Orientador: Maria Helena Robert / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T20:58:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bubenik_RubensLuiz_M.pdf: 9820006 bytes, checksum: 74e4259834492d5dafe6eb6b382dbc4f (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho trata do projeto e construção de um equipamento capaz de alterar a morfologia da fase primária de ligas metálicas em solidificação, diferenciando-a das estruturas dendríticas produzidas na solidificação convencional. Neste processo uma força externa provoca movimentos no metal líquido com objetivo de alterar a morfologia de crescimento do sólido, resultando em estruturas pré-reofundidas. No equipamento idealizado é utilizado um campo magnético girante para fornecer a força necessária ao movimento. O trabalho envolve projeto, construção e montagem de circuitos elétricos, circuitos eletrônicos e dispositivos mecânicos, bem como testes de eficiência do equipamento na produção de estruturas pré-reofundidas da liga AA 2011. Para testes foram variados o tempo de agitação do líquido (230 e 300 s), e o modo de agitação (normal e com reversão), sendo mantidas constantes a potência (1040 W) e a taxa de resmamento ('20 GRAUS¿/min.). Os resultados obtidos atestam a eficiência do equipamento na obtenção de lingotes com macroestrutura equiaxial refinada, homogênea em todo o seu volume, e microestrutura apresentando dendritas fragmentadas, com fator de forma de 2 a 3 para todas as condições analisadas. Estes valores de fator de forma podem ser considerados excelentes para materiais a serem utilizados como matéria prima para a conformação no estado pastoso reofundido / Abstract: This work relates the design and development of an equipment capable of modifying the morphology of primary phase during solidification of metal alloys, differentiating such structures ftom those dendritic obtained in conventional solidification. In this process turbulence is imposed to the liquid metal by means of a external force with the purpose of modifying the morphology of the growing solid, resulting in pre-rheocast structures. In the idealized equipment a rotating magnetic field is used to provide the necessary stirring in the Liquid. This work involves design, building and assembling of the equipment, as well as preliminarytests to analyse the efficiency of the equipment to produce ingots of the alloy AA 2011 with pre-rheocast structures. Different stirring times (230 and 330 s) and type of movement (normal or reverted) were utilized in the tests, while power and freezing rate in the material were kept constant (1040 W and '20 DEGREES¿/min., respectively). Results showed the efficiency of the designed equipment in the production of ingots with fine, equiaxial and homogeneous macrostructure and microstructures presenting highly ftagmented dendrites, with values of morphology index varying ftom 2 to 3 for all operational conditions tested. Those values of morphology index can be considered excellent for a material to be utilized as raw material for forming in the semi-solid state or thixoforming / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Noé Cheung / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T15:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_JonasDias_M.pdf: 8725613 bytes, checksum: 4224f8e05e9dbca09ceebfbb4e419859 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Diversas aplicações industriais, tais como aquelas típicas dos setores automotivo e aeronáutico, que necessitam de resistência mecânica, utilizam ligas do sistema Al-Cu. As ligas do sistema ternário Al-Cu-Ag são empregadas como modelo para o estudo de ligas eutéticas ternárias, além do uso em certo número de aplicações técnicas, como a soldagem em alta temperatura de Al com liga Ag-Cu. Entretanto, não consta na literatura o estudo dos efeitos, em ligas do sistema Al-Cu solidificadas em regime transitório, nos parâmetros microestruturais e nas propriedades mecânicas em decorrência da adição de Ag. Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho consiste na investigação dos efeitos da adição de 4%Ag nos parâmetros de solidificação: velocidade de crescimento (VL) e taxa de resfriamento (?), na microestrutura e nas propriedades mecânicas da liga Al-4%Cu solidificada unidirecionalmente no sentido vertical ascendente em regime transitório. São apresentadas leis experimentais para as ligas Al-4%Cu e Al-4%Cu-4%Ag que correlacionam os espaçamentos dendríticos primário (?1), secundário (?2) e terciário (?3) com VL e ?. Foram realizadas análises de difração de raios-X para a caracterização das fases cristalinas presentes na microestrutura das ligas. O difratograma da liga binária detectou a presença dos intermetálicos ?-Al2Cu, Al-Cu, Al4Cu9 e Al6Fe e, para o caso da liga ternária, adicionalmente foi detectado o intermetálico ?-Ag3Al. Composições químicas de regiões do contorno da dendrita, assim como de seu interior, foram obtidas com o auxílio de um microscópio eletrônico de varredura acoplado a um sistema de análise por energia dispersiva. Diversas posições ao longo do lingote foram analisadas através da técnica de fluorescência de raios-X com objetivo de determinar o perfil de macrosegregação. Constatou-se que a microdureza não é influenciada pela variação tanto em ?1 quanto em ?2 da liga Al-4%Cu. Os intermetálicos ?-Ag2Al e ?-Ag3Al são responsáveis pelo aumento de dureza devido a sua interação com ?3 e outros intermetálicos. Observou-se que a liga Al-4%Cu-4%Ag apresentou limite de resistência à tração (?u), limite de escoamento (?e) e alongamento específico (?) superiores aos da liga Al-4%Cu / Abstract: Al-Cu alloys are used in several industrial applications, such as automotive and aerospace manufacturing, which demand mechanical strength performance. The Al-Cu-Ag ternary alloy system has been investigated to obtain a better understanding on ternary eutectic alloys besides its inherent applications, such as the high temperature soldering of Al with Ag-Cu alloy. However, studies concerning the effects on microstructure and hardness due to Ag addition on Al-Cu alloys solidified under transient conditions, are not found in literature. In this sense, the main objective of this work consists of investigating the solidification parameters such as growth (VL) and cooling (?) rate, microstructure and mechanical properties regarding the effects of adding 4wt% Ag on a Al-4wt%Cu alloy directionally solidified vertically upwards under unsteady-state solidification conditions. Experimental growth laws correlating the primary (?1), secondary (?2) and tertiary (?3) dendritic spacings with VL and ? are proposed for Al-4wt%Cu and Al-4wt%Cu-4wt%Ag alloys. X-ray diffraction analyses were performed in order to determine the crystalline phases present in the alloys microstructure. The diffractogram of the binary alloy detected the presence of ?-Al2Cu, Al-Cu, Al4Cu9 and Al6Fe intermetallics and, for the case of the ternary alloy, the ?-Ag3Al intermetallic was detected too. Chemical compositions at the boundary regions of the dendrite, as also inside the dendrite, were obtained using a scanning electron microscope connected to an energy-dispersive spectrometer system. Several positions along the ingot were analyzed through the X-ray fluorescence technique permitting the determination of macrosegregation profile. It is shown that the microhardness is not influenced by the variation in ?1 as well as in ?2 of the Al-Cu alloy. The ?-Ag2Al and ?-Ag3Al intermetallics are responsible for the hardness increase due to the interaction with ?3 and other intermetallics. It was observed that the Al-4wt%Cu-4wt%Ag alloy exhibited yield (?e), ultimate tensile strength (?u) and elongation (?) superior to the Al-4wt%Cu ones / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-03-28T14:44:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoMetodoAnalise.pdf: 4248322 bytes, checksum: f214f1bc50bd5566e0dacc57bf63f4b4 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-02T14:29:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoMetodoAnalise.pdf: 4248322 bytes, checksum: f214f1bc50bd5566e0dacc57bf63f4b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-02T14:29:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoMetodoAnalise.pdf: 4248322 bytes, checksum: f214f1bc50bd5566e0dacc57bf63f4b4 (MD5) Previous issue date: 1983 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental do processo de solidificação de metais, com temperatura inicial acima da temperatura de fusão, em moldes cilíndricos refrigerados. Inicialmente foi feita uma revisão bibliográfica dos principais métodos de análise da transferência de calor em sistemas metal/ molde. Em seguida, utilizando um dispositivo simulador de solidificação radial em geometrias cilíndricas, foram obtidos resultados experimentais do tempo em função da espessura solidificada. Posteriormente foi desenvolvido um método para a análise da cinética de solidificação de metais superaquecidos em moldes cilíndricos refrigerados e os resultados obtidos com o emprego do mesmo foram comparados com os valores experimentais. Possíveis aplicações do método proposto na solução de problemas práticos de fundição são apresentadas. Finalmente e apresentado um estudo comparativo da cinética de metais solidificados em moldes com geometrias plana, cilíndrica e esférica. / This work presents a theoretical-experimental study on the solidification of metals, initially at a temperature above the melting point, in cooled cylindrical moulds. A literature survey was carried out regarding the heat transfer methods applied to solidification in metal/mould systems. Using a radial water cooled device simulating the solidification of cylindrical geometries, experimental values of the solidified thickness as function of time were obtained. A method was developed to analyse the solidification kinetics of superheated metals in cooled cylindrical moulds and the predictions furnished by this method were compared with the experimental data. Possible applications of the proposed method to the solution of practical problems in the foundry process 3re presented. Finally a comparative study of the solidification kinetics of solidified metals in plane, cylindrical and spherical geometries is presented.

A liga binária Al-Cu é a base para todas as ligas da série 2xxx que são de grande importância em diversas aplicações como na indústria aeronáutica, transporte, máquinas e equipamentos. No entanto, pouco se conhece sobre os efeitos do tipo de solidificação desta liga e da deformação plástica sobre sua resistência à corrosão em meio aquoso. O escopo deste trabalho foi procurar correlacionar microestruturas da liga Al-4,5%p.Cu solidificada de maneira convencional e unidirecional vertical ascendente (brutas de fusão, deformadas plasticamente por forjamento rotativo a frio, e tratadas termicamente visando recristalização), orientações preferenciais de grãos com as características de resistência à corrosão. Foram utilizadas técnicas de microscopia eletrônica de varredura e óptica, difratometria de raios X e ensaios eletroquímicos em soluções de NaCl 0,6 M e Na2SO4 0,1M por polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. A taxa de corrosão foi maior em solução de NaCl 0,6 M do que em Na2SO4 0,1M para todas as amostras. O aumento da redução por deformação plástica conduziu a uma diminuição da resistência à corrosão da liga devido ao aumento das tensões internas e ao aparecimento de orientações preferenciais dos grãos de menor densidade planar como (200) e (220). As amostras recristalizadas apresentaram de uma forma geral uma resistência maior quando comparada às amostras não recristalizadas, comportamento atribuído ao alívio de tensões internas e ao desaparecimento da orientação preferencial do plano menos denso (220). / The binary Al-Cu alloy is the basis for all AA2xxx alloys, being important in several applications as aeronautical industry, transportation, machines and equipments. However, few is known about the effect of the type of solidification of this alloy and plastic deformation on the corrosion resistance in aqueous medium. The scope of this work was to correlate microstructures of the Al-4.5 % wt. Cu alloy solidified under conventional and upward direct chilling conditions (as cast condition, plastic formed by cold swaging, and heat treated seeking recristallyzation), crystallographic orientations and corrosion resistance characteristics. Scanning electron microscopy and optical, X ray diffractometry techniques and electrochemical measurements in NaCl 0,6 M and Na2SO4 0,1 M potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy were used. The corrosion rate in NaCl 0,6 M was higher than in Na2SO4 0,1 M for all samples. The increase of the plastic deformation led to alloy corrosion resistance decrease, due to the internal stresses increase and the arising of less dense grain preferred orientations of lower planar density as (200) and (220) orientations. The recristallyzed samples presented in a general way a higher corrosion resistance, when compared to the non recristallyzed samples, being imputed to the internal tension relieve and the extinction of the plane (220) of lower planar density to a structure of random orientation.

A reciclagem de resíduos tem sido tema de diversos estudos e pesquisas, já que o meio ambiente vem sofrendo muitos impactos ambientais por conta do desenvolvimento da indústria mundial. Nessa linha, muitas empresas têm adotado estratégias mercadológicas ditas sustentáveis, procurando atender a um requisito que, atualmente, interessa a toda a sociedade: desenvolvimento sustentável. E uma das maneiras de haver desenvolvimento econômico sustentável, minimizando os impactos ao meio ambiente, é utilizar os resíduos gerados aplicandoos em outros processos de produção. Sendo assim, o presente trabalho propõe utilizar a cinza, que resulta da queima do carvão mineral adicionado ao calcário dolomítico e a areia, gerada pelo reator de leito fluidizado circulante de uma indústria produtora de alumínio localizada na área industrial de São Luís do Maranhão. O objetivo deste trabalho é avaliar a melhor utilização desse resíduo sólido industrial em matrizes cimentícias. A investigação experimental inicia com a classificação e caracterização do resíduo in natura, avaliando seu potencial pozolânico. Com os resultados dos ensaios foi possível indicar que o seu melhor uso é como agregado, devido sua característica de não pozolânico. Também, devido a sua composição granulométrica de característica mais fina e sua elevada superfície específica, propõese que a cinza seja adicionado como filler. A etapa seguinte compreende a produção de matrizes compostas de cimento, areia e cinza (utilizada como filler), nessa etapa foram testados vários traços, aferindo suas propriedades mecânicas e eficiência de estabilização da matriz. O traço que melhor respondeu a essas questões foi o 1 : 1,5 : 1,5 (cimento:areia:cinza), pois apresentou bom desempenho mecânico utilizando grande quantidade de resíduo. Definida a matriz, essa foi submetida a ensaios complementares, para então ser aplicada na produção dos blocos prensados. Os blocos apresentaram bom desempenho mecânico e físico. A eficiência da estabilização do resíduo na matriz apresentou bons índices nos extratos solubilizados e até 100% de estabilização por solidificação, porém alguns parâmetros ainda apresentaram resultado acima do estabelecido por norma. Concluise então, que os blocos de cinza volante podem ser utilizados na construção civil, desde que sejam seguidas algumas recomendações quanto a produção e utilização dos mesmos. / The recycling of waste has been the subject of several studies and research, since the environment has undergone many environmental impacts due to the development of the industry worldwide. For that reason, many companies have adopted socalled sustainable marketing strategies, trying to meet a requirement that currently involves the whole society: the sustainable development. And one way to achieve sustainable economic development while minimizing impacts on the environment is the use of generated waste by applying it to different production processes. Therefore, this research proposes the use of ash from burning coal added to the lime and sand, generated by circulating fluidized bed reactor of an industry that produces aluminum located in the industrial area of São Luís, Maranhão. The aim of this study is to evaluate the best use of industrial solid waste in cementitious matrices. The experimental investigation starts with the classification and characterization of the waste in nature, evaluating its pozzolanic potential. From the test results it was possible to indicate that its best use is as an aggregate, due to its nonpozzolanic characteristic. Also, due to its small granulometry and high specific surface, it is proposed the ash to be added as a filler. The next step involves the production of matrices composed by cement, sand and ash (used as filler). At this stage various compositions were tested, assessing their mechanical properties and efficiency on the matrix stabilization. The composition that better responded to these questions was 1: 1.5: 1.5 (cement: sand: ash), once it showed good mechanical performance using large amounts of waste. This matrix was subjected to further testing and was subsequently used to produce the compressed blocks. The blocks showed good mechanical and physical performance. The efficiency of waste stabilization in the matrix showed good levels in solubilized extracts and up to 100% stabilization by solidification, but some parameters still showed results above the established by the norm. We conclude that the blocks made using fly ash can be used in construction, since some recommendations regarding their production and use are followed.

Componentes extrudados da liga de alumínio AA 7108 pertencente ao sistema Al-Zn-Mg são frequentemente utilizados na área de transporte. No presente trabalho, a microestrutura da liga 7108 foi estudada nas seguintes condições: bruta de solidificação, após homogeneização e após extrusão. Foram utilizadas as seguintes técnicas complementares de caracterização microestrutural: microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microanálise por dispersão de energia acoplada ao MEV, difração de raios X, medidas de dureza Vickers e de condutividade elétrica. Após solidificação, a liga apresentou estrutura dendrítica, microssegregação e compostos intermetálicos. Após tratamento de homogeneização por cerca de 10 horas a 486ºC, ocorreu dissolução quase completa das partículas de intermetálicos e diminuição da microssegregação. Foi detectada também a presença da fase Al3(Zr,Ti), que não se dissolveu durante tratamento térmico de homogeneização de até 20 horas de duração. Durante a extrusão ocorreu recristalização com significativo refino de grão, além de formação de zona periférica de grãos grosseiros. A técnica de difração de raios X utilizando o método proposto por Williamsonn e Hall mostrou eficaz e promissora para acompanhar a homogeneização. / Extruded components of the aluminum alloy AA 7108 belonging to the Al-Zn-Mg system are often used in the transport area. In the present work, the microstructure of alloy 7108 was studied in the following conditions: after solidification, after homogenization heat treatment and after extrusion. The following complementary techniques of microstructural characterization were used: optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive microanalysis coupled to SEM, X-ray diffraction, Vickers hardness measurements and electrical conductivity. After solidification, the alloy presented dendritic structure, microssegregation and intermetallic compounds. After homogenization heat treatment for about 10 hours at 486 °C, almost complete dissolution of the intermetallic particles occurred and decreased microssegregation. The presence of Al3(Zr, Ti) phase was also detected, which did not dissolve during the homogenization heat treatment of up to 20 hours. During extrusion, recrystallization occurred with significant grain refining, in addition to formation of peripheral coarse grains zone. The technique of X-ray diffraction using the method proposed by Williamsonn and Hall showed effective and promising to accompany the homogenization.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudiacanova.pdf: 1038020 bytes, checksum: c13369757b0e9c72adfb63dbe23d85e4 (MD5) Previous issue date: 2004-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of the present work was to simulate the cooling phase of the rotational molding in order to evaluate the influence of some variables in the cooling time, that is the longest one in the process. ANSYSTM software was used to perform the simulation using the finite element method, thus it will be possible to work with complex geometries in future works. However, in the present simulation a spherical mold was used. The effect of the crystallization process of polymer during the cooling phase was evaluated by the incorporation of the heat of crystallization in the curve of enthalpy. Using this procedure it was possible to observe the effect of the crystallization process on the temperature profile as a function of time for the polymeric part. It was possible to compare this profile with the correspondent theoretical curve for a similar amorphous polymer. It was evaluated also the effect of different values of convection heat transfer coefficients for the external air and the effect of using a polymer with a higher thermal conductivity, associated to the use of fillers as the aluminum. The validation of the simulated results of the cooling phase of rotational molding was done by comparison with experimental and simulated results from literature, being obtained good agreement. In present work it was performed also a validation of the ANSYSTM simulation of solidification process of polymers involving crystallization by comparison with data from quenched slabs experiments. In this case, low density polyethylene samples and low density polyethylene with aluminum, from recycled Tetra Pak packages, were used in disc shapes and submitted to quenching, being recorded the temperature profile as a function of time in different cooling rates. The simulation in the software ANSYSTM allowed a good agreement between experimental and simulated curves. It was vii observed that the convection heat transfer coefficient for the external air is the main variable that control the process and that the thermal conductivity of polymer does not play an important role in the process. It was observed also that the heat released in the crystallization process presents a significant role and that it is important to include this phenomena in the simulation. / A proposta do presente trabalho foi simular a fase de resfriamento do processo de moldagem rotacional para avaliar a influência de algumas variáveis no tempo de resfriamento, que é o mais longo no processo. O software ANSYSTM foi usado para realizar a simulação pelo método dos elementos finitos, o que permitirá em trabalhos futuros se trabalhar com geometrias complexas. No entanto, na presente simulação foi usado molde com geometria esférica. O efeito do processo de cristalização de polímeros na fase de resfriamento foi avaliado pela incorporação do calor de cristalização na curva de entalpia. Usando este procedimento, foi possível observar o efeito da cristalização no perfil de temperatura em função do tempo, comparando com a correspondente curva teórica para um polímero amorfo similar. Foi avaliado também, o efeito de diferentes valores de coeficientes de transferência de calor por convecção do ar externo e o efeito de se usar um polímero com condutividade térmica maior, devido ao uso de cargas como o alumínio. A validação dos resultados de rotomoldagem simulados via ANSYSTM foi feita por comparação com dados experimentais e simulados de literatura, tendo sido verificada uma boa concordância. No presente trabalho também foi feita uma validação da simulação via ANSYSTM da solidificação de polímeros envolvendo transformação de fase através de comparação com experimentos de choque térmico. Neste caso, amostras de polietileno de baixa densidade e polietileno de baixa densidade com alumínio, oriundos da reciclagem de embalagens Tetra Pak, foram utilizadas na forma de discos e submetidas a choque térmico, onde se registrou o perfil de temperatura em função do tempo para diferentes velocidades de resfriamento, indicando diferentes valores de coeficiente de transferência de calor por convecção. A simulação via ANSYSTM, possibilitou um bom ajuste às curvas experimentais. As simulações indicaram que o coeficiente de transferência de calor por convecção do ar externo é o fator que mais afeta o perfil de resfriamento. Verificou-se também que a condutividade térmica do polímero não afeta de maneira significativa a velocidade de resfriamento e que o calor liberado no processo de cristalização apresenta influência significativa, devendo necessariamente ser incorporado na simulação do perfil de temperatura. Estes comportamentos se mostraram coerentes com os observados na simulação do perfil de temperatura da rotomoldagem.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dannilo Eduardo Ferreira.pdf: 9079253 bytes, checksum: c166172d47d556878be0589dd0a79c96 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Austenitic stainless steels have a wide range of applications and are widely used in applications requiring high corrosion resistance, and CF-8M class are generally submitted to corrosive environments in liquid media. The microstructure of these steels has an austenitic matrix and a variable amount of delta ferrite resulting from the casting process, which is affected by process variables like cooling rate, and chemical composition of the melt. In this work were characterized four alloys of CF-8M class austenitic stainless steels. The chemical compositions differ only in chromium and nickel contents in order to generate different amounts of chromium equivalent (Creq) and nickel equivalent (Nieq) according to the Schoefer diagram with ratio Creq/Nieq ranging between 0.95 and 1.35. The variation in the value of the ratio Creq/Nieq aims to observe the influence of chemical composition on solidification mode and the phase transformations during processing of the alloy. The alloys were cast in the form of pins which samples were removed for characterization. The microstructural characterization of alloys was made with the techniques of optical microscopy with image analysis, Field emission microscope (SEM / FEG) with energy dispersive X-ray spectrometry and electron backscatter diffraction (EDS / EBSD) to compositional map. The ferritoscopy technique, EBSD phase map and XRD were used to determine the ratio between phases. Thermal analysis by DSC determined the solidification interval for alloys in the study and phase transformations resulting during cooling to room temperature. The results showed that alloys 1, 2 and 4 solidify with FA mode, as expected. The alloy 3 showed a corresponding microstructure of eutectic/peritectic solidification, not presented in any of the existing diagrams in the literature. The measures of δ-ferrite fraction for all leagues were valid for the values proposed by Schoefer diagram. The examination of the micrographs of alloys shows the variety of microstructures that a CF-8M steel can display only altering its chemical composition. The EDS/EBSD maps showed a higher segregation of alloying elements between the phases for alloys 1, 2 and 4, due to the solidification mode and further transformation in solid state. The alloy 3 showed a smaller difference in composition between phases and less variation within the same phase, which features a eutectic/peritectic solidification. The comparison between the different regions of the samples presented variation in the fraction and morphology of ferrite. The range of solidification of the four alloys in the study was within a maximum level of 4 ° C, expected to solidification with ferrite as the first phase to form from the liquid. It was observed for the alloys to solidify with FA mode a phase transformation in the solid state in the range 1320 °C to 1340 °C, corresponding to γ transformation. The energy of this transformation is inversely proportional to the amount of ferrite observed in the final microstructure of alloys. / Os aços inoxidáveis austeníticos têm uma vasta gama de aplicações, sendo muito utilizados em aplicações que requerem grande resistência à corrosão, sendo as ligas da classe CF-8M geralmente submetidas a ambientes corrosivos em meios líquidos. A microestrutura desses aços apresenta uma matriz austenítica e uma quantidade variável de ferrita delta resultante do processo de fundição, a qual é afetada por variáveis de processo como a taxa de resfriamento e composição química da liga. No presente trabalho foram caracterizadas quatro ligas de aços inoxidáveis austeníticos da classe CF-8M. As composições químicas variam somente os teores de cromo e níquel com o intuito de gerar valores diferentes de cromo equivalente (Creq) e níquel equivalente (Nieq) segundo o diagrama de Schoefer com relações Creq/Nieq variando entre 0,95 e 1,35. A variação no valor da relação Creq/Nieq tem por objetivo observar a influência da composição química no modo de solidificação e nas transformações de fase durante o processamento das liga. As ligas foram vazadas em forma de pinos dos quais foram retiradas as amostras para caracterização. A caracterização microestrutural das ligas foi feita com auxílio das técnicas de microscopia óptica com análise de imagens, microscópio eletrônico de varredura de efeito de campo (MEV/FEG) com microanálise química e difração de elétrons retro espalhados (EDS/EBSD) para mapeamento composicional. A técnica de ferritoscopia, mapeamento de fases por EBSD e difração de raios X foram utilizadas para a determinação da proporção entre fases. As análises térmicas por DSC determinaram o intervalo de solidificação para as ligas em estudo e as transformações de fase decorrentes ao longo do resfriamento até a temperatura ambiente. Os resultados mostraram que as ligas 1, 2 e 4 se solidificam pelo modo FA, como esperado. A liga 3 apresentou uma microestrutura correspondente à solidificação eutética/peritética, não sendo apresentada em nenhum dos diagramas existentes na literatura consultada. As medidas da fração de ferrita para todas as ligas foram válidas para os valores propostos pelo diagrama de Schoefer. A análise das micrografias das ligas mostra a variedade de microestruturas que um aço CF-8M pode apresentar apenas alterando sua composição química. Os mapeamentos por EDS/EBSD apresentaram uma maior segregação de elementos de liga entre as fases para as ligas 1, 2 e 4, devido ao modo de solidificação e posterior transformação no estado sólido. A liga 3 apresentou uma menor diferença de composição entre as fases bem como uma menor variação dentro da mesma fase, o que caracteriza uma solidificação eutética/peritética. A comparação entre as regiões distintas das amostras apresentaram variação nas fração e na morfologia da ferrita. O intervalo de solidificação das quatro ligas em estudo ficou dentro de um patamar máximo de 4 °C, esperado para a solidificação com ferrita como primeira fase a se formar a partir do líquido. Foi observada para as ligas com modo de solidificação FA uma transformação de fase no estado sólido no intervalo de 1320°C a 1340 °C, correspondendo a transformação →γ. A energia dessa transformação é inversamente proporcional à quantidade de ferrita observada na microestrutura final das ligas.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-08-07T11:57:52Z No. of bitstreams: 1 Elenize Ferreira Maciel.pdf: 3841486 bytes, checksum: 9a3420d2d48e3deb4c30dfb972dfe8cc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-07T11:57:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elenize Ferreira Maciel.pdf: 3841486 bytes, checksum: 9a3420d2d48e3deb4c30dfb972dfe8cc (MD5) Previous issue date: 2015-03-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / Atualmente a busca por alternativas que minimizem o consumo de matérias-primas e energia e, consequentemente leva à redução de custos, exige estudos voltados para as questões ambientais. Por isso, cada vez mais, pesquisas científicas e tecnológicas estão sendo realizadas visando encontrar maneiras dos resíduos voltarem para o ciclo produtivo e, com isso, reduzirem sua geração e disposição em aterros industriais. Com o advento da industrialização e da variedade de resíduos contendo metais pesados, como o cromo (Cr) presente em solos ou efluentes industriais, estes são estabilizados pela imobilização de seus teores, utilizando-se a técnica de estabilização por solidificação (E/S) em matrizes de concreto. Apesar disso, a forma de tratamento de um resíduo pode causar impactos ambientais negativos, devido ao tipo de resíduo, tecnologia utilizada e seu emprego como novo material a partir do uso combinado do resíduo com a matéria-prima e, até mesmo, com outros tipos de resíduos. Observa-se que as normas brasileiras existentes atualmente para analisar resíduos estão sendo utilizadas para avaliar os produtos provenientes da E/S, onde geralmente simulam situações de disposição final em aterro, somente focando no resíduo, não considerando o real comportamento destes produtos ao longo do seu uso. Neste contexto, o objetivo geral desta pesquisa é avaliar o método Unisinos/Inovatec para a obtenção de extrato lixiviado em produtos estabilizados e solidificados (E/S) com Cr em matriz de concreto de cimento Portland, com vistas ao emprego na avaliação ambiental de materiais e componentes da construção civil. Para isso, foram confeccionados corpos de prova com e sem adição de 2% de óxido de cromo (Cr2O3), os quais foram submetidos a testes de lixiviação por imersão e irrigação. As propriedades do concreto foram avaliadas através dos ensaios de abatimento do tronco de cone, resistência à compressão e porosimetria. A caracterização química das amostras de pasta de cimento foi realizada através de análises de DRX, MEV, ICP-OES e pH. A água deionizada e o ácido utilizados na solução lixiviante, assim como os extratos lixiviados coletados nos tanques dos testes de imersão e irrigação foram analisados por ICP-OES. A partir dos resultados obtidos nos dois testes de lixiviação, por imersão e por irrigação, foi verificado o encapsulamento de 99,99% do Cr no concreto. As duas formas de avaliação da lixiviação de Cr total em monólitos de concreto, durante a fase de uso, apresentaram encapsulamento do Cr no 1º ciclo de lixiviação, o mesmo não sendo mais detectado nos próximos ciclos. A proposta do Método Unisinos/Inovatec para obtenção de extrato lixiviado em concretos com Cr teve a mesma tendência de comportamento observada em estudo com cerâmica vermelha. Entre outros, este fato pode ser considerado como um aspecto positivo para a adoção da proposta do Método, tendo em vista a avaliação ambiental da incorporação de resíduos em componentes de construção civil. / Nowadays the search for alternatives that minimize the consumption of raw materials and energy and thus reduce costs requires studies focused on environmental issues. Therefore, increasingly, scientific research and technology are being conducted to find ways of waste back to the production cycle and thus reduce their generation and disposal in landfills. With the industrialization and the variety of wastes containing heavy metals such as chromium (Cr), present in soil or industrial wastewater, these are stabilized by immobilization of its contents, using a solidification by solidification (S/S) technique in concrete matrix. Nevertheless, the way how the waste is treated can cause negative environmental impacts due to the waste type, technology used and its use as new material from the combined use of the residue with the raw material and even with other waste. It is observed that the existing Brazilian standards today to analyze waste are being used to evaluate the products from the S/S which usually simulate final disposal situations in landfill, only focusing on waste, not considering the actual behavior of these products, over its use. In this context, the aim of this study is to evaluate the Unisinos/Inovatec method for obtaining leached extract stabilized and solidified products (S/S) analyzing the Cr in cement concrete matrix, , overlooking to employment in the environmental assessment of materials and construction components. For this, specimens were prepared with and without addition of 2% chromium oxide (Cr2O3) and were subjected to leaching tests by immersion and irrigation. The concrete properties were evaluated through the Slump test, compressive strength and porosimetry. The chemical characterization of cement paste samples was made through analysis of XRD, SEM, ICP-OES and pH. The deionized water used in the acid leaching solution, and leaching extracts collected in the immersion and irrigation tests were analyzed by ICP-OES. From the results obtained in the two leaching tests, by immersion and irrigation, it was found that 99.99% of Cr was encapsulated. The proposed Unisinos/Inovatec method for obtaining leached extract in concrete with Cr showed the same trend of behavior observed in a study with red ceramic. Among others, this fact can be considered as a positive aspect to the adoption of the proposed method, in view of the environmental assessment of the incorporation of waste in construction components.

A Shredder é o equipamento para a trituração da sucata ferrosa que permite a reciclagem do aço nas siderúrgicas. A sucata é em sua maioria procedente da reciclagem de veículos de fim de vida. Por isso, esse resíduo é conhecido como ASR (Automotive Shredder Residue). A Terra da Shredder é a fração do ASR de pequena granulometria (<2mm) apresentando o aspecto de solo. Esse resíduo é tratado como rejeito e em sua totalidade destinado aos aterros industriais. O grande volume de resíduo gerado contribui para a saturação dos aterros, provoca impactos ambientais, despende um alto custo de disposição e assim exige o desenvolvimento de tecnologias para seu reaproveitamento. Este trabalho propõe utilizar a Terra da Shredder, resíduo sólido gerado na Shredder localizada em Iracemápolis-SP-BR, em peças de concreto para pavimentação através da técnica de solidificação/estabilização (S/S) em matrizes de cimento Portland. Na primeira etapa do experimento, o resíduo foi classificado como Classe IIA. A segunda etapa consistiu na produção de matrizes compostas com cimento, agregados e água, foram produzidos corpos de prova com os seguintes teores de substituição, em massa, da areia natural pelo resíduo: 5%,10%,15% e 20%. A matriz com o teor de substituição de 20% apresentou uma resistência mecânica compatível com a norma ABNT NBR 9781, por isso foram fabricadas peças de concreto com esse teor de substituição. As peças de concreto apresentaram bom desempenho mecânico, físico e, com exceção do alumínio, fenóis totais e cádmio, as outras substâncias que ultrapassaram os limites de solubilização (ferro total, fluoretos, manganês, selênio, surfactantes) foram encapsuladas pelo cimento, sendo que o cádmio também estava presente em peças de concreto para pavimentação fabricadas apenas com os materiais convencionais, sem o resíduo. Dessa forma, conclui-se que os blocos podem ser utilizados na construção civil. / The Shredder is the equipment for the processing of ferrous scrap which allows the recycling of steel. Scrap is in its majority coming from the recycling of end of life vehicles. Therefore, the residue formed in this grinding process is known as ASR (Automotive Shredder Residue). The fine fraction of the ASR has soil aspect so will be called Shredder\'s soil. This residue is treated as waste and in its entirety for the landfills. It is estimated that for each ton of metallic material separated in Shredders approximately 227 kg of waste are produced. This large volume of waste generated contributes to the saturation of landfills,causes environmental impacts, expends a high cost of disposal and thus requires the development of technologies for its reuse. This paper proposes to use the fine fraction (<2mm) of the solid waste generated in a shredder in the city of Iracemápolis-SP-BR in concrete paving blocks through the techinique of solidification/stabilization (S/S) in Portland cement matrix. The experimental research began with completion of leaching tests and solubilization for the classification of waste class IIA , substances that exceeded solubility limits were total phenols, total iron, fluoride, manganese, selenium, aluminum, cadmium and surfactants. The second stage was the production of cement matrix that is composed by cement, aggregates and water they were produced matrices with the following replacement levels of natural sand by the waste: 5%, 10%, 15% and 20%. The matrice with the 20% replacement level, showed a consistent resistance to compatible with standard ABNT NBR 9781, therefore concrete paving blocks were manufactured content this level of replacement. The blocks had good mechanical, physical and with the exception of aluminum and cadmium, other substances that exceeded solubility limits were encapsulated. Cadmium also appear in paving blocks manufactured with conventional materials, without residue. Thus, it is concluded that the concrete paving blocks can be used in construction.