Nas últimas décadas a soldagem em estado sólido vem demonstrando ser uma ótima alternativa frente aos métodos convencionais de união mais utilizados na indústria, dos quais a grande maioria consiste na soldagem por fusão dos materiais. O presente trabalho consiste na utilização do processo denominado como soldagem por fricção com pino consumível (Friction Hydro Pillar Processing – FHPP). Este trabalho visou avaliar a aplicação do processo FHPP em um aço utilizado para a fabricação de componentes de amarras de uso offshore, para esses aços o surgimento de defeitos durante operação ou fabricação trazem elevados custos operacionais, o reparo por soldagem a arco é não recomendado por normas técnicas devido às propriedades destes materiais e as condições de operação dos componentes produzidos com os mesmos. Esta avaliação se deu através da análise dos melhores parâmetros de processo (força axial, velocidade de rotação, consumo do pino e geometria de pinos e furos usinados) visando juntas soldadas livres de defeitos, avaliadas através de análises macrográficas, análises micrográficas e perfis de microdureza que por sua vez foram realizados visando a melhor caracterização das regiões que compõem a junta soldada Por fim, para a avaliação da tenacidade das juntas soldadas, ensaios de impacto Charpy e tenacidade à fratura (CTOD), seguidos de análises fractográficas em lupa e MEV (microscópio eletrônico de varredura), foram realizados com base em recomendações normativas visando uma avaliação precisa da tenacidade da região de união dos materiais soldados. As juntas soldadas apresentaram valores de CTOD de aproximadamente 40% dos valores obtidos em corpos de prova extraídos do material base. O desempenho das juntas soldadas nos ensaios de tenacidade foi claramente prejudicado pela presença de inclusões, observadas ainda no material base, que acabaram por concentrar-se nas interfaces de união das soldas devido às características do processo FHPP. / In the last few years the solid state welding has been a great alternative compared to the most common processes used in industry, which usually consists in fusion of the employed materials. The present study wants to evaluate the application of Friction Hydro-Pillar Processing (FHPP). This work aims to analyze the application of FHPP in steel used to manufacturing offshore mooring components where the incidence of defects during the operation and manufacturing result in elevated operational costs. In addition the repair of these components is not recommended by technical stand arts duo to properties of materials and operational conditions of components. The analyses was carried out by the optimization of process parameters (axial force, rotational speed, rod burn off, geometry of rod and machined hole) aiming, in the first step, free defects and sufficient heat input welded joints through analyses of macrographs. A subsequently detailed analysis of micrographs and micro hardness profile was made aiming a better characterization of all welding regions. Finally, Charpy impact tests and Crack Tip Opening Displacement (CTOD) tests were carried out, to toughness evaluation of welding joints Followed by fractography in scanning electron microscopy (SEM) was made based in recommended technical standards aiming more accurate about the toughness in bonding line regions of welded joints. The welded joints presented a CTOD tests result that where about 40% of the values obtained for the base material. The specimen performance in toughness tests was clearly adversely affected by the presence of inclusions in the bonding lines. Observed in material base during the first analyses, these inclusions have been found in large quantity on bonding lines of welds because a characteristic of FHPP to concentrate it in this region.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-22Bitstream added on 2014-06-13T20:45:50Z : No. of bitstreams: 1 zamboni_sroc_dr_sjc.pdf: 562964 bytes, checksum: 96289338fffdaef0884f0ad0364b5145 (MD5) / O objetivo neste estudo foi avaliar e comparar a resistência à fratura de incisivos centrais restaurados usando dois tipos de pinos intra-radiculares: núcleo metálico fundido e pinos de fibra de quartzo, reconstruídos com diferentes tipos de coroas. A hipótese nula testada foi que a resistência a fratura desses corpos de prova não apresentariam diferença quanto ao tipo de pino e tipo de coroa. Sessenta incisivos centrais superiores foram divididos em 6 grupos: G1- núcleo metálico fundido + coroa em cerômero, G2- núcleo metálico fundido + coroa metalo-cerâmica, G3- núcleo metálico fundido + coroa em e-max, G4 – pino de fibra de quartzo e pinos acessórios + coroa em cerômero, G5- pino de fibra de quartzo e pinos acessórios + coroa metalo-cerâmica e G6- pino de fibra de quartzo e pinos acessórios + coroa em e-max. Todos os espécimes foram submetidos à ciclagem mecânica com freqüência de 2 Hz e 500.000 ciclos com carga de 3Kg. Os corpos de prova foram submetidos a teste de compressão em uma máquina universal de ensaios (Emic) com velocidade de carga de 1,0 mm/min até a sua fratura. Os valores de resistência à fratura foram G1- 47.44 ± 10.39, G2- 54.74 ±7.76, G3-49.71 ± 8.66, G4- 54.97 ± 8.67, G5-73.50 ± 11.83 e G6- 55.47 ± 10.62. A análise de variância (ANOVA) (p<0,05) mostrou diferença estatisticamente significante para os pinos. Quanto à análise de fratura, os núcleos metálicos fundidos apresentaram o maior número de amostras com fratura desfavoráveis quando comparados os pinos de fibra de quartzo. O conjunto pino de fibra restaurados com coroa metalo cerâmica, apresentou valor de resistência à fratura estatisticamente maior quando comparado aos demais grupos segundo o teste de Tukey (5%), Metalo cerâmica - 64,12±13,69 kgf, difere estatisticamente das demais coroas metal free - 52,59±9,88 kgf e cerômero - 51,20±10,08 kgf que... / The aim of this study was to compare the fracture resistance and failure of maxillary incisors restored using fiber post and metallic post under different types of full-coverage crowns. The null hypothesis tested was that fracture resistance and the failure pattern of these teeth were not affected by the use of fiber post, metallic post and typo of full coverage crown. Sixty maxillary incisors were divided into 6 groups of 10 each. G1- metallic post + metallic ceramic crowns, G2- metallic post + e-max system, G3- metallic post + cerômeros, G4- Fiber post and accessories post + metallic ceramic crowns, G5- Fiber post and accessories post + e-max system and G6- Fiber post and accessories post + cerômeros. The specimens were submitted a mechanical loading at a frequency of 2 Hz for a total of 500.000 cycles. After were taken to the Universal Test Machine for the fracture resistance at 1,0 mm/min speed. The fracture resistance values were G1- 47.44 ± 10.39, G2- 54.74 ±7.76, G3-49.71 ± 8.66, G4- 54.97 ± 8.67, G5-73.50 ± 11.83 e G6- 55.47 ± 10.62. Results show statistically significant differences in relation to the type of the posts (ANOVA) (p<0,05). Fracture analyses about metallic post showed the most unfavorable fracture and fiber post restored with metallic crown showed statistically significant difference in relation to the others groups. Tukey test (5%) showed Metallic-crown - 64,12±13,69 kgf, is statistically difference than the other crowns metal free - 52,59±9,88 kgf and Sinfony crowns - 51,20±10,08 kgf that was not different between itself. The result of this study indicate that the use of fiber posts increase their resistance to fracture and improve the prognosis in case of fracture

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-07-16Bitstream added on 2014-06-13T18:20:13Z : No. of bitstreams: 1 yamamoto_etc_me_sjc.pdf: 571255 bytes, checksum: 2fcd49ce28100e72519b3f6c18a7683d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A proposta do estudo foi avaliar um pino intra-radicular pré-fabricado metálico em titânio puro com rosca, projetado e desenvolvido na faculdade de odontologia de São José dos Campos - UNESP. O pino desenvolvido tem como objetivo, minimizar tanto as tensões que são encontradas quando do uso de pinos pré-fabricados quanto o custo benefício. Para a análise do pino utilizou-se o teste de resistência à fratura do conjunto pino/munhão/raiz, análise da fratura por microscopia e análise de tensões por elementos finitos. Foram analisados quatro sistemas de pinos metálicos pré-fabricados, divididos nos seguintes grupos: Grupo 1 – Pino desenvolvido, Grupo 2 – Pino desenvolvido modificado, Grupo 3 – Flexi Post, Grupo 4 – Para Post. Na resistência à fratura foram utilizados 40 dentes bovinos distribuídos aleatoriamente pelos grupos (n=10) e utilizados para a confecção de corpos de prova simulando a situação encontrada em boca. Os corpos de prova foram levados para uma máquina de ensaio universal (EMIC) e realizado o teste de compressão até sua fratura. Após a fratura dos corpos de prova, aquelas raízes que fraturaram foram fatiadas e analisadas microscopicamente. No método dos elementos finitos foram simulados os corpos de prova do teste de resistência à fratura em modelos computacionais para verificar a distribuição de tensões dos pinos estudados. Os três testes realizados tiveram resultados que interagiram. Conclui-se que os pinos desenvolvidos obtiveram bons resultados diante da análise de resistência à fratura e da análise de tensões com os melhores resultados. / The aim of this study was to evaluate a metallic prefabricated intraradicular post in titanium with thread, projected and developed by the author and advisors of this study with the objective of minimizing the tensions found when used of prefabricated posts and to minimize the cost. For the analysis were used fracture strength test, analysis of the fracture image by microscope and tensions analysis for finite elements method. In this study was analysed four metallic prefabricated posts systems, divided in: Group 1 - projected post, Group 2 - modified projected post, Group 3 - Flexi Post, Group 4 - Para Post. In the fracture strength test 40 bovine teeth were used (n=10) for to make the specimens simulating the situation found in mouth. The specimens were submitted to compressive strength test in a universal machine (EMIC) until fracture occurred. After the fracture, the fractured specimens were sliced and analyzed by microscope. In the finite element method the specimens of fracture strenght were simulated in computer models and analysed tensions distribution of the posts. Concluded that the projected posts behaved well in the fracture strength test and the tension analysis obtending the best results. The finite element test was validated by the fracture strength test and still for the microscopic image of the fracture.

Nas últimas décadas a soldagem em estado sólido vem demonstrando ser uma ótima alternativa frente aos métodos convencionais de união mais utilizados na indústria, dos quais a grande maioria consiste na soldagem por fusão dos materiais. O presente trabalho consiste na utilização do processo denominado como soldagem por fricção com pino consumível (Friction Hydro Pillar Processing – FHPP). Este trabalho visou avaliar a aplicação do processo FHPP em um aço utilizado para a fabricação de componentes de amarras de uso offshore, para esses aços o surgimento de defeitos durante operação ou fabricação trazem elevados custos operacionais, o reparo por soldagem a arco é não recomendado por normas técnicas devido às propriedades destes materiais e as condições de operação dos componentes produzidos com os mesmos. Esta avaliação se deu através da análise dos melhores parâmetros de processo (força axial, velocidade de rotação, consumo do pino e geometria de pinos e furos usinados) visando juntas soldadas livres de defeitos, avaliadas através de análises macrográficas, análises micrográficas e perfis de microdureza que por sua vez foram realizados visando a melhor caracterização das regiões que compõem a junta soldada Por fim, para a avaliação da tenacidade das juntas soldadas, ensaios de impacto Charpy e tenacidade à fratura (CTOD), seguidos de análises fractográficas em lupa e MEV (microscópio eletrônico de varredura), foram realizados com base em recomendações normativas visando uma avaliação precisa da tenacidade da região de união dos materiais soldados. As juntas soldadas apresentaram valores de CTOD de aproximadamente 40% dos valores obtidos em corpos de prova extraídos do material base. O desempenho das juntas soldadas nos ensaios de tenacidade foi claramente prejudicado pela presença de inclusões, observadas ainda no material base, que acabaram por concentrar-se nas interfaces de união das soldas devido às características do processo FHPP. / In the last few years the solid state welding has been a great alternative compared to the most common processes used in industry, which usually consists in fusion of the employed materials. The present study wants to evaluate the application of Friction Hydro-Pillar Processing (FHPP). This work aims to analyze the application of FHPP in steel used to manufacturing offshore mooring components where the incidence of defects during the operation and manufacturing result in elevated operational costs. In addition the repair of these components is not recommended by technical stand arts duo to properties of materials and operational conditions of components. The analyses was carried out by the optimization of process parameters (axial force, rotational speed, rod burn off, geometry of rod and machined hole) aiming, in the first step, free defects and sufficient heat input welded joints through analyses of macrographs. A subsequently detailed analysis of micrographs and micro hardness profile was made aiming a better characterization of all welding regions. Finally, Charpy impact tests and Crack Tip Opening Displacement (CTOD) tests were carried out, to toughness evaluation of welding joints Followed by fractography in scanning electron microscopy (SEM) was made based in recommended technical standards aiming more accurate about the toughness in bonding line regions of welded joints. The welded joints presented a CTOD tests result that where about 40% of the values obtained for the base material. The specimen performance in toughness tests was clearly adversely affected by the presence of inclusions in the bonding lines. Observed in material base during the first analyses, these inclusions have been found in large quantity on bonding lines of welds because a characteristic of FHPP to concentrate it in this region.

Este trabalho teve como objetivo comparar a resistência à fratura por compressão axial de pré-molares superiores tratados endodonticamente com preparos do tipo MOD, restaurados com “inlays” de cerâmica (IPS-Empress 2) e de cerômero (Targis), cimentadas com três cimentos resinosos de dupla polimerização (Enforce, Variolink II e Panavia F). Selecionaram-se 60 pré-molares superiores hígidos, livres de cáries e trincas, que foram extraídos por razões ortodônticas. Esses dentes foram distribuídos uniformemente, de acordo com suas dimensões vestíbulo-linguais e mésio-distais, em 6 grupos determinados pela combinação dos materiais restauradores e dos cimentos utilizados. Após a cimentação das restaurações e ciclagem térmica, os corpos de prova foram posicionados em uma máquina de ensaio universal e submetidos a uma compressão axial pelo ação de um cilindro de aço com 8mm de diâmetro, numa velocidade de 0,5mm/min, que contactava somente as vertentes triturantes das cúspides vestibular e lingual. Os melhores resultados foram obtidos, em ordem decrescente, com os cimentos Enforce (107,57kgf e 90,21kgf), Variolink II (86,44kgf e 84,07kgf) e Panavia F (82,43kgf e 76,73kgf) para as restaurações com Targis e IPS-Empress 2, respectivamente. Foram encontradas diferenças estatisticamente significantes entre os cimentos Enforce e Panavia F, independente do material restaurador utilizado. Considerando um mesmo agente cimentante, os resultados obtidos com os grupos de dentes restaurados com Targis foram ligeiramente superiores aos restaurados com IPS-Empress 2, sem apresentarem, entretanto, diferenças estatisticamente significantes entre si. / The objective of this research was to compare the fracture resistance upon axial compressive loads of maxillary premolars endodontically treated with MOD preparations restored with ceramic (IPS-Empress 2) and ceromer (Targis) inlays cemented with three dual luting cements (Enforce, Variolink II and Panavia F). Sixty premolars free of caries or fractures, extracted for orthodontic purpose were selected. They were similarly distributed according with their bucco-lingual and mesio-distal dimensions in 6 groups determined by the combination of the restoring materials and luting agents. After cementation and thermocycling procedures, the teeth were fixed in a Universal Test Machine and subjected to an axial compressive load by action of a 8mm wide steel cylinder, at the speed of 0,5mm/min., contacting only the inner aspects of the buccal and lingual cusps. The results were, in decreasing order, as follows: Enforce (107,57kgf e 90,21kgf), Variolink II (86,44kgf e 84,07kgf) and Panavia F (82,43kgf e 76,73kgf), for inlays restored with Targis and IPS-Empress 2, respectively. They were found statistically significance differences between Enforce and Panavia F, independently of the restorative material. Considering the same luting agent, the results obtained with Targis restored groups were slightly superior of those restored with IPS-Empress 2, with no statistically significance difference.

Proposição: Este estudo in vitro comparou a resistência à fratura e os padrões de falha de 5 tipos diferentes de pinos-núcleos cimentados em raízes bovinas. Materiais e métodos: Um total de 50 incisivos bovinos frescos foram utilizados. A coroa, o terço cervical e parte do terço médio radicular foram removidos. Os dentes selecionados foram divididos em cinco grupos (n=10). Quatro grupos foram enfraquecidos utilizando uma seqüência de pontas diamantadas, reforçados com resina composta e restaurados com núcleos metálicos fundidos, pinos de fibra de vidro, pinos de fibra de carbono e pinos de aço inoxidável. Um grupo não sofreu enfraquecimento e foi restaurado com núcleo metálico fundido (grupo controle). Todos os pinos foram cimentados com adesivo Single Bond 2 e cimento resinoso dual RelyX ARC. Cada espécime foi incluído em resina acrílica e recebeu uma coroa total metálica. A máquina de ensaios universais EMIC-2000 foi utilizada para o teste mecânico. Uma carga compressiva com célula de carga de 500Kgf a uma velocidade de 0,5 mm.min-1 foi aplicada em um ângulo de 135º em relação ao longo eixo do dente até ocorrer fratura. Análise de variância e teste de Tukey foram realizados para determinar a significância da resistência à fratura entre os grupos (p<0,05). Resultados: A análise estatística indicou que as raízes íntegras restauradas com núcleos metálicos fundidos (Grupo 1) apresentaram resistência à fratura significativamente maior: 120,02±35,34, seguido pelos grupos de raízes reforçadas com resina composta e restauradas com os seguintes tipos de pino: núcleo metálico fundido (Grupo 2): 77,91±32,86; pino de fibra de vidro (Grupo 3): 69,60±34,44; pino de fibra de carbono (Grupo 4): 48,25±22,84; e pino de aço inoxidável: 42,26±17,52. Os Grupos 2 a 5 apresentaram valores estatisticamente semelhantes entre si. O padrão de fratura variou entre os grupos. O Grupo 1 apresentou um índice de 100% de fratura catastrófica, enquanto o Grupo 4 apresentou apenas 20% de fraturas radiculares. Conclusões: Os resultados mostraram que dentes com estrutura íntegra são mais resistentes que dentes fragilizados e reforçados com resina. Os dentes restaurados com núcleo metálico fundido demonstraram maior resistência à fratura que os dentes restaurados com pinos de fibra de vidro, fibra de carbono e aço inoxidável. Dentes restaurados com pinos de fibra de vidro são altamente resistentes à fratura, enquanto o dentes restaurados com pinos de fibra de carbono possuem uma grande capacidade protetora da estrutura remanescente. Os dentes restaurados com pinos de aço inoxidável apresentaram a menor resistência à fratura dentre os grupos testados, além de, frequentemente, induzir fraturas radiculares / Purpose: This in vitro study compared the fracture strength and the failure patterns of 5 different types of post-and-cores luted in bovine root canals. Materials and methods: A total of 50 recently extracted anterior bovine teeth with similar dimensions were used in this study. Their crowns, coronal thirds and part of the middle thirds of the roots were removed. The selected teeth were divided into five groups (n=10). Four groups were flared using a sequence of diamond burs, reinforced with composite resin and restored with cast metal post-and-core, glass fiber, carbon fiber and stainless steel posts. One group was not flared and restored with cast metal post-and-core (control group). All posts were cemented with Single Bond 2 adhesive system and dual-cured RelyX ARC resin cement. Each specimen was embedded in acrylic resin and received a complete metal crown. The Universal Testing Machine EMIC-2000 was used for the mechanical test. A compressive load with a 500 Kgf load cell, at a crosshead of .5 mm. min-1, was applied at a 135-degrees angle to the long axis of the tooth until fracture occurred. One-way analysis of variance and Tukey test were performed to determine the significance of the fracture strength among the groups (P<.05). Results: The statistical analysis indicated that healthy roots with cast metal post-and-cores (Group 1) had significantly higher fracture strength: 120.02±35.34, followed by the groups of flared roots with resin reinforcement and restored with posts: cast metal post-and-cores (Group 2): 77.91±32.86; glass fiber post (Group 3): 69.60±34.44; carbon fiber post (Group 4): 48.25±22.84; and stainless steel post (Group 5): 42.26±17.52. Groups 2 to 5 were statistically similar to each other. The failure patterns varied between the groups. Group 1 showed an index of 100% of catastrophic fracture, whereas Group 4 had only 20% of root fractures. Conclusions: It can be concluded healthy teeth with complete root structure has higher fracture strength than teeth with resin-reinforced flared roots. Teeth restored with cast metal post-and-cores demonstrated higher fracture strength than teeth restored with glass fiber, carbon fiber and stainless steel posts. Teeth restored with glass fiber posts are highly resistant to fracture, whereas carbon fiber posts protect the remaining dental structure. Teeth restored with stainless steel posts show lower fracture strength and often induce root fractures.

Embora os materiais compósitos possuam diversas vantagens em relação aos metálicos, uma de suas desvantagens é a baixa resistência à delaminação, um dos modos mais comuns de falha de estruturas em materiais compósitos. O objetivo deste trabalho é obter valores de resistência à fratura interlaminar, para um laminado com camadas de carbono-epoxi a 0 pré-impregnadas, à temperatura ambiente. Foram realizados os ensaios DCB (Double Cantilever Beam) para o modo I (abertura), 4ENF (Four Point End Notched Flexure) para modo II (cisalhamento) e MMB (Mixed Mode Bending) para o modo misto. Os ensaios DCB e MMB seguiram normas ASTM, enquando o 4ENF foi realizado seguindo procedimentos desenvolvidos pelo MERL (Materials Engineering Research Laboratory). O ensaio MMB foi realizado com as razões de mixidade de 25, 50 e 75%. Além disso, foi avaliado o método de redução de dados CBBM (Compliance Based Beam Method) para o ensaio DCB, no qual não é necessário medir o comprimento de delaminação durante o ensaio. Finalmente, foi discutida a correlação entre e através do envelope de falha do material e a influência do uso de tecido de fibra de carbono nos resultados de tenacidade à fratura interlaminar.

Neste trabalho foram avaliadas três condições de soldagem por resistência em um compósito híbrido de fibra de vidro e fibra de carbono com matriz de PPS. Os métodos utilizados para caracterizar a soldagem foram: 1 - Avaliação da tenacidade à fratura interlaminar em modo I da junta soldada pela técnica DCB; 2 - Avaliação da resistência ao cisalhamento interlaminar através do ensaio de flexão em 3-pontos em vigas curtas; 3 - Inspeção não-destrutiva pelo método de ultrassom; 4 - Avaliação micrográfica da seção soldada; e 5 - Análise de falha da superfície de fratura. Das propriedades avaliadas, GI e cisalhamento interlaminar, os corpos-de-prova soldados apresentaram características que se situaram entre as condições de referência (laminados sólidos produzidos em autoclave e laminados sólidos produzidos por co-consolidação). Em termos do ensaio de tenacidade à fratura interlaminar em modo I os resultados permitiram avaliar a qualidade da soldagem nesse modo de solicitação.

Os processos de união por soldagem entre peças e componentes metálicos são indispensáveis para nossa realidade tecnológica. O processo de soldagem por fricção com pino consumível conhecido como FHPP (Friction Hydro Pillar Processing) é um processo desenvolvido recentemente que ocorre no estado sólido através da fricção entre dois materiais e, com isso, reúne algumas vantagens sobre os processos convencionais de soldagem por fusão. Esta técnica apresenta grande potencial de aplicação na indústria de óleo e gás visando reparos de trincas e descontinuidades em equipamentos e estruturas de aços em geral. Apesar do grande potencial desta técnica, o estudo sobre a sua aplicação para produzir juntas com materiais dissimilares ainda é escasso se comparado com outras técnicas de soldagem. Desta forma, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a análise de juntas soldadas utilizando pinos com adição de níquel em chapas de aço com manganês, visando determinar a combinação entre material de pino e parâmetros de soldagem que forneça a junta com melhores características mecânicas e metalúrgicas. Os parâmetros de soldagem que variaram foram: velocidade de rotação e a força axial. Os materiais utilizados nos conjuntos soldados foram chapas de aço ao manganês, classificadas comercialmente como ASTM A516 grau 70, e barras de aço baixo carbono com adição de 3, 6 e 9% de níquel. A análise realizada sobre as juntas abrangeu a caracterização da microestrutura e das propriedades de dureza das regiões específicas da solda além dos ensaios mecânicos de dobramento, tração com micro-amostras e de tenacidade à fratura através do parâmetro CTOD. Todas as soldas tiveram bom preenchimento, porém alguns materiais de pino não proporcionaram boa ductilidade durante o dobramento. As falhas ocorridas durante o dobramento juntamente com os estudos da tenacidade à fratura na zona de ligação mostraram que o acúmulo de inclusões nesta região representa degradação das propriedades mecânicas localmente. Os ensaios de tração com micro-amostras indicam aumento da resistência mecânica na região do material depositado do pino e os valores de CTOD no material termomecânicamente afetado são significativamente maiores do que na zona de ligação, porém não alcançam os valores obtidos nos materiais como não processados. / The processes of union by welding between parts and metallic components are indispensable for our technological reality. The Friction Hydro Pillar Processing (FHPP) process is a newly developed process that occurs in the solid state through friction between two materials and thus has some advantages over conventional fusion welding processes. This technique presents great potential of application in the oil and gas industry aiming repairs of cracks and discontinuities in equipment and steel structures in general. Despite the great potential of this technique, the study of its application to produce joints with dissimilar materials is still scarce compared to other welding techniques. The aim of this work is the development and analysis of welded joints using rod with nickel addition in steel sheets with manganese, in order to determine the combination of rod material and welding parameters that provides the joint with better mechanical and metallurgical characteristics. The welding parameters that varied were: speed of rotation and axial force. The materials used in the welded assemblies were manganese steel plates, commercially classified as ASTM A516 grade 70, and low carbon steel with addition of 3, 6 and 9% nickel. The analysis of the joints included the characterization of the microstructure and the hardness properties of the specific regions of the weld in addition to the bend test, micro-tensile test and fracture toughness through the parameter CTOD. All welds were well filled, however, some rod materials did not provide good ductility during bend test. The failures during folding together with the fracture toughness studies in the bonding zone showed that the accumulation of inclusions in this region represents degradation of the mechanical properties locally. The micro-tensile test indicate increased mechanical strength in the region of the deposited material of the rod and the values of CTOD in the thermomechanically affected material are significantly higher than in the bonding zone, but do not reach the values obtained in the unprocessed material.

Os ensaios mecânicos são mundialmente empregados para caracterização e implementação de diversos materiais. Dentre a vasta gama de ensaios existentes, o ensaio de impacto convencional é consagrado no meio científico, industrial e na indústria do óleo e gás onde a sua função básica é determinar a energia total absorvida na fratura de um corpo-de-prova entalhado conforme as recomendações da norma ASTM E23. Entretanto, a energia global absorvida possui um valor de uso muito limitado e ela normalmente não é aceita como um indicador quantitativo da resistência à fratura do material. Assim, com a utilização de uma máquina de ensaios de impacto instrumentada, torna-se possível a aquisição de um maior número de informações obtidas através de um ensaio de impacto clássico, como por exemplo, o estudo detalhado da integridade estrutural de materiais utilizados na fabricação de dutos. Desta maneira, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a tenacidade de um duto de aço API 5L X70 sem costura, com 11 polegadas de diâmetro externo e ½ polegada de parede, frente a uma falha dinâmica, através da tenacidade a fratura, comparando carregamento estático com dinâmico através dos resultados de J0,2 e Jm. Entretanto a tenacidade a fratura é consideravelmente afetada para altas taxas de deformação, com redução de aproximadamente 30% nas amostras com orientação de entalhe X-Y (defeito lateral passante) e de aproximadamente 40% nas amostras com orientação de entalhe X-Z (defeito superficial), demostrados através do JΔinit. / Mechanical testing are worldwide employed for materials characterization and implementation. Among the large group of the existing tests, the conventional impact test has been used for industry and academic fields, especially oil and gas engineering in order to evaluate the energy absorbed of a notched sample, according to the ASTM E23 standard. However, the energy absorbed has a limited use and is not usually accepted as a quantitative indicator of the fracture thougness. Thus, by using an instrumented impact test, there will be an increasing in the amount of information obtained than the traditional impact test and, thefore, a detailed study of the structural integrity of materials can be carried out for manufacturing of pipes. Hence, this study aims to characterize a pipe steel API 5L X70 seamless, with 11 inches outside diameter and ½ inche of wall, against dynamic failure through fracture toughness, comparing static loading with dynamic through the results of J0,2 and Jm. However, fracture toughness is considerably affected at high deformation rates, with a reduction of approximately 30% in X-Y notch (through thickness defect) and approximately 40% in X-Z notch (surface defect) samples, demonstrated for JΔinit.