Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-03-02T14:13:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoPrédeformaçãoShot.pdf: 13622044 bytes, checksum: dab3ed14a28433d0b45e8456ed494120 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-11T14:12:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_EfeitoPrédeformaçãoShot.pdf: 13622044 bytes, checksum: dab3ed14a28433d0b45e8456ed494120 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-11T14:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_EfeitoPrédeformaçãoShot.pdf: 13622044 bytes, checksum: dab3ed14a28433d0b45e8456ed494120 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2004 / As ligas de alumínio são largamente utilizadas em projetos aeronáuticos em função da boa resistência mecânica associada com sua baixa densidade. Dentre elas, a liga 7475-T7351 é utilizada devido ao seu bom comportamento em termos de propagação de trinca de fadiga e seus elevados valores de tenacidade à fratura. Os efeitos da pré-deformação e shot peening na propagação de trinca por fadiga e tenacidade à fratura dessa liga foram investigados. Ensaios com amplitude constante foram realizados para duas razões de tensão R objetivando também mostrar os efeitos dessa variável no comportamento do material. Os resultados mostram que, tanto a resistência à propagação de trinca de fadiga quanto a tenacidade à fratura do material, diminuem na medida em que se aumenta a quantidade de pré-deformação. O mesmo efeito é observado para o aumento da razão de tensão R. Por outro lado, o tratamento por shot peening mostrou ser efetivo para a melhoria das características estudadas. Em relação à propagação de trinca, os efeitos da pré-deformação e do shot peening foram mais pronunciados para a região do limiar ΔKth. Apesar da diferença do comportamento para essas condições, não foi observada mudança significativa na microestrutura do material. O material apresentou fratura dúctil típica das ligas de alumínio, com alvéolos associados com inclusões, algumas vezes fraturadas por deformação. A propagação da trinca de fadiga ocorreu de forma transgranular em toda a extensão do corpo-de-prova, apresentando bifurcação para velocidades de propagação correspondentes à região linear da curva da/dN x ΔK, e aspecto mais plano na região do limiar ΔKth. Na região do limiar ΔKth a superfície de fratura apresentou platôs alongados e, na região de transição, a superfície de fratura foi mais plana, com o aparecimento de estrias de fadiga e bifurcações de trincas. A região superficial da amostra tratada por shot peening apresentou um típico travamento de trincas por tensões compressivas. Os modelos de Paris-Erdogan e Collipriest foram empregados e os resultados experimentais mostraram uma boa concordância com os mesmos. A aplicação do modelo de Collipriest confirma a sua relevância, principalmente quando reduções de peso e de custos são considerações importantes de projeto. Além disso, os valores ΔKth encontrados mostraram grande concordância com o mesmo. Este modelo também apresenta uma característica menos conservativa par a região do limiar ΔKth, em relação ao modelo de Paris-Erdogan, no entanto sem comprometer os aspectos de segurança. Além disso, o modelo de Collipriest apresenta recursos matemáticos para ajustar os dados com grande confiabilidade. ____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Aluminum alloys are widely used in aeronautical designs due to their good mechanical strength associated with low-density values. Among them, the 7475-T7351 alloy is used due to its good fatigue crack propagation behavior and high fracture toughness values. The effects of pre-strain and shot peening on the fatigue crack propagation and fracture toughness of this alloy were investigated. Constant amplitude tests were also performed for two stress ratio in order to show the effects of this variable on the material behavior. The results show that both fatigue crack propagation resistance and fracture toughness decrease when the pre-strain is increased. The same effect is observed with the increasing of stress ratio R. On the other hand, shot peening treatment showed to be effective to improve the characteristics evaluated. Regarding the crack propagation, the effects of pre-strain and shot peening were more pronounced for the ΔKth region. In spite of the differences in the behavior for this condition, it was not observed significant change in the microstructure of material. The material presented typical ductile fracture of aluminum alloys, with dimples associated with inclusions, sometimes fractured by deformation. The fatigue crack propagation was transgranular in the whole extension of specimen, showing bifurcation to propagation in rates corresponding to the region of linear propagation in the da/dN curve, and also more flat aspect in the ΔKth region. At the ΔKth region, the fracture surface presented elongated plateaux and at the transition region the fracture was more plane, with the emergence of fatigue striation and crack bifurcation. The superficial region of specimen treated by shot peening presented a typical crack restrain by compressive stresses. Paris-Erdogan and Collipriest models were used and the experimental results showed a good agreement with them. The use of the Collipriest model confirms its relevance to aeronautical designs, mainly when weight and costs reduction are important design considerations. Beside that, the values of ΔKth found showed a good agreement with the model. This model also presents a less conservative characteristic at ΔKth region, in relation to the Paris-Erdogan model, however without jeopardizing the safety aspects. Furthermore, the Collipriest model presents mathematical resources to adjust data with high reliability.

O estudo da mecânica da fratura de rochas é extremamente importante pois o processo de ruptura das rochas se dá em grande parte por propagação de trinca e as teorias clássicas da resistência dos materiais baseadas na mecânica do contínuo possuem critérios de ruptura que não lidam com a propagação da trinca. Um parâmetro fundamental da Mecânica da Fratura de Rochas é a tenacidade à fratura, que é o parâmetro que indica a habilidade de materiais idealmente frágeis resistir ao fraturamento por esforços de fadiga ou estático. Constam deste trabalho uma revisão da literatura sobre tenacidade à fratura de rochas, a descrição dos três tipos de ensaios (sugeridos pela ISRM, 1988 e 1995) e das amostras usadas para a realização destes, bem como seus resultados e conclusões. No apêndice tem-se um embasamento teórico dos ensaios. Visa-se com esta pesquisa capacitar o laboratório de mecânica das rochas da EESC-USP com técnica e instrumental necessário para a determinação de tenacidade à fratura para o modo I de propagação sugeridos pela ISRM. Os equipamentos mais sofisticados para a realização desses ensaios já estavam à disposição do laboratório, restou somente a aquisição ou desenvolvimento de pequenos dispositivos de montagem ou preparação das amostras. / The study of Rock Fracture Mechanics is extremely important since rock failure generally occur by propagating fracture. The classic failure criteria and theories based on solid mechanics do not deal directly with fracture processes. A fundamental parameter in Rock Fracture Mechanics is the fracture toughness which indicate its material resistance to crack propagation. This work contains a review of the literature about rock fracture toughness, testing procedures and calculations recommended by ISRM, 1988 and 1995 testing results are also included, as well as, theorical background about testing. The aim of this research is to make available the determination of fracture toughness suggested by ISRM. Sophisticated equipment, used in the release of this tests, was already available in the laboratory, it remained only the acquisition of simple devices.

O estudo da mecânica da fratura de rochas é extremamente importante pois o processo de ruptura das rochas se dá em grande parte por propagação de trinca e as teorias clássicas da resistência dos materiais baseadas na mecânica do contínuo possuem critérios de ruptura que não lidam com a propagação da trinca. Um parâmetro fundamental da Mecânica da Fratura de Rochas é a tenacidade à fratura, que é o parâmetro que indica a habilidade de materiais idealmente frágeis resistir ao fraturamento por esforços de fadiga ou estático. Constam deste trabalho uma revisão da literatura sobre tenacidade à fratura de rochas, a descrição dos três tipos de ensaios (sugeridos pela ISRM, 1988 e 1995) e das amostras usadas para a realização destes, bem como seus resultados e conclusões. No apêndice tem-se um embasamento teórico dos ensaios. Visa-se com esta pesquisa capacitar o laboratório de mecânica das rochas da EESC-USP com técnica e instrumental necessário para a determinação de tenacidade à fratura para o modo I de propagação sugeridos pela ISRM. Os equipamentos mais sofisticados para a realização desses ensaios já estavam à disposição do laboratório, restou somente a aquisição ou desenvolvimento de pequenos dispositivos de montagem ou preparação das amostras. / The study of Rock Fracture Mechanics is extremely important since rock failure generally occur by propagating fracture. The classic failure criteria and theories based on solid mechanics do not deal directly with fracture processes. A fundamental parameter in Rock Fracture Mechanics is the fracture toughness which indicate its material resistance to crack propagation. This work contains a review of the literature about rock fracture toughness, testing procedures and calculations recommended by ISRM, 1988 and 1995 testing results are also included, as well as, theorical background about testing. The aim of this research is to make available the determination of fracture toughness suggested by ISRM. Sophisticated equipment, used in the release of this tests, was already available in the laboratory, it remained only the acquisition of simple devices.

Durante os anos desde 1910, diversos trabalhos científicos foram desenvolvidos, tornando o processo de têmpera bem estabelecido nas plantas industriais. Atualmente, existem diferentes tipos de têmpera e mais técnicas estão sendo desenvolvidas para aumentar as propriedades de componentes de aço. Um deles é o de têmpera intensiva, que pode ser considerado como um processo relativamente novo. O método de têmpera intensiva visa otimizar o processo produtivo, ao mesmo tempo em que diminui consideravelmente o custo da etapa de tratamento térmico. Além disso, atualmente o uso de soluções ambientalmente amigáveis torna este processo bem menos agressivo ao planeta. Neste trabalho realizou-se a têmpera intensiva e a têmpera convencional em corpos de prova preparados para teste de tenacidade à fratura. Trata-se, porém, de um método alternativo de teste, relativamente recente, no qual são considerados parâmetros de fratura dúctil e fratura frágil para o cálculo de K1C. Estes ensaios de tenacidade foram feitos a partir de ensaios de tração em corpos de prova com pré-trinca. Embora as tensões residuais compressivas tenham atingido os valores mais altos na têmpera intensiva, os resultados de tenacidade à fratura foram mais positivos para as amostras com têmpera convencional. A junção e aplicação desses métodos pode trazer um novo parâmetro de fabricação e análise de materiais metálicos, em especial aços-mola, que foi o objeto de estudo deste trabalho. / Since the beginning of 20th Century, several scientific works were developed and conventional quenching process became well established into the industrial area. Nowadays new quenching process were introduced increasing mechanical properties of the heat treated components. Intensive quenching is one of these process which optimize the heat treatment process using also quenchants considered nontoxic to the environment. In this work it was made comparative studies in the SAE 5160 samples which were submitted to conventional quenching and intensive quenching. Toughness fracture were evaluated using an alternative test where are analyzed ductile fracture and brittle fracture parameters to calculate KIC. In this method tensile test are performed in pre-cracked samples. Residual stresses were also measured and although intensive quenching promoted highest compressive stresses in the surface, KIC obtained in such samples presented low values compared with conventional quenching. The presented method of analysis will bring a new parameter for production and analysis for metallic materials, particularly spring steel, where compressive stress and toughness are important as properties for suspension components.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5382_Dissertação de Mestrado (Polliana Alexandre Soares).pdf: 5558925 bytes, checksum: f527e57bc2fba9b5e555b52004855328 (MD5) Previous issue date: 2011-12-27 / Este trabalho foi desenvolvido com o intuito de determinar a tenacidade à fratura em estruturas contendo trincas em suas juntas soldadas. O material ensaiado foi o aço API X65 que é usado em tubos na indústria de produção de petróleo e gás, por exemplo. O tubo tem diâmetro de 20 polegadas com espessura de 6,8 mm. Foram estudadas duas condições diferentes: materiais metal base e metal soldado e, para cada condição, foram ensaiados nove e oito corpos de prova, respectivamente. O processo de soldagem utilizado foi a soldagem por resistência elétrica (Electric Resistence Welding - ERW). Os corpos de prova foram confeccionados segundo a norma ASTM E 1820 01 e o critério da mecânica da fratura empregado foi o da Curva de Resistência (Curva R), que fornece o tamanho e a abertura máxima da trinca sem que ocorra a ruptura do material. A tenacidade à fratura foi verificada e o metal base e metal soldado apresentaram os mesmos valores desta propriedade. Através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), pode-se notar que a fratura é dúctil e apresenta microcavidades (dimples) e inclusões. Na microscopia óptica, vê-se que o aço API X65 no metal base possui uma estrutura perlítica-ferrítica com grãos refinados e no metal soldado aumenta-se o tamanho dos grãos.

Durante os anos desde 1910, diversos trabalhos científicos foram desenvolvidos, tornando o processo de têmpera bem estabelecido nas plantas industriais. Atualmente, existem diferentes tipos de têmpera e mais técnicas estão sendo desenvolvidas para aumentar as propriedades de componentes de aço. Um deles é o de têmpera intensiva, que pode ser considerado como um processo relativamente novo. O método de têmpera intensiva visa otimizar o processo produtivo, ao mesmo tempo em que diminui consideravelmente o custo da etapa de tratamento térmico. Além disso, atualmente o uso de soluções ambientalmente amigáveis torna este processo bem menos agressivo ao planeta. Neste trabalho realizou-se a têmpera intensiva e a têmpera convencional em corpos de prova preparados para teste de tenacidade à fratura. Trata-se, porém, de um método alternativo de teste, relativamente recente, no qual são considerados parâmetros de fratura dúctil e fratura frágil para o cálculo de K1C. Estes ensaios de tenacidade foram feitos a partir de ensaios de tração em corpos de prova com pré-trinca. Embora as tensões residuais compressivas tenham atingido os valores mais altos na têmpera intensiva, os resultados de tenacidade à fratura foram mais positivos para as amostras com têmpera convencional. A junção e aplicação desses métodos pode trazer um novo parâmetro de fabricação e análise de materiais metálicos, em especial aços-mola, que foi o objeto de estudo deste trabalho. / Since the beginning of 20th Century, several scientific works were developed and conventional quenching process became well established into the industrial area. Nowadays new quenching process were introduced increasing mechanical properties of the heat treated components. Intensive quenching is one of these process which optimize the heat treatment process using also quenchants considered nontoxic to the environment. In this work it was made comparative studies in the SAE 5160 samples which were submitted to conventional quenching and intensive quenching. Toughness fracture were evaluated using an alternative test where are analyzed ductile fracture and brittle fracture parameters to calculate KIC. In this method tensile test are performed in pre-cracked samples. Residual stresses were also measured and although intensive quenching promoted highest compressive stresses in the surface, KIC obtained in such samples presented low values compared with conventional quenching. The presented method of analysis will bring a new parameter for production and analysis for metallic materials, particularly spring steel, where compressive stress and toughness are important as properties for suspension components.

[pt] Grande parte dos minerais e consequentemente das rochas são anisotrópicas, ou seja, possuem propriedades físicas que mudam com a direção. Neste sentido, este trabalho visa a obtenção de um melhor entendimento do papel da anisotropia nas propriedades das rochas. Para isto, o mesmo pretende avaliar a tenacidade à fratura do sienogranito que foi obtido em uma pedreira da cidade de Cachoeiro de Itapemirim no Espírito Santo. A tenacidade consiste em uma propriedade mecânica intrínseca das rochas, sendo indicativa da resistência à iniciação ou propagação de uma fratura e indica a quantidade de energia que a rocha absorve até que frature. Visando avaliar a anisotropia da tenacidade à fratura no modo I foi realizado o ensaio sugerido pela ISRM (1995), denominado CCNBD (Cracked Chevron Notched Brazilian Disc). Foram testadas vinte e cinco (25) amostras sendo o ensaio realizado em quatro (4) direções diferentes: corrida, contra, trocho e direção aleatória (inclinada). Além deste ensaio foi também realizado o ensaio de tração indireta (ensaio Brasileiro), para fins de caracterização da amostra, sendo este realizado com um total de quinze (15) amostras em três (3) direções diferentes: corrida, contra e trocho. Os ensaios e a preparação de amostras foram realizados no Laboratório de Estruturas e Materiais (LEM-DEC) e a obtenção dos índices físicos foi processada no Laboratório de Geotecnia e Meio Ambiente (LGMA), ambos localizados na PUC-Rio. Analisando os resultados obtidos para a tenacidade à fratura das rochas graníticas nas diferentes direções de corte foi possível constatar pouca anisotropia na rocha estudada. / [en] A considerable amount of minerals and, subsequently, rocks, are anisotropic, and as such, possess physical properties that vary with direction. Considering this, the present study seeks to obtain a better understanding of the role of anisotropy in the properties of rocks. In this regard, it intends to evaluate the fracture toughness of a syenogranite, obtained from a quarry in the city of Cachoeiro de Itapemirim in the state of Espirito Santo. Fracture toughness consists of an intrinsic mechanical property of rocks and indicates the resistance to the initiation or propagation of a fracture as well as the amount of energy the rock absorbs until its fracture. In order to evaluate mode I fracture toughness anisotropy, the Cracked Chevron Notched Brazilian Disc (CCNBD) test was conducted, following ISRM (1995). Twenty-five (25) samples were tested considering four (4) different orientations: short transverse, arrester, divider and a random direction (inclined). In addition, the indirect tensile strength test (Brazilian test) was also conducted, in order to characterize the samples. The test was performed on fifteen (15) samples and in three (3) different orientations: short transverse, arrester and divider. The tests and sample preparation were carried out at the Structural and Materials Laboratory (LEM-DEC), and the physical properties were obtained at the Geotechnical and Environmental Laboratory (LGMA), both located at PUC-Rio. Analyzing the results obtained for fracture toughness of granitic rocks in different cutting directions, little anisotropy was found in the studied rock.

O novo paradigma de se preservar o meio ambiente e de se utilizar produtos naturais vem contribuindo para um maior interesse na utilização de materiais derivados da biomassa. Neste sentido, os compósitos poliméricos com fibras vegetais surgem como uma boa alternativa no campo dos materiais para aplicações de engenharia. Os principais objetivos deste trabalho foram o processamento e a caracterização do compósito formado por uma resina poliuretano derivada do óleo de mamona e fibras de sisal e coco. O processamento foi realizado utilizando-se a técnica de moldagem por compressão. As fibras foram utilizadas em diferentes formas como fibras curtas, fibras longas, tecido e fios contínuos. A caracterização foi realizada através dos seguintes ensaios: tração, flexão, impacto, tenacidade à fratura, absorção d’água e DMTA. Foi também avaliado o efeito do tratamento com hidróxido de sódio (10%), nas fibras de sisal e coco, nas análises realizadas. O resultados mostraram que o desempenho dos compósitos com fibras de coco foi inferior aos compósitos com fibras de sisal, e mesmo ao poliuretano. Nos ensaios de tração e flexão, as fibras longas de sisal apresentaram o melhor efeito de reforçamento, seguido dos fios contínuos, fibras curtas e tecido. Nos ensaios de impacto e tenacidade à fratura, o melhor desempenho foi dos compósitos com tecido de sisal. O efeito do tratamento alcalino variou em função do tipo de ensaio e da geometria do reforço. Nos ensaios de tração e flexão, o seu efeito foi positivo para os compósitos com fibras longas e curtas, e negativo para os compósitos com tecido e fios, devido à deterioração da estrutura dos fios. Nos ensaios de tenacidade e impacto foi prejudicial, pois ao melhorar a aderência na interface, reduziu os principais mecanismos de absorção de energia, que são, a extração de fibras e o descolamento na interface. Com relação às medidas de absorção d’água, foi observado aumento no nível de absorção dos compósitos com o aumento da fração volumétrica de fibras. O máximo percentual de absorção foi de 17%, para os compósitos com fibras curtas de coco não tratadas. Este percentual diminuiu com o tratamento alcalino das fibras. Na análise térmica dinâmico mecânica, de uma forma geral, os compósitos mostraram acréscimo do módulo de armazenamento e decréscimo do amortecimento e da temperatura de transição vítrea, Tg, em relação ao poliuretano. Este comportamento foi proporcional ao aumento da fração volumétrica de fibras. / The new paradigm in preserving the environment and the use of natural products has contributed to increase the interest in the development and use of derived biomass materials. In this sense, the polymeric composites with natural fibers appear to be a good alternative for engineering applications. The main targets of this work were the processing and characterization of composites obtained by a polyurethane resin derived from castor oil and sisal and coir fibers. The compression moulding technique was used to process the composite. The fibers were employed in different forms such as: short fibers, long fibers, biaxial weave and continuos yarns. Tension, bend, impact, fracture toughness, water absorption and DMTA tests were used to characterize the composites. The sodium hidroxide (10%) treatment effect on the sisal and coir fibers was also evaluated. The results showed, in general, that the coir fibers composites performance were inferior to the sisal fibers composites, and even to the polyurethane matrix. Under tension and bending conditions, the long sisal fibers presented the best reinforcement effect, followed by the continuous yarns, short fibers, and the biaxial weave. Under impact and fracture toughness tests, the best performance was enhanced by sisal weave composites. The alkaline treatment effect varied in accordance with test type and reinforcement geometry. In tension and bending tests, its effect was positive for composites with short and long fibers and negative for composites with weave and yarns. This late was due to deterioration of the yarn structure. In the impact and toughness tests, the alkaline treatment effect was harmful, because when adherence is improved at the interface, the main energy absorption mechanisms are reduced, that mean, the fibers are pulled out and interface is debonded. Water absorption measurements showed an increase in the absorption level for the composites with higher volumetric fraction of fibers. The maximum water absorption was 17% for composites with non-treated coir short fibers. This percentage decreased for composites with treated fibers. In the dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) the composites showed an increased storage modulus and a decreased glass transition temperature, Tg, when compared to polyurethane matrix. This behaviour was proportional to the increase of the fibers volumetric fraction.

As cerâmicas a base de carbeto de silício, SiC, tem muitas aplicações na engenharia devido às suas excelentes propriedade mecânicas, térmicas e químicas. Para a produção de cerâmicas de SiC com propriedades específicas, seu processamento deve ser escolhido de maneira a se produzirem microestruturas adequadas para cada aplicação. Para isso, na maioria das vezes, essas cerâmicas são sinterizadas via fase líquida, usando como aditivos formadores dessa fase misturas de óxidos de alumínio e algumas terras raras. Esta dissertação tem dois objetivos principais: implantar o método SEVNB no Departamento de Engenharia de Materiais (DEMAR), na Escola de Engenharia de Lorena (EEL), para medida de KIC, propriedades mecânicas que, muitas vezes, limita aplicações das cerâmicas, e introduzir mais dois óxidos de terras raras para formação da fase líquida na sinterização do SiC, os óxidos de disprósio e itérbio. Após a mistura e secagem das matérias primas, os pós foram prensados com dupla ação de pistões e isostaticamente, e em seguida foram sinterizados em atmosfera de argônio utilizando seis ciclos diferentes para cada sistema de aditivos. Após sinterização as amostras foram caracterizadas e entalhadas com lâmina de barbear utilizando pastas diamantadas de 6 e 0,25 ?m e flexionadas em 4 pontos. Os resultados mostraram uma maior densificação para o sistema de aditivos Al2O3/ Yb2O3, de aproximadamente 97% da densidade teórica, prensados a 400 MPa e sinterizados na temperatura de 1950ºC por 1 hora, com formação de ?-SiC, DyAG e YbAG em todas as temperaturas estudadas. A máquina fabricada para entalhamento das amostras se mostrou eficiente, produzindo raios de entalhes atendendo a norma ISSO 23146:2008. Quanto as propriedades mecânicas, o sistema com itérbia possui os maiores valores de módulo de elasticidade e dureza, porém menor tenacidade à fratura em relação a cada ciclo de sinterização, resultado que sugere a influência do raio catiônico das terras raras formadoras da fase secundária nas cerâmicas a base de SiC. / The silicon carbide, SiC, has many applications in engineering due to its excellent mechanical, thermal and chemical properties. For the production of SiC ceramics with specific properties, the processing should be chosen to produce microstructures suitable for each application. For this reason, in most cases, these ceramics are liquid phase sintered using additives such as formers of this phase mixed oxides of aluminum and certain rare-earths. This dissertation has two main objectives: to implement the method SEVNB at Department of Materials Engineering (DEMAR), Engineering School of Lorena (EEL), to measure KIC, mechanical propertie, which often limits the ceramic\'s applications, and introduce two more rare-earth oxides for the formation of liquid phase sintering SiC, dysprosium and ytterbium oxide . After mixing and drying, the powders were pressed with a double acting piston and isostatically, and then sintered in an argon atmosphere using six different cycles for each additive system. After sintered, samples were characterized and V-notched using a razor blade and diamond pastes of 6 and 0.25 ?m and four-point flexured. The results showed a higher densification for the system Al2O3 / Yb2O3, approximately 97% , pressed at 400 MPa and sintered at a temperature of 1950 ° C for 1 hour, with formation of ?-SiC, DyAG and YbAG at all temperatures studied. The machine used to notched the samples proved to be effective, producing notch root according to the standard ISO 23146:2008. As for the mechanical properties, the system with ytterbium oxide has higher values of elastic modulus and hardness, but lower fracture toughness for each sintering cycle studied, result that suggests the influence of the rare-earth\'s cationic radius that forming the secondary phase in the SiC.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2220_1.pdf: 5350178 bytes, checksum: d4a4325cd53be7393326f220a55b3d33 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Universidade Federal de Pernambuco / A influência de rotas termomecânicas na microestrutura e propriedades mecânicas do aço API 5L X70 foi estudada neste trabalho. Foram propostas 5 rotas onde todas iniciaram com aquecimento até 950°C, sendo mantidas por 15 minutos para completa austenitização, em cujas trajetórias envolviam: resfriamento em substrato metálico, resfriamento em água, deformação e banhos de chumbo. O material utilizado neste trabalho foi retirado de um tubo de aço API 5L X70 com espessura de 10,8 mm e diâmetro nominal de 20 para confecção dos corpos de prova a serem utilizados nos experimentos. Um conjunto de corpos de prova, depois de austenitizados, foram resfriados num substrato metálico a temperatura ambiente, outro resfriados em água a temperatura ambiente, outro laminados, sofrendo um redução de 15% na espessura, e em seguida resfriados em água a temperatura ambiente. Outro conjunto de corpos de prova foram laminados, reduzindo 15% na espessura, colocados em banhos de chumbo nas temperaturas de 450 e 550°C durante 15 segundos para decomposição isotérmica e, depois de tratados, sendo em seguida resfriados em água a temperatura ambiente. Amostras foram retiradas dos corpos de prova para metalografia e análise da microestrutura via microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Corpos de prova de tração e impacto Charpy foram confeccionados para realização dos ensaios mecânicos. O ensaio Charpy foi realizado em corpos de prova a 0°C e a temperatura ambiente (20°C). As fraturas geradas nos ensaios de tração e impacto Charpy foram analisadas por MEV. Na análise por MO das microestruturas produzidas, conseguiu-se visualizar apenas a presença de grãos ferríticos, todavia na análise por MEV detectou-se a formação de ferrita poligonal, ferrita acicular, ferrita granular, possíveis pontos de constituinte M/A e a presença de austenita retida. Os resultados de tração revelaram melhorias no limite de escoamento e ductilidade em relação ao material como recebido. Convém destacar as propriedades de tração alcançadas pelos corpos de prova austenitizados, laminados e resfriados em água, cuja microestrutura é composta principalmente de ferrita granular e ferrita acicular. Esta microestrutura proporcionou os melhores resultados de limite de escoamento e limite de resistência, onde foram verificados aumentos de 36,05 e 4,85% respectivamente, em relação ao material como recebido e assim, alcançando um valor de limite de resistência próximo àquele exigido ao aço API 5L X90. Além disso, esta rota produziu melhorias na energia absorvida no ensaio Charpy e, desta forma, propriedades otimizadas de resistência mecânica e tenacidade a fratura. Todas as rotas proporcionaram melhores valores de energia absorvida em relação ao material como recebido, exceto nos corpos de prova laminados e submetidos a banho de chumbo a 550°C. A análise de todas as fraturas revelou um mecanismo do tipo dúctil, com extensiva formação de alvéolos