Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Gralik.pdf: 15694789 bytes, checksum: 46d9955a777f2f852ddacabc2dfd661e (MD5) Previous issue date: 2012-08-08 / The porcelains are multiphase materials produced with natural raw materials, containing less than 0.5% of residual porosity and having more than 10% volume of a glassy phase. The main porcelains are composed of kaolin-quartz-feldspar which are called triaxial porcelains. The use of alumina as a substitute for quartz in the porcelain in of these formulations has been developed for some time. The results show a significant improvement in their mechanical properties, but alumina has a high cost compared with other raw materials. The study of the possibility of using alternative materials, that is also a source of alumina and with lower cost is quite important. In this work, quartz was substituted , in the formulation of triaxial porcelain, for alumina originating from the metallurgical process of aluminum in its various stages, beginning with the bauxite, followed by aluminum hydroxide obtained by two distinct processes (Reprecipitation and Bayer) and finally the alumina. The total and partial replacement was to evaluate the influence of quartz and raw materials in the formation of phases and mechanical properties of triaxial porcelain. The compositions studied were formed by pressing and sintered at different temperatures. The characterization of the porcelain was made by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, mechanical strength by three point bending and measures of density, porosity and water absorption. The results showed that the use of raw bauxite, aluminum hydroxide and aluminum hydroxide Bayer reprecipitated as an alternative source of Al2O3 is viable and there is a considerable increase of mechanical strength both in partial replacement as in the substitution of quartz. / As principais porcelanas são as compostas por caulim-feldspato-quartzo as quais recebem o nome de porcelanas triaxiais. A utilização da alumina como substituto do quartzo nas formulações dessas porcelanas vem sendo desenvolvida já há algum tempo. Os resultados mostram uma grande melhoria nas suas propriedades mecânicas, mas a alumina ainda tem um custo bastante elevado comparado com outras matérias-primas. O estudo da possibilidade do uso de matérias-primas alternativas, que também sejam fontes de alumina é bastante importante. Assim, neste trabalho o quartzo foi substituído, na formulação de uma porcelana triaxial, por alumina oriunda do processo metalúrgico do alumínio em suas diversas etapas, começando com a bauxita, seguido do hidróxido de alumínio obtido por dois processos distintos (Reprecipitação e Bayer) e finalmente pela alumina. A substituição foi total e parcial para melhor avaliar a influência do quartzo e das matérias-primas na formação das fases e nas propriedades mecânicas das porcelanas triaxiais. As composições estudadas foram conformadas por prensagem e sinterizadas em diferentes temperaturas. A caracterização dasporcelanas foi feita por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, resistência mecânica à flexão em três pontos e medidas de densidade aparente, porosidade aparente e absorção de água. Os resultados mostraram que a utilização das matérias-primas bauxita, hidróxidos de alumínio Bayer e hidróxido de alumínio reprecipitado, como fonte alternativade Al2O3 é viável e ocorre um aumento considerável da resistência mecânica, tanto na substituição parcial como na substituição total do quartzo. Palavras chave: porcelana, alumina, microestrutura, resistência mecânica, quartzo.

As amarras de correntes de aço para aplicação naval utilizadas na indústria de óleo e gás são fabricadas para atender elevadas exigências operacionais. Com a prospecção de petróleo em águas profundas e ultraprofundas o conhecimento de suas propriedades torna-se relevante. Frente a essa necessidade foi realizado o estudo das propriedades mecânicas e metalúrgicas de um elo de corrente de amarra naval na indústria do petróleo proveniente de operação. Esse estudo teve como objetivo principal identificar e avaliar as propriedades mecânicas e metalúrgicas das regiões resultante do processo de soldagem por centelhamento frente ao material de base. Como objetivo secundário foi classificado o material de acordo com algumas propriedades mecânicas recomendadas pela IACS UR W22. Para isso foram realizados ensaios de tração, microdureza, tenacidade ao impacto Charpy e à fratura CTOD, com avaliações metalúrgicas no material de base e região de união por centelhamento. Como resultado foi verificado que o processo de soldagem por centelhamento produziu zonas de extensões reduzidas e com menores valores de tenacidade à fratura e ao impacto. O processo de centelhamento produziu união com espessura de 0,375 mm, com uma zona de solda revelada por ataque químico e duas zonas afetadas pelo calor caracterizadas apenas por perfil de microdureza, com 0,150 mm e 0,300 mm, respectivamente. Os menores valores de tenacidade ao impacto Charpy e à fratura CTOD foram medidos nos corpos de prova posicionados na zona afetada pelo calor. Os resultados obtidos em todos os ensaios foram comparados com as recomendações técnicas IACS UR W22, onde caracterizou o elo como grau R4. / Mooring chains of offshore systems anchors are design to be used under extreme environment operation. New fields of exploration have been operated in deep water and ultra-deep water, wherefore, require more knowledge of the mechanical and metallurgical properties. Hence a study of a studless link of offshore chain from the operating service component was carried out. The main goal of this work was to determine and evaluate the properties of the base material and the zones produced by Flash Butt Welding Process. Furthermore, the material was characterized by the IACS UR W22 standard recommendation. In this study tests of tensile test, microhardness, Charpy and CTOD toughness, mechanical and metallurgical evaluation were performed in the base material and welding zones. The results showed small welding zones with reduced impact and fracture toughness. The lowest values were seen in specimens from the heat affect zone. The weld zone thickness observed by chemical etching extend 0,375 mm and the microhardness profile indicated a Heat Affected Zone (HAZ) with 0,150 and 0,300 mm. The lowest Charpy and CTOD toughness tests were measured in the HAZ specimens. These results were compared with IACS UR W22 standard recommendation and the link chain was characterized as R4 grade.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-31Bitstream added on 2014-06-13T20:41:11Z : No. of bitstreams: 1 sostena_mmds_dr_bauru.pdf: 1109599 bytes, checksum: 95e32b77f35f4c401d09a1dff43e0434 (MD5) / O propósito deste estudo foi avaliar as propriedades de resistência mecânica, o grau de conversão e a temperatura de transição vítrea de três resinas ortodônticas fotopolimerizáveis (Fill Magic, Ortho Lite Cure e Transbond XT), em função da umidade, temperatura, tempo de irradiação e da densidade de potência do aparelho fotopolimerizador. A resistência mecânica foi avaliada por meio de ensaios mecânicos de cisalhamento e de dureza Vickers. O grau de conversão e a temperatura de transição vítrea foram avaliados por espectroscopia no infravermelho e mecânica, respectivamente. Os resultados demonstraram que as resinas Ortho Lite Cure e Transbond XT apresentaram valores de resistência ao cisalhamento e dureza estatisticamente superior aos obtidos para resina Fill Magic, embora a resina Fill Magic tenha alcançado os maiores valores de grau de conversão. Maiores valores de temperatura de transição vítrea foram observados para as resinas Ortho Lite Cure e Transbond XT. Estes resultados podem estar relacionados a diferenças estruturais e no conteúdo inorgânico dos materiais. O tempo de irradiação e a densidade de potência do aparelho fotopolimerizador influenciaram significativamente nas propriedades avaliadas. O uso de um menor tempo de irradiação associado a uma menor densidade de potência ocasionou uma redução nos valores de resistência mecânica, grau de conversão e temperatura de transição vítrea. A umidade não influenciou na propriedade de dureza dos materiais. Por outro lado, o tratamento térmico influenciou no comportamento mecânico dos materiais e promoveu uma diminuição da temperatura de transição vítrea. / The purpose of this work was evaluate the mechanical resistance, the degree of conversion and glass transition temperature properties of three orthondontic light-cured resins (Fill Magic, Ortho Lite Cure and Transbond (XT) in function of the humidity, temperature, irradiation time and power density of the light-curing unit. The mechanical resistence was evaluated through shear strength and Vickers hardness measurements. The degree of conversion and glass transition were evaluated by infrared and mechanical spectroscopy, respectively. The results showed that the Ortho Lite Cure and Transbond XT resins have shear bond strength and hardness statistically higher than Fill Magic resin, to have reached a higher degree of conversion. Higher glass transition temperature was observed for the resins Ortho Lite Cure and Transbond XT. These results may be related to differences in the structure and in the inorganic content of materials. The irradiation time and power density of the light-curing units significantly influenced the evaluated properties. The use of a shorter time of irradiation associated to a lower power density caused a reduction in the values of mechanical resistance, degree of conversion and glass transition temperature. The humidity did not influence the hardness of resins. On the other hand, the heat treatments influenced the mechanical behavior of resins and it promoted in the glass transition temperature.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-08T17:23:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitoTeoresZr.pdf: 4957615 bytes, checksum: 1e8f0347b97949f3aeb3346502d15100 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-01T16:41:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitoTeoresZr.pdf: 4957615 bytes, checksum: 1e8f0347b97949f3aeb3346502d15100 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-01T16:41:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitoTeoresZr.pdf: 4957615 bytes, checksum: 1e8f0347b97949f3aeb3346502d15100 (MD5) Previous issue date: 2010 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho objetiva desenvolver uma análise da influência do Zr na modificação de características importantes em ligas de Al-EC-Si para aplicação como condutor de energia elétrica, almejando obter-se propriedades termorresistentes. Para a realização deste estudo, as ligas foram obtidas por fundição direta em lingoteira metálica em formato “U”, a partir do Al-EC, fixando-se na base o teor de 0,7% de Si, e em seguida, variando-se diferentes teores de Zr. Com o intuito de precipitar as partículas de segunda fase chamadas de dispersóides, que tem como principal característica a retenção da microestrutura deformada quando exposta a altas temperaturas, foi necessário submeter as ligas a um tratamento térmico de 310 ºC durante 24 horas afim de provocar o surgimento dos finos dispersóides de Al₃Zr. Foram estabelecidas duas etapas para obtenção dos resultados: A ETAPA I composta da solidificação, usinagem e deformações obtidas com as ligas, gerando os fios que foram utilizados em todos os ensaios. A ETAPA II repete os mesmos procedimentos adotados na ETAPA I, porém é feito um tratamento térmico de 310ºC por 24 horas antes da deformação. A caracterização das amostras dos fios de cada liga quanto à termorresistividade, que obedeceu a exigência da COPEL (Companhia Paranaense de Energia), sendo submetidos à temperatura de 230 ºC por uma hora e foram feitos também tratamentos térmicos na temperatura de 310 e 390ºC, com a finalidade de se avaliar a estabilidade térmica das ligas estudadas. Verificou-se de maneira geral que teores crescentes de Zr provocam um refinamento de grão e aumentam o LRT e a estabilidade térmica da liga, tanto na ETAPA I quanto na ETAPA II. Foi observado ainda que na ETAPA I, a condutividade foi bastante afetada pelos teores de Zr, e que a inserção do tratamento térmico da ETAPA II melhorou a capacidade de conduzir energia elétrica na liga, particularmente para o diâmetro que sofreram maior deformação. / This paper aims to develop an analysis of the influence of Zr in the modification of important characteristics of Al-EC-Si alloys used in electrical conductors, aiming to obtain heat resistant properties. For this study, the alloys were obtained by direct casting in a U-shaped ingot mold, from the Al-EC, with a base Si content of 0,7%, and then varying with different amounts of Zr. Intending o precipitate second phase particles called dispersoid, whose main characteristic is the retention of the deformed microstructure when exposed to high temperatures, it was necessary to submit the alloys to a heat treatment of 310 ºC for 24 hours in order to cause the appearance of fine dispersoids of Al₃Zr. Two steps were established to obtain the results: The Step I was composed of solidification, machining and deformation obtained with the alloys, generating the wires used in all tests. The Step II repeats the same processes adopted in the Step I, however a heat treatment of 310 ºC for 24 hours was made before deformation. The heat resistance characterization of the specimens of each alloy followed the requirements of COPEL (Companhia Paranaense de Energia Elétrica ) when submitted to temperatures of 230 ºC for 24 hours, and heat treatments at temperatures of 310 ºC and 390 ºC were also made to evaluate the thermal stability of the alloys. In general, it was observed that crescent contents of Zr results in a grain refinement and a increase of the Ultimate Tensile Strength and thermal stability of the alloy, both in the Step I and Step II. It was also observed that in Step I, the electrical conductivity was severely affected by the Zr contents and the addition of heat treatment in Step II increased the electrical conductivity of the alloy, particularly to diameters that suffered higher deformation.

O objetivo deste trabalho foi de otimizar o processo de fabricação da placa reforçadora de solo, fabricada pelo processo de injeção sob baixa pressão em liga de alumínio. Atualmente, a liga utilizada no processo é a SAE 305 (AA 413) e problemas de falha do componente em campo tem sido reportados pelos clientes. As peças estudadas referem-se às placas acessórias utilizadas para fornecer sustentação durante a entrada e saída de vaus por carros de combate do Exército Brasileiro, anteriormente adquiridas no mercado internacional e agora produzidas internamente. O estudo focou na alteração da composição química da liga, baseado na liga de alumínio da peça importada, tratamento de banho com modificação do silício, refino de grão e modificação no projeto do molde permanente. Adquiriu-se junto ao fornecedor a liga de Al9Si0,3Mg visando a fabricação das peças com tratamento térmico T6. Para obtenção das propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração, dureza Brinell e impacto. Para caracterização metalúrgica foram realizados ensaios metalográficos com auxílio de microscopia óptica. Verificou-se que a presença de magnésio na liga Al-Si exclusivamente com tratamento térmico T6, alterou o comportamento mecânico da peça melhorando seus resultados. O tratamento de banho com modificador de silício a base de sódio não produziu resultados significativos. Finalmente, realizou-se simulação do preenchimento da molde via software CAE Click2Cast, modo injeção de baixa pressão, para caracterização dos defeitos e sugestões de melhoria no sistema de alimentação. Deste trabalho, conclui-se que as melhores propriedades mecânicas de resistência a tração e dureza foram obtidas com a alteração da liga SAE 305 para a liga Al9Si0,3Mg com tratamento térmico T6 e que para atingir melhores resultados deve-se introduzir ao processo um novo molde permanente com refrigeração e alimentação adequada da peça. / The objective of this research was to optimize the manufacturing process of the reinforcing plate of soil, manufactured by the injection process under low pressure in Al-Si alloy. Currently, the alloy used in the process is SAE 305 (AA 413) and mechanical resistance problems, when used in the field, have been reported by customers. Currently, the alloy used in the process is SAE 305 (AA 413) and field component failure problems have been reported by customers. The studied pieces refer to the accessory plates used to provide support during the entry and exit of vats by tanks of the Brazilian Army, previously acquired in the international market and now produced internally. The study focused on the alteration of the chemical composition of the alloy, based on the aluminum alloy of the imported part, bath treatment with silicon modification, grain refining and modification in the permanent mold design. The Al9Si0.3Mg alloy was purchased from the supplier to manufacture the T6 heat treated parts. To obtain the mechanical properties tensile tests, Brinell hardness and impact were performed. For metallurgical characterization, metallographic tests were performed with the aid of light microscopy. It was verified that the presence of magnesium in the Al-Si alloy exclusively with T6 heat treatment, altered the mechanical behavior of the part improving its results. Bath treatment with sodium silicon modifier did not produce significant results. Finally, the mold filling simulation was carried out using CAE Click2Cast software, low pressure injection mode, to characterize the defects and suggestions for improvement in the feed system. From this work, it was concluded that the best mechanical properties of tensile strength and hardness were obtained with the change of the SAE 305 alloy to the Al9Si0.3Mg alloy with T6 thermal treatment and that to achieve better results a new permanent mold with cooling and proper feeding of the part.

As amarras de correntes de aço para aplicação naval utilizadas na indústria de óleo e gás são fabricadas para atender elevadas exigências operacionais. Com a prospecção de petróleo em águas profundas e ultraprofundas o conhecimento de suas propriedades torna-se relevante. Frente a essa necessidade foi realizado o estudo das propriedades mecânicas e metalúrgicas de um elo de corrente de amarra naval na indústria do petróleo proveniente de operação. Esse estudo teve como objetivo principal identificar e avaliar as propriedades mecânicas e metalúrgicas das regiões resultante do processo de soldagem por centelhamento frente ao material de base. Como objetivo secundário foi classificado o material de acordo com algumas propriedades mecânicas recomendadas pela IACS UR W22. Para isso foram realizados ensaios de tração, microdureza, tenacidade ao impacto Charpy e à fratura CTOD, com avaliações metalúrgicas no material de base e região de união por centelhamento. Como resultado foi verificado que o processo de soldagem por centelhamento produziu zonas de extensões reduzidas e com menores valores de tenacidade à fratura e ao impacto. O processo de centelhamento produziu união com espessura de 0,375 mm, com uma zona de solda revelada por ataque químico e duas zonas afetadas pelo calor caracterizadas apenas por perfil de microdureza, com 0,150 mm e 0,300 mm, respectivamente. Os menores valores de tenacidade ao impacto Charpy e à fratura CTOD foram medidos nos corpos de prova posicionados na zona afetada pelo calor. Os resultados obtidos em todos os ensaios foram comparados com as recomendações técnicas IACS UR W22, onde caracterizou o elo como grau R4. / Mooring chains of offshore systems anchors are design to be used under extreme environment operation. New fields of exploration have been operated in deep water and ultra-deep water, wherefore, require more knowledge of the mechanical and metallurgical properties. Hence a study of a studless link of offshore chain from the operating service component was carried out. The main goal of this work was to determine and evaluate the properties of the base material and the zones produced by Flash Butt Welding Process. Furthermore, the material was characterized by the IACS UR W22 standard recommendation. In this study tests of tensile test, microhardness, Charpy and CTOD toughness, mechanical and metallurgical evaluation were performed in the base material and welding zones. The results showed small welding zones with reduced impact and fracture toughness. The lowest values were seen in specimens from the heat affect zone. The weld zone thickness observed by chemical etching extend 0,375 mm and the microhardness profile indicated a Heat Affected Zone (HAZ) with 0,150 and 0,300 mm. The lowest Charpy and CTOD toughness tests were measured in the HAZ specimens. These results were compared with IACS UR W22 standard recommendation and the link chain was characterized as R4 grade.

A aplicação de chapas de aço como revestimento em matrizes de forjamento a quente tem sido estudada como uma alternativa inovadora, dentro de um projeto de cooperação internacional titulado “Evaluation of Sheet Metal Covers to Improve Tool Life in Forging”. Pesquisa realizada em parceria com a Alemanha pelo programa BRAGECRIM. Essas chapas serviriam como um metal de sacrifício em matrizes de forjamento a quente, que pretende substituir tratamentos superficiais de alto custo. As limitações geométricas e propriedades mecânicas das chapas garantiriam o sucesso ou não da gravura conforme o design exigido pela ferramenta, como também o número de ciclos de forjamento mantendo-se a integridade. Desta forma, o conhecimento das propriedades mecânicas em chapas e ductilidade torna-se fundamental para garantir os limites de aplicabilidade. Portanto, este trabalho tem como objetivo avaliar as propriedades mecânicas e os aspectos metalúrgicos em diferentes temperaturas de duas chapas de alta resistência DP600 e Hardox450®, os quais possuem diferentes microestruturas e ductilidade. Esta escolha se deve as diferentes aplicações que ambos os materiais possuem na indústria automobilística, devido as suas propriedades físicas, com a hipótese que influenciará na aplicação como máscaras que irão proteger as matrizes. Para isso foram realizados ensaios de dureza após ciclos de aquecimento e tração em diferentes temperaturas, com taxa de deformação controlada, simulando as condições térmicas que o material irá suportar durante o processo de forjamento. Para avaliar a ductilidade das chapas foi realizado o ensaio de estiramento biaxial. Uma análise pelo método de elementos finitos foi utilizada no ensaio de estiramento de punção esférico Erichsen, o qual foi possível pela análise de laboratório validar os experimentos e então a realização da simulação de estampagem de uma geometria bi radial em formato de copo. Os resultados de tração e dureza mostram que o DP600 possui considerável resistência mecânica em altas temperaturas com boa ductilidade, porém não maior que o Hardox450®, que perde em termos de ductilidade devido a fenômenos de fragilização em altas temperaturas. A simulação numérica permitiu avaliar como seria o produto estampado em uma geometria 3D, sobre os aspectos geométricos da chapa e os efeitos de anisotropia do DP600, como também suas tensões. / The application of sheet metal cover in hot forging dies has been studied as an innovative alternative, within an international project titled "Evaluation of sheet metal covers to improve tool life in forging". Research carried out in partnership with Germany under the BRAGECRIM program. The sheet metal would apply as a sacrificial membrane in the hot forging die, which intended to replace expensive surface treatments. The geometrical limitations and mechanical properties of the plates would guarantee the success or failure of the engraving according to the design required by the tool, as well as the number of forging cycles maintaining the integrity. In this way, the knowledge of the mechanical properties of the sheet metals and ductility becomes fundamental to guarantee the limits of applicability. Therefore, this work has as objective to evaluate the mechanical properties and the metallurgical aspects in different temperatures of two advanced High Strength Steel Sheets DP600 and Hardox450®, which have different microstructures and ductility. This choice is due to the different applications that both materials have in the automotive industry due to their properties, with the hypothesis that will influence the application as masks that will protect dies. Therefore, a hardness test has performed after heating cycles and tensile tests at different temperatures, with a controlled strain rate, simulating the thermal conditions that the material will withstand during the forging process. Biaxial stretching test to evaluate the ductility of the plates were performed. An inverse analysis by the finite element method was used in the Erichsen biaxial stretching test, in which it has been possible to validate the experiments and then to perform the stamping simulation of a bi-radial geometry in a cup format. The results show that the DP600 has considerable mechanical resistance at high temperatures with good ductility, but not higher than the Hardox450®, which is inferior in terms of ductility due to embrittlement phenomena at high temperatures. The numerical simulation allowed an evaluation of how the product can be stamped in a 3D geometry, the geometric aspects of the plate, the anisotropy effects of the DP600, as well as stress distributions.

O objetivo deste trabalho foi de otimizar o processo de fabricação da placa reforçadora de solo, fabricada pelo processo de injeção sob baixa pressão em liga de alumínio. Atualmente, a liga utilizada no processo é a SAE 305 (AA 413) e problemas de falha do componente em campo tem sido reportados pelos clientes. As peças estudadas referem-se às placas acessórias utilizadas para fornecer sustentação durante a entrada e saída de vaus por carros de combate do Exército Brasileiro, anteriormente adquiridas no mercado internacional e agora produzidas internamente. O estudo focou na alteração da composição química da liga, baseado na liga de alumínio da peça importada, tratamento de banho com modificação do silício, refino de grão e modificação no projeto do molde permanente. Adquiriu-se junto ao fornecedor a liga de Al9Si0,3Mg visando a fabricação das peças com tratamento térmico T6. Para obtenção das propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração, dureza Brinell e impacto. Para caracterização metalúrgica foram realizados ensaios metalográficos com auxílio de microscopia óptica. Verificou-se que a presença de magnésio na liga Al-Si exclusivamente com tratamento térmico T6, alterou o comportamento mecânico da peça melhorando seus resultados. O tratamento de banho com modificador de silício a base de sódio não produziu resultados significativos. Finalmente, realizou-se simulação do preenchimento da molde via software CAE Click2Cast, modo injeção de baixa pressão, para caracterização dos defeitos e sugestões de melhoria no sistema de alimentação. Deste trabalho, conclui-se que as melhores propriedades mecânicas de resistência a tração e dureza foram obtidas com a alteração da liga SAE 305 para a liga Al9Si0,3Mg com tratamento térmico T6 e que para atingir melhores resultados deve-se introduzir ao processo um novo molde permanente com refrigeração e alimentação adequada da peça. / The objective of this research was to optimize the manufacturing process of the reinforcing plate of soil, manufactured by the injection process under low pressure in Al-Si alloy. Currently, the alloy used in the process is SAE 305 (AA 413) and mechanical resistance problems, when used in the field, have been reported by customers. Currently, the alloy used in the process is SAE 305 (AA 413) and field component failure problems have been reported by customers. The studied pieces refer to the accessory plates used to provide support during the entry and exit of vats by tanks of the Brazilian Army, previously acquired in the international market and now produced internally. The study focused on the alteration of the chemical composition of the alloy, based on the aluminum alloy of the imported part, bath treatment with silicon modification, grain refining and modification in the permanent mold design. The Al9Si0.3Mg alloy was purchased from the supplier to manufacture the T6 heat treated parts. To obtain the mechanical properties tensile tests, Brinell hardness and impact were performed. For metallurgical characterization, metallographic tests were performed with the aid of light microscopy. It was verified that the presence of magnesium in the Al-Si alloy exclusively with T6 heat treatment, altered the mechanical behavior of the part improving its results. Bath treatment with sodium silicon modifier did not produce significant results. Finally, the mold filling simulation was carried out using CAE Click2Cast software, low pressure injection mode, to characterize the defects and suggestions for improvement in the feed system. From this work, it was concluded that the best mechanical properties of tensile strength and hardness were obtained with the change of the SAE 305 alloy to the Al9Si0.3Mg alloy with T6 thermal treatment and that to achieve better results a new permanent mold with cooling and proper feeding of the part.

A aplicação de chapas de aço como revestimento em matrizes de forjamento a quente tem sido estudada como uma alternativa inovadora, dentro de um projeto de cooperação internacional titulado “Evaluation of Sheet Metal Covers to Improve Tool Life in Forging”. Pesquisa realizada em parceria com a Alemanha pelo programa BRAGECRIM. Essas chapas serviriam como um metal de sacrifício em matrizes de forjamento a quente, que pretende substituir tratamentos superficiais de alto custo. As limitações geométricas e propriedades mecânicas das chapas garantiriam o sucesso ou não da gravura conforme o design exigido pela ferramenta, como também o número de ciclos de forjamento mantendo-se a integridade. Desta forma, o conhecimento das propriedades mecânicas em chapas e ductilidade torna-se fundamental para garantir os limites de aplicabilidade. Portanto, este trabalho tem como objetivo avaliar as propriedades mecânicas e os aspectos metalúrgicos em diferentes temperaturas de duas chapas de alta resistência DP600 e Hardox450®, os quais possuem diferentes microestruturas e ductilidade. Esta escolha se deve as diferentes aplicações que ambos os materiais possuem na indústria automobilística, devido as suas propriedades físicas, com a hipótese que influenciará na aplicação como máscaras que irão proteger as matrizes. Para isso foram realizados ensaios de dureza após ciclos de aquecimento e tração em diferentes temperaturas, com taxa de deformação controlada, simulando as condições térmicas que o material irá suportar durante o processo de forjamento. Para avaliar a ductilidade das chapas foi realizado o ensaio de estiramento biaxial. Uma análise pelo método de elementos finitos foi utilizada no ensaio de estiramento de punção esférico Erichsen, o qual foi possível pela análise de laboratório validar os experimentos e então a realização da simulação de estampagem de uma geometria bi radial em formato de copo. Os resultados de tração e dureza mostram que o DP600 possui considerável resistência mecânica em altas temperaturas com boa ductilidade, porém não maior que o Hardox450®, que perde em termos de ductilidade devido a fenômenos de fragilização em altas temperaturas. A simulação numérica permitiu avaliar como seria o produto estampado em uma geometria 3D, sobre os aspectos geométricos da chapa e os efeitos de anisotropia do DP600, como também suas tensões. / The application of sheet metal cover in hot forging dies has been studied as an innovative alternative, within an international project titled "Evaluation of sheet metal covers to improve tool life in forging". Research carried out in partnership with Germany under the BRAGECRIM program. The sheet metal would apply as a sacrificial membrane in the hot forging die, which intended to replace expensive surface treatments. The geometrical limitations and mechanical properties of the plates would guarantee the success or failure of the engraving according to the design required by the tool, as well as the number of forging cycles maintaining the integrity. In this way, the knowledge of the mechanical properties of the sheet metals and ductility becomes fundamental to guarantee the limits of applicability. Therefore, this work has as objective to evaluate the mechanical properties and the metallurgical aspects in different temperatures of two advanced High Strength Steel Sheets DP600 and Hardox450®, which have different microstructures and ductility. This choice is due to the different applications that both materials have in the automotive industry due to their properties, with the hypothesis that will influence the application as masks that will protect dies. Therefore, a hardness test has performed after heating cycles and tensile tests at different temperatures, with a controlled strain rate, simulating the thermal conditions that the material will withstand during the forging process. Biaxial stretching test to evaluate the ductility of the plates were performed. An inverse analysis by the finite element method was used in the Erichsen biaxial stretching test, in which it has been possible to validate the experiments and then to perform the stamping simulation of a bi-radial geometry in a cup format. The results show that the DP600 has considerable mechanical resistance at high temperatures with good ductility, but not higher than the Hardox450®, which is inferior in terms of ductility due to embrittlement phenomena at high temperatures. The numerical simulation allowed an evaluation of how the product can be stamped in a 3D geometry, the geometric aspects of the plate, the anisotropy effects of the DP600, as well as stress distributions.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / To present research has for objective investigate the technical feasibility of the job of rice husk ask ungrounded, in concretes for structural ends. This study tries the mechanical properties of axial compression strength, tensile strength by diametrical compression, elasticity modulus and total shrinkage of concretes molded with addition of RHA natural, with contents of 15% and 25% in substitution in mass of cement CP II-F, in the forms ground in mill of balls and natural (without grinding), and compared with the concrete of reference, with 0.45, 0.55, and 0.65 water/cementations materials relationships. Were tested for resistance to axial compression on the ages of 7, 28 and 91 days, resistance to diametric compression by 28 and 91 days, modulus of elasticity at 28 and 91 days and total shrinkage at 28, 91 and 300 daysThe results indicated that technical feasibility exists for the use of rice husk ash ungrounded, for the content of 15% of substitution, in structural concrete. The values from tests of concrete with 15% of RHA without grinding developed axial compression strength over the reference, lower shrinkages, tensile strength by diametrical compression and elasticity modulus lower however with not significant falls. / A presente pesquisa teve por objetivo investigar a viabilidade técnica, quanto à propriedade mecânica e de retração, do emprego de cinza de casca de arroz residual, ou seja, em seu estado natural, em concretos para fins estruturais. Este estudo trata das propriedades mecânicas de resistência por compressão axial e diametral, módulo de elasticidade e das retrações de concretos moldados com adição de CCA natural, com teores de 15% e 25% em substituição em massa de cimento CP II-F, nas formas moída em moinho de bolas e natural (sem beneficiamento), e comparadas com o concreto de referência, com três relações água/aglomerante 0,45, 0,55, e 0,65. Foram realizados ensaios de resistência por compressão axial nas idades de 7, 28 e 91 dias, resistência por compressão diametral aos 28 e 91 dias, módulo de elasticidade aos 28 e 91 dias e retração total aos 28, 91 e 300 dias.Os resultados indicaram que existe viabilidade técnica para o emprego de cinza de casca de arroz natural, sem moagem, para o teor de 15% de substituição, para emprego em concreto estrutural. Os valores obtidos nos ensaios dos concretos com 15% de CCA natural desenvolveram resistências axiais superiores ao referência, retrações inferiores, módulo de elasticidade e resistência por compressão diametral inferiores porém com quedas não significativas .