Cargas oclusais excessivas podem promover tensões exageradas às estruturas de implantes/pilares/próteses, resultando em deformação, desadaptação ou mesmo fratura dos componentes e do próprio implante. Além disso, tais sobrecargas podem gerar necrose por compressão e perda óssea peri-implantar e, ainda, a ocorrência de microdeslocamentos na interface de conexão implante-pilar (I-P) ocasionando a formação de fendas propícias à colonização bacteriana, o que pode levar ao desenvolvimento de peri-implantite, contribuindo para o insucesso do conjunto. O presente estudo objetivou avaliar, por meio de uma técnica já amplamente utilizada na Engenharia e na Física a Interferometria Eletrônica por Padrões de Speckle (ESPI) as deformações a nível do colar de implantes com conexão cônica interna (cone Morse) de diferentes diâmetros (Kopp 4,3/5,5 mm e Neodent 3,5/5,0 mm), sob dois tipos (cêntrica e excêntrica) e intensidades (50 N e 100 N) de cargas, similares as quais os implantes ficam expostos durante a função mastigatória. Testou-se a hipótese de que a deformação do colar do implante seria inversamente proporcional ao diâmetro do implante. Além disso, discutiu-se vantagens e limitações da técnica ESPI frente a outros métodos comumente utilizados na avaliação de tensões. As maiores deformações foram sempre associadas às cargas excêntricas, com exceção do G1-Kopp. A maior deformação ocorreu no G1-Neodent sob carga excêntrica de 100 N e a menor, no G2-Neodent sob carga cêntrica de 50 N. A técnica ESPI mostrou-se altamente sensível e reprodutível para avaliar deformações a nivel do colar de implantes sendo possível confirmar a hipótese inicial, visto que a maior deformação esteve sempre associada aos implantes de menor diâmetro, em ambos os sistemas de implante pesquisados. / Occlusal overloading may promote excessive stresses to the implants/abutments/prosthesis, resulting in deformation, misfit or fracture of the components, until the implants. Futhermore, strains of the implant-abutment connection can cause the formation of microgaps propitious to bacterial colonization, which leads to the development of peri-implant sites, leading to the failure of the rehabilitation. This study aimed to evaluate, by a technique widely used in the engineering and physics Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) the strains related to the implant collar with internal tappered connection (Morse taper) with different diameters (Kopp 4.3/5.5 mm and Neodent 3,5/5,0 mm), under two types (centric and eccentric) and intensities (50 N and 100 N) of loads, similar which implants are exposed during masticatory function. We tested the hypothesis that the strains of the implants collar would be inversely proportional to the diameter of the implant. In addition, the survey discussed the advantages and limitations of the ESPI technique over other methods commonly used to assess strains. The largest strain was always associated with eccentric loads, except for G1-Kopp. The largest strain occurred in the G1-Neodent under the eccentric loads of 100 N and the lowest in the G2-Neodent under the centric loads of 50 N. The ESPI technique was a highly sensitive and reproducible to evaluate the strains at the level of the collar of implants being possible to confirm the initial hypothesis, since most strains was always associated with narrower-diameter implants in both implant systems studied.

O meio cientifico na área odontológica está sempre procurando materiais e tratamentos que de maior previsibilidade e sucesso em longo prazo. Este trabalho procurou avaliar, por meio de análise fotoelástica, o comportamento das tensões geradas de cargas exercidas em prótese sobre implante posteriores adjacente ou não a réplicas de dentes. Todos os implantes cone-Morse utilizados eram da marca ANKYLOS®, da Dentsply, de 3,5 x 9,5 mm. Para a confecção das réplicas dos dentes utilizou-se resina Luxatemp e foram confeccionadas coroas unitárias de cerâmica. Foram confeccionados três modelos contendo dente-implante-dente, entretanto em cada modelo o implante apresentava-se em uma altura diferente em relação à crista marginal (nível, 1,5 mm e 3,0 mm subcristal). Foram fabricados mais três modelos com as mesmas características, mas com ausência do segundo molar e três modelos com apenas o implante em posição. Os modelo com três elementos com carregamento axial (oclusão balanceada) apresentaram tensões com direção para a região apical conforme o implante apresentava-se mais subcristal; os modelo com dois elementos com carregamento axial (oclusão balanceada), modelos com implantes unitários com carregamento axial (pontual central), modelos com implantes unitários com carregamento axial (pontual distal) e os modelos com implante unitário com carregamento não axial (vestibular-lingual) apresentaram também o mesmo comportamento em relação ao direcionamento das tensões para a região apical. A diferenciação entre os modelos foi observada apenas em relação a intensidade das tensões de algumas regiões. Desta maneira pode-se concluir que quanto mais subcristal o implante se encontra menor é a tensão na região cristal, independentemente da presença ou não de dentes adjacentes, e a presença de dentes adjacentes à prótese sobre implante influência na intensidade de tensão gerada nos implantes, mas não há influência no direcionamento dessas tensões. / The scientific environment in dentistry is always searching for materials and treatments more predictable and which presented a long-term success. The aim of this study was to evaluate by photoelastic analysis, the stresses behavior generated by loads applied to the implant prosthesis posterior between or not to teeth. All implants Morse taper used (Ankylos®,Dentsply Implants) with 3.5mm x 9.5mm. The teeth were made by Luxatemp resin and ceramic crowns were fabricated. Three models containing tooth - implant - tooth were built, meanwhile each model had the implant in different height from the marginal bone crestal level (equicrestal, 1.5mm and 3.0 mm the crest). Subsequently, other three models were made with the same characteristics, but without the second molar and another three models just with the implant in position. Models witch three elements with axial loading (balanced occlusion) had tensions with direction to the apical region as the implant had become more subcristal , models with two elements with axial loading ( balanced occlusion ) , models with single implants with axial loading ( central point ) , models with single implants with axial loading (distal point ) and models with single implant with no axial loading (buccal - lingual) also showed the same behavior with respect to the direction of the stresses to the apical region. The differentiation between the models was only observed for the intensity of the stresses in some regions. Thus it can be concluded that the more the implant is subcristal lower the tension in the crystal region regardless of the presence or absence of adjacent teeth, and the presence of adjacent teeth prosthesis on the implant influence on the stress intensity generated in the implants but no influence on the direction of these stresses.

Le perçage est un procédé de fabrication répandu dans le milieu industriel. Le secteur aéronautique a recours à ce procédé pour usiner de nombreuses pièces. Les chambres de combustions en sont un exemple. Exposées à des cycles thermiques sévères, elles sont percées d’une multitude de trous de refroidissement. Chez Safran Helicopter Engines, motoriste spécialisé dans la conception de turbines à gaz pour hélicoptères, ce perçage est réalisé à l’aide d’un procédé d’usinage unique : le perçage par percussion laser à la volée. Ce procédé phare leur permet de réaliser des milliers de trous inclinés dans des tôles en matériaux réfractaires. Safran Helicopter Engines cherche à maintenir son avance dans la production de turbines en s’appuyant sur les innovations constantes du procédé de perçage. Ce travail de thèse s’est articule autour du développement d’un nouveau procédé de perçage laser. De manière à définir un procédé fiable et efficace, plusieurs stratégies de perçage sont étudiées via les possibilités offertes par un laser à fibre milliseconde de haute puissance. Les résultats obtenus laissent entrevoir des perspectives intéressantes en termes d’augmentation de cadence de production à qualité d’usinage équivalente. L’amélioration des performances a été démontrée expérimentalement sur un banc d’essais représentatif des machines de production. Des trous de 400 μm de diamètre incliné à 60o ont pu être réalisés avec un cycle de perçage raccourci au minimum d’un facteur 2. Cette thèse présente également des éléments de compréhension des phénomènes de formation d’un trou. Pour cela, une modélisation des processus thermo hydrodynamiques impliqués dans le procédé de perçage laser a été développée. Ce modèle basé sur une approche par éléments finis repose sur l’étude thermique au cours de l’interaction entre le faisceau laser et la matière. Une partie du modèle inclut les phénomènes de propagation du faisceau dans la cavité en cours de formation afin de traduire de manière plus réaliste le dépôt d’énergie. / Drilling is a well-known manufacturing process. The aeronautic industry uses this process to machine a lot of elements. Among them, we can mention turbine blades, fuel injectors, combustion chambers. The latter are exposed to serious thermal stresses. To limit their impacts, combustion chambers are drilled with multiples cooling holes. At Safran Helicopter Engines, engines manufacturer specialized in engines design for helicopters, drilling is performed with a unique machining process : on the fly laser percussion drilling. This flagship process allows drilling thousands of tilted holes on refractory materials. Safran Helicopter Engines seeks to preserve its leading position in turbo engines manufacturing by looking for steady innovative drilling process. This thesis is structured around the development of a new laser drilling process. To define a reliable and efficient process, several drilling strategies were studied through the possibilities offered by a high-power millisecond fiber laser. The presented results allow catching a glimpse of the possibilities of production improvement. The performance enhancement was established through experimentation with a test bench. Holes of 400 μm diameter with an angle of 60o were drilled with a reduced processing time thanks to this new drilling process. In this thesis, we also propose a theoretical approach describing the hole formation. A mathematical model, accounting for all the physical process taking place during the drilling process is introduced. This model is based on finite elements method and considers the laser beam propagation within the drilled holes by solving Maxwell equations

Forest quantification methods have evolved from a simple graphical approach to complex regression models with stochastic structural components. Currently, mixed effects models methodology is receiving attention in the forestry literature. However, the review work (Paper I) indicates a tendency to overlook appropriate covariance structures in the NLME modeling process. A nonlinear mixed effects modeling process is demonstrated in Paper II using Cupressus lustanica tree merchantable volume data and compared several models with and without covariance structures. For simplicity and clarity of the nonlinear mixed effects modeling, four phases of modeling were introduced. The nonlinear mixed effects model for C. lustanica tree merchantable volume with the covariance structures for both the random effects and within group errors has shown a significant improvement over the model with simplified covariance matrix. However, this statistical significance has little to explain in the prediction performance of the model. In Paper III, using several performance indicator statistics, tree taper models were compared in an effort to propose the best model for the forest management and planning purpose of the C. lustanica plantations. Kozak's (1988) tree taper model was found to be the best for estimating C. lustanica taper profile. Based on the Kozak (1988) tree taper model, a Ds optimal experimental design study is carried out in Paper IV. In this study, a Ds-optimal (sub) replication free design is suggested for the Kozak (1988) tree taper model.

In this thesis, we report the development of two types of optical sensors, one for high temperature pressure measurements and the other for real-time particle detection. With a high melting temperature (over 2000°C), low optical loss, and excellent corrosion resistance, sapphire (α-Al₂O₃) is ideal for high temperature sensing applications. Fabry-Perot (FP) cavity with optical interrogation of pressure response. The prototype is based on an extrinsic FP interferometer design and is constructed by combining reactive ion etching (RIE) with direct wafer bonding. Long-term testing proves that the adhesive-free wafer bond is sufficient to create a sealed Fabry-Perot cavity as a pressure transducer. Pressure measurement over a range of 6 to 200 psi has been demonstrated at room temperature using white-light interferometry. For the other sensor, the goal is to detect the presence of micro- and nanoparticles in real time. The sensor is based on a silica fiber taper, and we aim to detect particle presence by measuring optical scattering and absorption induced by particles attached to the taper surface. To establish the relationship between particle density and optical transmission loss, we first consider a model where Au nanospheres are self-assembled on taper surface through electrostatic interaction. An analytical model is established to describe the adsorption of gold nanospheres onto cylindrical and spherical silica surfaces from quiescent aqueous particle suspensions. The curved surfaces of the fiber taper and microspheres are coated with nm-thick layer of a polycation, enabling irreversible adsorption of the negatively charged spheres. Our results fit well with theory, which predicts that the rates of particle adsorption will depend strongly on the surface geometry. In particular, adsorption is significantly faster on curved than on planar surfaces at times long enough that the particle diffusion length is large compared to the surface curvature. This is of particular importance for plasmonic sensors and other devices where particles are deposited from a suspension onto surfaces which may have non-trivial geometries. We have established a theoretical model that can describe optical loss generated by particles on taper surface. This theory is validated by measuring, in real time, optical loss during the self-assembly of gold nanoparticles. We find that the measured optical loss can be quantitatively explained by the presence of multiple guided modes within the fiber taper region. Based on this work, we incorporate a fiber taper into a cascade impactor and show that welding aerosols attached to the fiber taper surface can induce measurable transmission loss during the welding process. / Ph. D.

A restauração protética deve receber e transmitir cargas funcionais aos implantes de forma controlada, a fim de minimizar a ocorrência de falhas mecânicas e biológicas. A concentração de tensões inadequadas na interface osso-implante pode provocar reabsorção óssea em torno dos implantes em níveis superiores aos considerados clinicamente aceitáveis. Não existe consenso na literatura quanto ao melhor planejamento protético para reabilitações parciais com múltiplos implantes adjacentes, a fim de minimizar as tensões geradas na interface osso-implante. A fotoelasticidade é uma técnica experimental para análise de tensões, bastante empregada devido à sua relativa simplicidade e confiabilidade quanto à correspondência clínica dos achados observados. O presente trabalho se propôs a avaliar, por meio de análise fotoelástica, o comportamento biomecânico de próteses parciais fixas parafusadas sobre implantes cone morse com coroas isoladas ou unidas, simulando a reabilitação de áreas posteriores com e sem a presença de elemento dental distal aos implantes, e ainda variando o tipo de material de recobrimento estético empregado na restauração protética (cerâmica ou resina), quando sobre estas próteses foram aplicadas diferentes tipos de cargas estáticas. Para tanto, foi confeccionado um modelo fotoelástico simulando um espaço protético intercalado, com ausência do segundo prémolar e primeiro molar, reabilitado por meio de quatro tipos de coroas parafusadas sobre dois implantes cone morse (Neodent) adjacentes: UC - coroas unidas com recobrimento estético em cerâmica; IC - coroas isoladas com recobrimento estético em cerâmica; UR - coroas unidas com recobrimento estético em resina; IR - coroas isoladas com recobrimento estético em resina. A adaptação marginal das coroas foi avaliada pela leitura dos desajustes verticais na interface coroa/pilar em microscópio ótico. Análise fotoelástica qualitativa foi realizada sob diferentes condições de aplicação de carga na superfície oslusal das coroas: oclusal distribuída (1kgf), puntiforme simultânea (1kgf), puntiforme alternada no molar e no pré-molar (0,5kgf). A primeira análise foi feita na presença de contato proximal efetivo entre as próteses e o dente a distal dos implantes. A segunda análise foi realizada após eliminar a coroa do dente distal no modelo fotoelástico. Registros fotográficos foram obtidos de cada situação de interesse para análise, a fim de facilitar a observação e comparação do padrão de distribuição das franjas isocromáticas em torno dos implantes. De acordo com os resultados obtidos pode-se concluir que a ferulização das coroas promoveu melhor distribuição de tensões em torno dos implantes. As restaurações metalocerâmicas resultaram em menor magnitude e concentração de tensões em torno dos implantes quando comparadas às restaurações metaloplásticas. A presença de um dente com ponto de contato efetivo na distal das coroas não modificou as tensões resultantes em torno dos implantes, mas este dente participou da distribuição de tensões para o modelo fotoelástico. A ausência de uma oclusão bem ajustada e distribuída sobre as restaurações protéticas pode provocar sobrecarga nos implantes. / Prosthetic restoration should suffer and apply functional loads over implants in a controlled way with the aim to reduce the occurrence of mechanical and biological failures. The concentration of inadequate stress on the implant-bone interface may cause bone resorption around implants at levels above those considered clinically acceptable. There is no consensus in the literature about the best prosthetic plan for partial rehabilitation with multiple adjacent implants, with the aim to reduce the stress generates over the implantbone interface. Photoelasticity is an experimental technique used to analyzes stress and is highly used due to its relative simplicity and reliability in terms of the clinical agreement of the findings. The purpose of the present study was to assess, using photoelastic analysis, the biomechanical behavior of screwretained fixed partial dentures on morse taper implants with individual or connected crowns, simulating the rehabilitation of posterior areas with or without the presence of a dental element distal to the implants. Furthermore, the analyses considered different esthetic materials used in prosthetic restorations (ceramic or resin), and different static loads were applied over the prostheses. To do this, a photoelastic model was fabricated simulating the missing of the second pre-molar and the first molar. The model was rehabilitated through four types of screw-retained crowns over two adjacent morse taper implants (Neodent): CC connected crowns with ceramic esthetic overlay; IC individual crowns with ceramic esthetic overlay; CR connected crowns with resin esthetic overlay; - IR - individual crowns with resin esthetic overlay. The crowns marginal fit was assessed by reading the vertical misfits on the crownabutment interface using an optic microscope. The qualitative photoelastic analysis was performed under the application of different loads on the crowns occlusal surface: distributed occlusal (1kgf), simultaneous punctiform (1kgf), alternate punctiform over the molar and pre-molar (0.5 kgf). The first analysis was done with an effective proximal contact between the prostheses and the distal tooth. The second analysis was performed after eliminating the crown of the distal tooth in the photoelastic model. Photoelastic records were obtained in each situation that was of any interest to the analysis, with the aim to make it easy to observe and compare the distribution standard of the isochromatic fringes around the implants. According to the obtained results, it is concluded that crown splint promoted better stress distribution around the implants. The metallo-ceramic restorations resulted in less magnitude and stress concentration around the implants compared to metaloplastic restorations. The presence of one tooth with an effective contact point on the crown distal did not change the resulting stress around the implants, but that tooth took part in the stress distribution for the photoelastic model. A bad distributed occlusion over the prosthetic restorations can cause overload on the implants.

Accurate information about tree volume in tropical vegetation formations is critical for the identification of potential areas for sustainable timber production, carbon estimation and biodiversity conservation. Difficult access and the cost of obtaining a large number of samples needed for accurate wood volume and biomass determination are often barriers for carrying out inventories and studies in natural forests in Brazil. Therefore, the development of more efficient techniques of mensuration in tropical forests is an important mechanism for conservation, management and production advancement. The main purposes of this thesis are: introducing a new method for quantifying vertical and horizontal structures by using principal component analysis (PCA); developing two different approaches of volume modeling, one based on DBH and another based on crown area; proposing a new taper equation for native vegetation in three different formations; and estimating upper section diameters to become the geometric form method useful in natural vegetation in Brazil and reducing dependence on destructive measurements. / Informações corretas sobre o volume de árvores em formações de vegetação natural são fundamentais para a identificação de áreas potenciais para produção madeireira sustentável, estimativa de carbono e conservação da biodiversidade. Dificuldade de acesso e altos custos na obtenção de amostras necessárias para estimativas precisas de volume e biomassa são barreiras frequentes na condução de inventários e estudos florestais no Brasil. Dessa forma, o desenvolvimento de técnicas mais eficientes de mensuração em florestas tropicais é um importante mecanismo para o avanço da conservação, manejo e produção. Os principais objetivos deste trabalho foram: introduzir um novo método de quantificação das estruturas vertical e horizontal por meio do uso de análise de componentes principais (ACP); desenvolver modelos volumétricos baseados em DAP e modelos baseados em área de copa; propor uma nova função de afilamento aplicada a três diferentes formações vegetais; e estimar alturas em que deverão ter diâmetros medidos ao longo da árvore para tornar o método geométrico útil em formações naturais no Brasil, e reduzindo a necessidade de mensurações que requerem o abatimento das árvores.

O trabalho se estruturou em torno de dois estudos. O primeiro avaliou o ajuste de um modelo não linear de efeito misto para descrever o afilamento do tronco de árvores clonais de eucalipto. O modelo utilizado para descrever as variações da altura em função do raio foi o logístico de quatro parâmetros que, por integração permitiu a estimação do volume das árvores. A incorporação de funções de variância no processo de ajuste resultou em redução significativa no valor do Critério de informação de Akaike, mas os resíduos não apresentaram melhorias notáveis. Com a finalidade de compatibilizar precisão e parcimônia, o modelo que considera as variações do afilamento como uma função da altura total e do raio à altura do peito mostrou-se como o mais indicado para a estimativa do volume de árvores por funções de afilamento. O segundo estudo analisou uma nova proposta para inventários florestais em plantios clonais de eucalipto que integra modelagem geoestatística, medições de circunferência das árvores em campo e a tecnologia LiDAR aeroembarcada. As estatísticas propostas mostraram que o modelo geoestatístico com função para média foi estatisticamente superior ao modelo com média constante, com erros reduzidos em até 40%. A altura das árvores que compuseram o grid de predição para aplicação do modelo geoestatístico foi obtida pelo processamento da nuvem de pontos dos dados LiDAR. Obtidos os pares de diâmetro e altura, aplicou-se o modelo de afilamento selecionado no primeiro artigo em que se observaram diferenças médias na predição do volume próximas a 0,7%, e 0,18% para contagem de árvores, ambas com tendências de subestimativas. Diante dos resultados obtidos, o método é considerado como promissor e trabalhos futuros visam gerar um banco de parcelas permanentes que propiciem estudos de crescimento e produção florestal. / This study investigates the use of mixed-effect model and the use of LiDAR based model to estimate volume from eucalyptus forest plantation. At the first part, this study evaluates nonlinear mixed-effects to model stem taper of monoclonal Eucalyptus trees. The relation between radius and height variation was described by the four-parameter logistic model that integration returns stem volume. Embedding variance functions to the estimation process decreased significantly the Akaike\'s Information Criterion but did not improve the residual analysis. The best model to estimate stem volume from taper equations explained the stem taper as a function of the commercial height and the radius at breast height. The second part investigated the volume estimation fusing geostatistic derived from field information and airborne laser scanning data. The model based on geostatistic assumptions was statistically superior to the traditional one, with errors 40% lower. Thus, the geostatistical model was applied over tree heights extracted from the laser cloud. To each combination of diameter and height, the taper equation form the first part of this study was used. The volume and the number of trees were underestimated in 0.7% and 0.18%, respectively. The results look promising, and more permanent plots are necessary to allow studies about growth and yield of forest.

Aços inoxidáveis duplex (AID) são materiais amplamente utilizados para uma grande variedade de aplicações desde a indústria química, de alimentos, petroquímica, naval, farmacêutica, energia nuclear e em muitos outros campos devido à combinação de suas excelentes propriedades mecânicas e de resistência à corrosão. Particularmente na indústria petroquímica, os aços AID’s são muito utilizados como materiais estruturais para a construção de gasodutos que transportam altos volumes de CO2 e na confecção das camadas internas dos tubos flexíveis (oleodutos offshore), utilizadas na produção de óleo. A soldagem a arco dos AID’s pode acarretar, dependendo das taxas de resfriamento envolvidas, a formação de precipitados de segunda fase que degradam suas propriedades mecânicas. Um processo alternativo para evitar o problema de precipitação de fases indesejáveis é a utilização do processo de soldagem/reparo por fricção com pino consumível (SFPC). O objetivo do presente trabalho é a caracterização metalúrgica e mecânica de juntas de solda de aço inoxidável duplex UNS S31803 obtidas através dos processos SFPC e de soldagem de costura por fricção (SCF). Na soldagem SCF, o objetivo do estudo foi a verificação da influência do passo de soldagem na formação e alteração das estruturas e nas propriedades mecânicas. Os resultados dos ensaios foram comparados com as propriedades obtidas do material base (MB) “como recebido”. A partir das juntas soldadas obtidas por fricção, foram extraídos corpos de prova para ensaios de microtração e Charpy para avaliação da resistência mecânica e da resistência ao impacto. Análises da microestrutura em microscopia ótica (MO) e perfis de microdurezas ao longo da região de solda também foram realizadas. Verificou-se que os processos de soldagem SFPC e SCF provocam um intenso refinamento de grão na zona de mistura (região da interface entre material do pino e da base), modificando a estrutura lamelar de grãos alongados da matriz ferrítica/austenítica, ocasionado por uma ação conjunta de aquecimento e deformação plástica oriunda do processo de solda por fricção. Os resultados dos ensaios de microtração indicam que as juntas soldadas aumentaram sua resistência mecânica com relação ao material base, fato que se deve ao aumento da quantidade da ferrita na zona termomecanicamente afetada (ZTMA), à formação de nitretos de cromo no centro dos grãos ferríticos e ao refino de grão. O aumento da quantidade de ferrita na ZTMA ocorre devido às altas taxas de resfriamento envolvidas no processo de soldagem e verificados por análise térmica. As elevadas taxas de resfriamento dificultam a difusão do nitrogênio que tem um importante papel no equilíbrio de fases da estrutura duplex (ferrita-austenita), na soldagem. O nitrogênio aprisionado no interior do grão ferrítico produz nitretos de cromo deixando de agir como elemento gamagênico aumentando a quantidade da fase ferrita. As juntas soldadas verificadas apresentaram tenacidade aceitável de acordo com o exigido pela norma ASTM A923. / Duplex stainless steels (DSS) are materials widely used for a variety of applications from the chemical, food, petrochemical, marine, pharmaceutical, nuclear industry and other fields due to the combination of their excellent mechanical properties and corrosion resistance. Particularly in the petrochemical industry, the DSS’s steels are extensively used as structural materials for the construction of gas pipelines that carry high volumes of CO2 and making the inner layers of flexible pipes (pipelines offshore) used in offshore oil production. The arc welding of DSS's can lead, depending on cooling rates involved, the formation of second phase precipitates which degrade their mechanical properties. An alternative method to avoid the problem of precipitation of unwanted phase is to use the welding process Friction Hydro Pillar Processing (FHPP). The aim of this work is the metallurgical and mechanical characterization of joints welds of UNS S31803 duplex stainless steel obtained through FHPP processes and Friction Taper Stitch Welding (FTSW). In FTSW welding, the objective of the study was to verify the influence of the welding step on the formation and alteration of structures and mechanical properties. The test results were compared with the properties of the obtained base material "as received". From the welds joints obtained by friction welding, specimens for microtensile testing and charpy were extracted to evaluate the mechanical strength and toughness. Microstructural analysis in optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) and microhardness profiles along the weld region were also performed. It was found that the welding process FHPP and FTSW causes an intense grain refinement in bonding zone, modifying the lamellar structure of elongate grains of matrix ferritic/austenitic, caused by action of heating and plastic deformation arising from the welding process by friction. The results of the microtensile tests indicate that the welded joints increased their mechanical resistance with respect to the base material, due to the increase in the amount of the ferrite in the thermomechanically affected zone (ZTMA), the formation of chromium nitrides in the center of ferritic grains and grain refining. The increase in the amount of ferrite in the ZTMA occurs due to the high cooling rates involved in the welding process and verified by thermal analysis. The high cooling rates difficult the nitrogen diffusion, which plays an important role in the phase equilibrium of the duplex structure (ferrite-austenite) in welding. The nitrogen trapped inside the ferritic grain produces chromium nitrides ceasing to act as gamogenic element by increasing the amount of the ferrite phase. The welds joints verified also had acceptable ductility and toughness according required by standard ASTM A923.

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