Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:51:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pires_BrunoJorge_M.pdf: 4048093 bytes, checksum: 91ac8c1d8bef0f7903675a183371c8bc (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Ligas de titânio já apresentam um papel de grande importância na indústria aeroespacial, petroquímica e de biomateriais. A combinação de alta resistência mecânica, baixa densidade, resistência à corrosão, biocompatibilidade, boa tolerância tecidual e manutenção de suas características em altas temperaturas, configuram o titânio como um material excepcional para projetistas de diversas áreas. Infelizmente, estas boas qualidades não se refletem na sua usinabilidade. Uma vasta lista de problemas devem ser contornados durante a usinagem de ligas de titânio dentre os quais, altas temperaturas e pressões de corte, baixo módulo de elasticidade (incentivador de vibrações), alta afinidade química com os materiais das ferramentas e problemas com integridade superficial das peças usinadas. Com o objetivo de aprimorar o entendimento da usinagem de ligas de titânio, em especial do processo de fresamento frontal da liga Ti-6Al-4V, o presente trabalho teve como enfoque tecnológico a influência do material do porta-ferramenta (haste de aço e de metal duro) e a geometria do inserto de corte (ângulo de saída neutro e positivo) sobre a vida da ferramenta e forças de usinagem (Força Radial, Tangencial e Axial). Análises de espectrometria de energia dispersiva foram conduzidas a partir de microscopia eletrônica dos insertos desgastados, permitindo a identificação dos elementos químicos presentes e avaliação dos mecanismos de desgaste predominantes. O principal resultado obtido indica que a utilização de ferramentas com haste de metal duro não representou benefícios em termo de vida da ferramenta, apresentando desempenho muito próximo das ferramentas com haste de aço / Abstract: Titanium alloys play a major role in the aerospace, petrochemical and biomaterials industry. The combination of mechanical strength, low density, corrosion resistance, biocompatibility and maintenance of these characteristics at high temperatures, shape titanium as a exceptional material for designers from different areas. Unfortunately, these impressive qualities reflect negatively on its machinability. A substantial list of problems must be overcome during the machining of titanium alloys, among them high temperatures and pressures of cut, low elasticity modulus (which is a motivational factor for vibrations), high chemical affinity with almost all tools materials and problems with surface integrity of machined parts. In order to improve the understanding of titanium alloys machining, in particular front milling of Ti-6Al-4V, the present thesis focused the influence of the tool holder material (steel and carbide) and the cutting insert geometry (neutral and positive rake angle) on the tool life and machining forces (Radial, Axial and Tangencial Forces). Analysis of energy dispersive spectroscopy were also conducted from scanning electron microscopy of wear inserts, allowing the identification of chemical elements and evaluation of wear mechanisms predominate. The main result indicates that the use of carbide tool holders not represent benefits in terms of life tool, with performance very close to the steel tool holders / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06773.pdf: 7313261 bytes, checksum: afb0bc00fde188a0f75b9462245bb12d (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 08361.pdf: 4621499 bytes, checksum: a88d9ddd3196155ea7aaea812f99c6e4 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:50:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 10557.pdf: 8187927 bytes, checksum: d75a44c7b8aac58fb39836dd7d91e5d8 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:03/10049-5

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:30:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01404.pdf: 2579767 bytes, checksum: 1ae768daf66388df1c47e6bc6a1e4a56 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:45:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07148.pdf: 8224049 bytes, checksum: ddc36ec3bfc6a15bc7c4dfdb2dfd8abc (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 12699.pdf: 1264556 bytes, checksum: ba1866e899ee4bcfff59125ceac32412 (MD5) / Dissertacao (Mestrado Profissionalizante em Lasers em Odontologia) / IPEN/D-MPLO / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP; Faculdade de Odontologia, Universidade de Sao Paulo , Sao Paulo

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T21:04:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonialli_ArmandoItaloSette_M.pdf: 4713382 bytes, checksum: def6e55af0d1c4dc5c508bbe6440464c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As ligas de titânio apresentam baixa usinabilidade devido à reduzida condutividade térmica, à manutenção de suas propriedades mecânicas em altas temperaturas, à elevada afinidade química com os materiais de ferramentas e ao baixo módulo de elasticidade. Esta última característica promove instabilidade da espessura de corte, o que se traduz em altos níveis de vibração, especialmente em processos de usinagem caracterizados por corte interrompido. Este trabalho trata da otimização do fresamento frontal da liga de titânio Ti-6Al-4V a partir da minimização da vibração da ferramenta através de variações do ângulo de posição da ferramenta e do ângulo de contato entre o inserto e o corpo de prova. Os resultados mostram que a utilização de um ângulo de posição reduzido prolonga a vida da ferramenta por associar a maior parte do carregamento radial a freqüências muito baixas, nas quais a ferramenta se comporta como um corpo rígido. O emprego de um ângulo de contato reduzido, por outro lado, é extremamente danoso à vida da ferramenta, pois a entrada do inserto no corpo de prova se dá em condições adversas. Attrition seguido de microlascamentos da aresta, nas condições em que houve vibração excessiva ou intenso choque na entrada do inserto, e difusão, nas condições dinamicamente mais estáveis, foram os principais mecanismos de desgaste de ferramenta verificados neste trabalho / Abstract: Titanium alloys present poor machinability because of their low thermal conductivity, their ability to keep good mechanical properties at high temperatures, their high chemical affinity to tool materials and their low Young modulus. This last characteristic generates instabilities of cutting thickness, which means high vibration levels, especially in machining processes involving interrupted cutting. This work studies Ti-6Al-4V titanium alloy face milling optimization by tool vibration reduction using different tool entering angles and different radial immersion angles between tool and workpiece. Results show that using low entering angle do extends tool life due to associating most radial load with very low frequencies, in which tool behaves like a rigid body. On the other hand, using low radial immersion angle extremely impairs tool life, as tool insert enters the workpiece on adverse conditions. Attrition followed by cutting edge microchipping, on experiments in which high vibration levels or intense shock on tool insert enter where found, and diffusion, on experiments dynamically more stable, were the main tool wear mechanisms observed in this work / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rubens Caram Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:07:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_EderSocratesNajar.pdf: 12663062 bytes, checksum: 7370e7f28842390cf5ef88bf41daa49e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As ligas de Ti tipo ß exibem versatilidade em relação a propriedades mecânicas, que podem ser controladas por tratamentos térmicos específicos. Neste trabalho foram produzidas, processadas e caracterizadas amostras de ligas Ti-Nb-Sn, objetivando a fabricação de hastes de próteses totais de quadril. O trabalho incluiu a avaliação de transformações de fase durante tratamentos térmicos, a avaliação dos efeitos de tais tratamentos na microestrutura e no comportamento mecânico e finalmente, a proposição de processo de fabricação de hastes de próteses de quadril por forjamento a frio e de tratamentos térmicos coerentes com a solicitação mecânica do componente. Os resultados obtidos permitem descrever a decomposição da martensita e a formação das fases ß, ? e a. Tais informações foram aplicadas na seleção de condições ideais de tratamentos térmicos que possibilitaram o forjamento a frio com sucesso, gerando peças isentas de trincas ou outros defeitos indesejáveis. A aplicação de condições específicas de tratamento térmico a haste permitiu otimizar o comportamento mecânico da mesma. A parte superior da haste, que é submetida a esforços mais intensos, foi tratada termicamente, exibindo ao final alta resistência mecânica. Por outro lado, a parte inferior, que deve exibir comportamento compatível com deformações elástica dos ossos, foi processada de forma distinta, exibindo ao final, baixo módulo de elasticidade. / Abstract: ß type Ti alloys exhibit versatility in terms of mechanical properties, which can be tailored by using specific heat treatment conditions. In this work, Ti-Nb-Sn alloy samples were prepared, processed and characterized, aiming to produce femoral stems of total hip prostheses. The research included evaluations of phase transformations during heat treatments as well as analyses of the effect of such heat treatments on the microstructure and mechanical behavior. It also included the proposition of a manufacturing process of such stem using cold forging process and application of specific heat treatment conditions according to the component mechanical requirements. The results obtained allowed one to describe martensite decomposition as well as ß, ? e a phases precipitation. Such information has been applied in the selection of optimized conditions that allow successful cold forging, providing undesirable defects-free parts. Also, application of specific heat treatment conditions led to the optimization of the stem mechanical behavior. The stem upper section, which is usually subjected to higher mechanical stress, was submitted to aging heat treatment, resulting in higher mechanical strength. On the other hand, the lower section, which must have compatible performance with bone elastic deformation, was processed in a different manner to result in low elastic modulus. / Universidade Estadual de Campi / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Rubens Caram Junior, Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T18:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cremasco_Alessandra_M.pdf: 37516014 bytes, checksum: edfb74db9675b3aa63db74dea7998021 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As ligas de titânio correspondem à classe mais versátil de materiais metálicos empregados em implantes ortopédicos. Dentre tais ligas, encontram-se as do tipo ß, que devem se tornar em breve o padrão nesse tipo de aplicação.O presente trabalho tem como objetivo a preparação e a caracterização de amostras da liga de titânio tipo ß ?de composição Ti-35Nb (% em peso) processadas sob duas condições distintas de resfriamento, rápida e lentamente, a partir do campo de temperaturas ß. Foram realizados estudos ligados à estabilidade microestrutural, ao efeito de tratamentos térmicos na microestrutura, ao comportamento mecânico, à resistência à corrosão e finalmente, à resistência à fadiga, em meio neutro e em meio agressivo. Observou-se que sob resfriamento lento, a microestrutura da liga Ti-35Nb é formada pela fase ß ?com precipitados da ß e de martensita a". Tratamentos térmicos de envelhecimento resultaram na transformação da martensita a" em fase ß, seguida da nucleação das fases ? ?e a. Ensaios mecânicos mostraram que o módulo de elasticidade e a dureza de ligas resfriadas lentamente foram significativamente superiores aos valores obtidos com as amostras resfriadas rapidamente. Da mesma forma, observou-se que as amostras resfriadas lentamente apresentam maior limite de resistência à tração e inferior nível de ductilidade. Ensaios de resistência à corrosão mostraram comportamento semelhante para ambas as amostras resfriadas rápida e lentamente, o que mostra que a taxa de resfriamento e conseqüentemente, as fases formadas não alteram significativamente a resistência à corrosão. Os ensaios de fadiga mostraram que as amostras processadas sob as duas condições de resfriamento apresentaram limite de resistência à fadiga inferior ao da liga Ti-6Al-4V. A liga resfriada rapidamente apresentou valor maior que a mesma liga resfriada em forno. Os valores de resistência à fadiga em solução de 0,9% NaCl de amostras resfriadas rápida e lentamente exibiram leve tendência de redução em relação ao meio neutro. / Abstract: Titanium alloys form the most versatile class of metallic materials used as biomaterials. Among them, one finds the ß ?type alloy, which must soon become the standard metallic materials for orthopedic applications. The aim of this work is to prepare and characterize a type ß ?titanium alloy containing 35 wt.% Nb. Samples of such alloy were rapidly and slowly cooled from the ß ?field temperatures. This work includes studies of microstructure stability, effects of heat treatment on the microstructure, evaluation of corrosion resistance and finally, analysis of fatigue resistance in non-aggressive and aggressive media. The results obtained allowed one to observe that microstructure of slowly cooled samples is formed by precipitates of ß ?and a phases in a ? ?matrix. Under rapid cooling, the microstructure consists of ß ?phase and a" martensite. Aging heat treatments resulted in the transformation of a" martensite into ß ?phase, followed by ? ?phase precipitation and hence, a ?phase nucleation. Mechanical testing showed that the elastic modulus and Vickers hardness of slowly cooled samples were significantly higher than that obtained in the case of the rapidly cooled samples. On the other hand, it was observed that slowly cooled samples showed higher tensile strength and lower ductility. Corrosion resistance testing led to the conclusion that both rapidly and slowly cooled samples have similar corrosion behavior, which allows one to conclude that cooling rate and consequently, the phases in the microstructure do not have a relevant influence on the corrosion resistance. Fatigue testing showed that both types of sample (rapidly and slowly cooled samples) have fatigue resistance lower than that of the Ti-6Al- 4V alloy. The rapidly cooled sample showed fatigue resistance higher than that of slowly cooled samples. The fatigue resistance measured in a NaCl (0,9% vol.) solution of both types of samples showed a slight tendency of reduction when compared to the same samples tested in nonaggressive medium. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica