéis e o maior valor médio foi observado para os compensados confeccionados com lâminas das toras da posição A. Houve interação entre os fatores posição da tora e tempo de prensagem para o MOR e MOE perpendiculares, sendo que, de modo geral, os menores valores foram observados para os compensados confeccionados com lâminas das toras B e prensados no tempo de 12 minutos. Conclui-se que a madeira do híbrido estudado apresenta bom potencial para a produção de lâminas e manufatura de compensados. Porém, o emprego desses painéis em produtos que requeiram elevados valores do MOR e do MOE, por exemplo, em formas de concreto, não é aconselhável, porque esses painéis não satisfariam tais requisitos. / The main objective of this work was to evaluate the potential of wood utilization from Pinus elliottii var. elliottii x Pinus caribaea var. hondurensis hybrid for veneer production and plywood manufacturing. This study used 10 logs measuring 1.30m in length, obtained from 05 trees, 07 years and 10 months of age, from plantations located in Buri SP, Brazil. Peeling process yield and quality of veneers produced were evaluated. The experimental design consisted of eight treatments, arranged in a factorial way, being the effects of two log positions (A and B) on the trunk, two adhesive spread rates (380 and 420g/m²) and two press times (8 and 12 minutes). Three plywood panels were produced for each treatment and each panel was constituted of 05 veneers glued with an adhesive based on phenol-formaldehyde. The peeling process yield was approximately 53%, based on logs without bark, and can be considered good and compatible with other results found in the literature. The logs A, closer to the base of the tree, produced a greater number of veneers, but of inferior quality compared to the logs B veneers. The apparent specific mass of the plywood panels was relatively low, compared to other Pines plywood available in the literature, with a superior mean value for the plywood made with veneers of logs A comparing to logs B. The plywood panels showed good dimensional stability. The press time of 12 minutes resulted in significant thickness swelling decrease and the press time, adhesive spread rate and log position, influenced the bonding line strength. The best results of bonding line strength were obtained for the plywood produced with logs B veneers, press time of 12 minutes and spread rate of 420g/m². The static bending properties of the plywood panels studied, modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE),were compatible and inferior, respectively, compared to other Brazilian-pines plywood. There was an effect of the log position factor on the MOR-parallel-to-grain with best results obtained for plywood panels produced with veneers of logs A. There was interaction between the log position and press time factors on the MOR and MOE, both perpendicular-to-grain, with the lowest values observed for plywood panels produced with log B veneers and press time of 12 minutes. The hybrid pine wood studied has good potential for veneer production and plywood manufacturing. However, the use of these panels in products that require high values of MOR and MOE, for example, in formwork is not advisable, because these panels do not satisfy these requirements.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anderson Donizete Alves da Rosa.pdf: 2211851 bytes, checksum: ddc079d1d3a7fdfc01e60d2071aa7c25 (MD5) Previous issue date: 2009-08-10 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The large-scale production of plastics increased to 200 million tonnes in the world, in 2005. This represents a considerable increase in annual productions of 9.9% since 1950. A considerable part of these synthetic polymers, 36% focused on Asia and Oceania, followed by Europe and America with 29%. The production volume of the Middle East and Africa had a stake of 6%. These raw materials are used for a very short period of time and generate a significant volume of discarding. Even with a considerable development of lines of management of discarding, its treatment and disposal problems still arise from the difficulty in reuse packaging such as where they are generated, either by the state of cleanliness in which they are discarded, either by multi-material composition which is used to produce them. This paper seeks the use of natural fiber as a reinforcing and modifier in mechanical properties in the composite of recycled polypropylene. Through the begin process of incorporation of fibers to the matrix polymer (calendering), it was followed by extrusion in order to better mix the composite formed. After its extrusion, the pellets were subjected to the injection process to obtain the bodies of evidence for the trials of characterization. The samples were then carried out the tests of traction, bending by three points, hardness and resistance to impact. The viscometer properties of the composite were evaluated by the rate of flow. The work shows that different amounts of jute fiber incorporated into the matrix of recycled polypropylene, and the treatments in both the polypropylene fiber as in, change their characteristics thereby different properties studied. / A larga escala de produção de plásticos elevou-se para 200 milhões de toneladas no mundo, no ano de 2005. Isso representa um aumento considerável na produções anuais de 9,9%, desde 1950. Uma parte considerável destes polímeros sintéticos, 36% concentrou-se na Ásia e Oceania, seguidas pela Europa e América com 29%. O volume de produção do Oriente Médio e África tiveram uma participação de 6%. Estas matérias-primas são utilizadas por um período de tempo bastante curto e geram um volume de descartes importante. Mesmo com um desenvolvimento considerável de linhas de gestão dos descartes, seu tratamento e sua eliminação colocam ainda problemas provenientes da dificuldade em reutilizar tais embalagens na forma em que são geradas, seja pelo estado de limpeza em que são descartadas, seja pela composição multi-material que é utilizada para sua produção. O presente trabalho pesquisou o emprego de uma fibra natural como reforçadora e modificadora nas propriedades mecânicas na matriz de polipropileno reciclado. Por meio do processo inicial de incorporação das fibras à matriz o polímero (calandragem), foram seguidas de extrusão com o objetivo de homogeneizar melhor o compósito formado. Após sua extrusão, o material granulado foi submetido ao processo de injeção para obtenção dos corpos de prova para os ensaios de caracterização. Os corpos de prova foram então caracterizados através dos ensaios de tração, flexão por três pontos, dureza e resistência ao impacto. As propriedades viscosimétricas do compósito foram avaliadas por meio do índice de fluidez. O trabalho mostra que diferentes quantidades de fibra de juta incorporadas à matriz de polipropileno reciclado, bem como os tratamentos tanto na fibra de juta quanto no polipropileno, modificam suas características obtendo assim diferentes resultados nas propriedades estudadas.

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.

Proposição: O objetivo deste trabalho foi verificar a influência da dose de energia aplicada a um compósito resinoso sobre seu grau de conversão (GC), tensão de polimerização (TP), velocidade máxima de reação (Rp max), propriedades mecânicas (resistência à flexão/RF, módulo de elasticidade/ME, dureza Knoop/KHN) e microinfiltração de restaurações in vitro confeccionadas com dois tipos de sistema adesivo. Material e métodos: Um compósito experimental foi manipulado na proporção em peso de 1:1 de BisGMA e TEGDMA e 75% de carga inorgânica. O compósito foi submetido a doses de 3, 6, 12, 24 e 48 J/cm2 com irradiância constante de 500 mW/cm2. GC e Rp max foram monitorados durante 10 min após o início da fotoativação através de FTIR-ATR em filmes com 150 ?m de espessura (simulando a superfície irradiada) e na base de discos com 2 mm de altura. Após 48 h de armazenamento a seco em temperatura ambiente, novas medidas de GC foram feitas nesses espécimes. TP foi monitorada durante 10 min em espécimes com 1 ou 2 mm de altura construídos entre dois bastões de vidro (Ø=5 mm) presos às garras de uma máquina de ensaios universal. RF e ME em espécimes com 10x2x1 mm foram determinados através de ensaio de flexão em três pontos. Fragmentos dos espécimes do teste de RF foram utilizados para análise de KHN (topo e base) após 48 h. KHN aos 10 min foi determinada no topo e na base dos corpos-de-prova com 1 ou 2 mm de espessura e 5 mm de diâmetro. A microinfiltração foi avaliada em cavidades cilíndricas (Ø=5 mm e 2 mm profundidade) com término em esmalte confeccionadas na face vestibular de incisivos bovinos preenchidas em incremento único. Foram utilizados os sistemas adesivos Adper Single Bond 2 (SB) e Adper Prompt (PR). Após armazenamento em água destilada por 48 h a 37oC, os dentes foram submetidos ao protocolo de microinfiltração com solução de 50% de AgNO3. As cavidades foram seccionadas com dois cortes perpendiculares entre si para análise da microinfiltração máxima, média (em mm) e do número de faces apresentando a solução traçadora na interface. Dados foram avaliados através de ANOVA de fator único ou fator duplo (microinfiltração). GC e KHN entre topo e base foram avaliados utilizando o teste ?t? de Student. Resultados: Para GC aos 10 min, foram encontradas diferenças significantes no GC/topo entre todos os grupos, exceto entre 24 e 48 J/cm2. Para GC/base, houve diferenças significantes entre todos os grupos. Para GC/topo 48 h, houve diferença entre todos os níveis, exceto entre 6 e 12 J/cm2 e entre 24 e 48 J/cm2. Para GC/base 48 h, foram verificados aumentos significantes entre todos os níveis de energia. O teste ?t? revelou existir diferenças significantes entre topo e base em todos os níveis de energia para GC 10 min, enquanto que para GC 48 h não houve diferença entre topo e base em nenhum dos níveis. Para os resultados de TP, houve diferenças significantes nos espécimes de 1 mm, exceto entre 12 e 24 J/cm2. Nos espécimes com 2 mm foi observada diferença significante entre todos os níveis de energia. Não foi possível obter dados de TP para 48 J/cm2 devido à ocorrência de fratura nos bastões de vidro. Rp max foi estatisticamente semelhante para todos os grupos no topo e na base do compósito. O teste ?t? não revelou diferenças entre topo e base para nenhuma das doses. RF e ME mostraram diferenças significantes entre os grupos, exceto entre 12 e 24 J/cm2 e entre 24 e 48 J/cm2 para RF. KHN aos 10 min mostrou diferenças significantes entre os grupos, exceto entre 3 e 6 J/cm2 na superfície não-irradiada de espécimes com 2 mm. Houve diferença entre dureza topo e base aos 10 min em espécimes com 2 mm para 3 e 6 J/cm2. KHN/topo 48 h mostrou diferenças entre todos os grupos. Para a base houve semelhança estatística entre 3 e 6 J/cm2. Diferenças significantes entre topo e base foram detectadas para 3, 6 e 12 J/cm2. A microinfiltração média foi influenciada pelo tipo de sistema adesivo (SB<PR) e pela dose. A infiltração máxima foi influenciada apenas pela dose. Foi verificada uma forte correlação entre TP e microinfiltração para SB. Conclusões: Resultados sugerem que a melhor solução de compromisso entre o máximo desempenho (grau de conversão e propriedades mecânicas) e a menor ocorrência de microinfiltração e menor desenvolvimento de tensões de polimerização foi obtida com doses não superiores a 24 J/cm2. / Proposition: The aim of this study was to verify the influence of radiant exposure applied to a composite on the degree of conversion (DC), polymerization stress (PS), maximum rate of reaction (Rp max), mechanical properties (flexural strength/FS, elastic modulus/E, Knoop hardness/KHN) and microleakage of in vitro restorations using two adhesive systems. Methods: An experimental composite 1:1 (wt%) of BisGMA and TEGDMA and 75 wt% of inorganic filler was subjected to radiant exposures of 3, 6, 12, 24 and 48 J/cm2 under constant irradiance of 500 mW/cm2. DC and Rp max were monitored for 10 min after photoactivation by FTIR-ATR in 150-?m thick films (simulating the irradiated surface) and at the bottom of 2 mm thick disks. After 48 h dry storage at room temperature, a new set of DC measurements was undertaken. PS was recorded for 10 min in specimens 1 or 2 mm high built between two glass rods (Ø=5 mm) attached to the clamps of an universal testing machine. FS and E were determined by three-point bending test in 10x2x1 mm specimens. Fragments from FS specimens were used to determine KHN (top and bottom) after 48. KHN at 10 min was determined at the top and bottom of specimens 1 or 2 mm thick and 5 mm in diameter. Microleakage was evaluated in cylindrical preparations (Ø=5 mm and 2 mm deep) on the buccal aspect of bovine incisors with enamel margins, restored in bulk. The adhesive systems used were Adper Single Bond 2 (SB) and Adper Prompt (PR). After 48 h storage in water at 37oC, teeth were submitted to the 50% AgNO3 microleakage protocol. Restorations were sectioned in two planes, perpendicular to each other to determine the maximum and mean microleakage (in mm) and the number of surfaces presenting dye penetration at the interface. Results were submitted to one-way ANOVA for all tests, except for microleakage, where a two-way ANOVA was performed. DC and KHN at top and bottom were compared using Student?s t-test. Results: For DC at 10 min, significant differences were found for DC/top, except between 24 and 48J/cm2. For DC/bottom at 10 min there were significant differences among all groups. For DC/top at 48 h, differences were observed among all radiant exposure levels, except between 6 and 12 J/cm2 and between 24 and 48 J/cm2. For the bottom, significant increases in DC were verified among all energy levels. T-test showed statistical differences between top and bottom at all radiant exposure levels for DC at 10 min, while for DC at 48 h no difference was observed between top and bottom in neither of the levels. PS showed differences when the 1 mm specimens were considered, except between 12 and 24 J/cm2. In the 2 mm specimens, significant differences were observed among all energy levels. It was not possible to obtain PS data at 48 J/cm2 due to fracture of the glass rods. Rp max was statistically similar for all groups on the top and bottom of the specimens. T-test did not show differences at the top and bottom for none radiant exposures applied. FS and E showed significant differences among all groups, except between 12 and 24 J/cm2 and between 24 and 48 J/cm2 for FS. KHN at 10 min showed significant differences among groups, except between 3 and 6 J/cm2 on the non-irradiated surface of 2 mm specimens. T-test showed differences for KHN on the top and bottom for 3 and 6 J/cm2. KHN/top at 48 h was significantly different for all groups. For the bottom, 3 and 6 J/cm2 were equivalent. T-test showed statistical difference between top and bottom for 3, 6 and 12 J/cm2. Mean microleakage was influenced by the adhesive system (SB<PR) and by the radiant exposure. Maximum microleakage was influenced only by the radiant exposure. A strong correlation was found between PS and microleakage for SB. Conclusions: Results suggest that the best alternative between maximum degree of conversion and mechanical properties and lowest microleakage and polymerization stress development was obtained with radiant exposures not higher than 24 J/cm2. Keywords: composites ?polymerization stress - mechanical properties ? degree of conversion ? energy dose

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.

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.

A crescente escassez dos recursos energéticos renováveis, bem como o contínuo aumento dos seus custos tem requerido nas últimas décadas uma redução drástica no consumo de energia utilizada para o transporte de cargas e passageiros. A indústria siderúrgica pode contribuir decisivamente neste contexto, disponibilizando no mercado aços de maior resistência mecânica, os quais podem ser utilizados em estruturas mais esbeltas. Os aços com elevados teores de Mn (15-30%) representam um desenvolvimento muito recente de ligas ferrosas puramente austeníticas, que reúnem resistência mecânica elevada e grande ductilidade. Além disso, trata-se de ligas de baixo custo devido à eliminação dos elevados teores de Ni necessários para a estabilização da austenita e ao reduzido tempo de processamento, que dispensa tratamentos térmicos e processamentos termomecânicos controlados. Por outro lado, a redução de peso estrutural no setor automobilístico requer não somente a pesquisa de novos aços, mas também a utilização de componentes híbridos, resultantes, entre outros, da união dos aços austeníticos alto Mn com aços comerciais estruturais de alta resistência e baixa liga (ARBL). Nesta dissertação, estudou-se, portanto, a soldabilidade pelo processo de fricção e mistura mecânica (SFMM) de aço austenítico alto Mn com efeito TRIP (plasticidade induzida por transformação martensítica) com aço ARBL processado termomecanicamente tipo XABO500 (ThyssenKrupp Steel, limite de escoamento > 460 MPa). As placas de aço TRIP foram fabricadas na EESC-USP com composição Fe-22.5% Mn-0.4% C através de fundição sob atmosfera protetora de argônio, tratamento térmico de homogenização e laminação a quente a 1150°C. As juntas dissimilares TRIP-ARBL foram produzidas com chapas de 3.5 mm de espessura. Os ensaios de soldagem SFMM foram conduzidos com ferramenta de compósito PCBN-WRe. O aporte térmico de soldagem foi variado através do uso de três velocidades de rotação da ferramenta: 300, 400 e 500 rpm, e o avanço foi de 100 mm/min. Dois deslocamentos (offsets) da ferramenta foram investigados: +1.0 e +2.0 mm em direção ao aço TRIP. Os resultados revelaram um acabamento superficial satisfatório das juntas soldadas com 300 e 400 rpm. A penetração de soldagem aumentou com a velocidade de rotação da ferramenta e com um maior deslocamento da ferramenta em direção ao aço TRIP devido ao crescimento do aporte térmico. A SFMM produziu em ambos os lados das juntas dissimilares uma microestrutura caracterizada apenas por zona de mistura (ZM) e zona termicamente afetada (ZTA), não sendo observada a formação de zonas termomecanicamente afetadas (ZTMA). Na ZM do aço ARBL, a SFMM produziu uma microestrutura polifásica, contendo misturas de ferrita acicular, bainita e martensita. O lado TRIP da ZM não exibiu sinais de transformação martensítica induzida por deformação e sofreu recristalização dinâmica com a formação de uma austenita refinada em comparação com o metal de base. A junta produzida com menor aporte térmico (300 RPM e Offset +1) apresentou os maiores picos de dureza na ZM do aço TRIP devido à maior taxa de resfriamento e, consequentemente, a microestrutura mais fina. Apesar dos maiores picos de dureza, a junta produzida com 300 RPM e Offset +1 apresentou o melhor desempenho no ensaio de tração, atingindo o maior percentual de alongamento a fratura e rompendo no metal de base ARBL. Isso se deve provavelmente à formação de ferrita acicular mais fina na ZM do aço ARBL com microestrutura entrelaçada e de maior tenacidade, se comparado com o metal de base ARBL. / The increasing scarcity of renewable energy resources and their continuously rising costs have required in the last decades a drastic reduction in the energy consumption for the transportation of goods and passengers. The steel industry can decisively contribute in this context by providing the market with steel grades of increased mechanical strength, which can be incorporated into light-weight structures. Steels with high Mn contents (15-30%) represent a recent development of austenitic ferrous alloys that combine elevated mechanical strength with high ductility. In addition, those steel grades correspond to low cost alloys due to the replacement of the high Ni contents necessary to stabilize the austenite as well as the reduced manufacturing time that does not involve subsequent heat treatments or controlled thermo-mechanical processing. On the other hand, the reduction of structural weight in the automotive sector does not only require the research on novel steels, but also the use of hybrid components that result among others from joining austenitic high-Mn steels to commercial structural high-strength low-alloyed (HSLA) steel grades. In this work, we studied therefore the friction stir weldability of an austenitic high-Mn steel with TRIP (transformation induced plasticity) effect to the thermomechanically processed HSLA XABO500 steel grade (ThyssenKrupp Steel, yield strength > 460 MPa). High-Mn TRIP steel plates were produced at the EESC-USP with the chemical composition of Fe-22.5% Mn-0.4% C by casting under protective argon atmosphere, followed by homogenization treatment and hot rolling at 1150°C. The dissimilar TRIP-HSLA joints were produced using 3.5 mm thick plates. The friction stir welding (FSW) experiments were carried out with a tool made of a PCBN-WRe composite. The heat input was varied by using three tool rotational speeds: 300, 400 and 500 rpm. The welding speed was set to 100 mm/min. Two different tool offsets were investigated: +1.0 and +2.0 mm towards the high-Mn TRIP steel. The results revealed that a satisfactory surface finishing is achieved for the butt-joints produced with 300 and 400 rpm. The welding penetration increased for higher tool rotational speeds and larger tool offsets towards the TRIP steel because of an increased heat input. FSW produced at both sides of the dissimilar joints a microstructure characterized by only stir zone (SZ) and heat-affected zone (HAZ). Thermo-mechanical affected zones (TMAZ) could not be observed. In the SZ of the HSLA steel, FSW produced a multiphase microstructure that contains a mixture of acicular ferrite, bainite and martensite. The TRIP side of the SZ did not exhibit traces of strain induced martensitic transformation and underwent dynamic recrystallization with the formation of a fine-grained austenite in comparison to the base material. The butt-joint produced with the lowest heat input (300 RPM and Offset +1) developed the highest hardness peaks in the SZ of the TRIP steel because of the increased cooling rate and, consequently, the more refined microstructure. In spite of the hardest zones, the butt-joint produced with 300 RPM and offset +1 achieved the best performance in the tensile tests by reaching the largest elongation to fracture and having the failure in the HSLA base material. This is likely promoted by the formation of a more refined acicular ferrite in the SZ of the HSLA steel with interpenetrated microstructure and enhanced toughness in comparison to the HSLA base material.