O presente trabalho aborda uma correlação numérico-experimental dos fatores que podem afetar a temperabilidade de um aço da qualidade ABNT 1045 submetido ao Ensaio Jominy em três temperaturas de austenitização diferentes: 20, 70 e 120°C acima da temperatura crítica Ac3. Tal correlação foi feita a partir do cálculo das taxas de resfriamento obtidas com base na análise térmica do ensaio. Para tal efeito, foram colocados termopares em pontos predefinidos no corpo de prova a fim de obter as curvas de resfriamento. Analises metalográficas e o levantamento do perfil de dureza Jominy (utilizando a Escala Rockwell C) permitiram avaliar a temperabilidade do aço em questão nas três temperaturas de austenitização. Os cálculos entre o percentual de fases presentes a partir da metalografia da microestrutura e ensaios de microdureza Vickers nas fases geraram valores de dureza que foram comparados com os resultados de dureza Rockwell C anteriormente citados. Finalmente, expressões numéricas foram obtidas correlacionando o percentual de fases presentes na microestrutura e o perfil de durezas em função das taxas de resfriamento: % fases = f(T0, posição) 0 e HRC = f(T0, posição) nas três temperaturas de austenitização, permitindo uma estimativa das fases e da dureza ao longo do corpo de prova. Esta correlação permite também observar o comportamento da microestrutura na medida em que a taxa de resfriamento varia durante o ensaio. / This work presents a numerical-experimental correlation of the factors that may affect the hardenability of steel SAE 1045 after the Jominy end quench test in three different austenitizing temperatures: 20, 70 and 120 ° C above the critical temperature Ac3. This correlation was made from the calculation of cooling rates based on thermal analysis of the test. For this purpose, thermocouples were placed at predefined points in the test specimen of evidence in order to obtain the cooling curves. Metallographic analysis and the generation of the hardness profile Jominy (using the Rockwell C scale) allowed to evaluate the hardenability of the steel in question in the three austenitizing temperatures. The calculations of the percentage of phases present from the metallography of the microstructure and microhardness testing applied at the phases estimate allowed global hardness values that were compared with the results of Rockwell C hardness mentioned above. Finally, numerical expressions were obtained by correlating the percentage of phases present in the microstructure and hardness profile depending the cooling rates: % phases = f(T0, position) 0 phases and HRC = f(T0, position) at the three austenitizing temperatures, allowing an estimate of the phases and the hardness along the test specimen. These correlations allowed also to observe the behavior of the microstructure as the cooling rate was varied during the test.

Com os avanços na área de exploração de óleo e gás em ambientes offshore, a seleção de materiais torna-se cada vez mais rigorosa, tendo em vista as condições de serviço extremamente adversas. As superligas à base de níquel (Inconel) vêm sendo utilizadas com sucesso na área de exploração de óleo e gás em águas profundas, como alternativa de substituição aos aços inoxidáveis dúplex. Todavia, componentes e equipamentos estruturais utilizados nestes ambientes podem estar sujeitos a fenômenos de fragilização pelo Hidrogênio, que acarretam em prejuízos às propriedades mecânicas do material. A aplicação desta superliga na indústria do petróleo requer um rigoroso controle microestrutural com restrições quanto à presença de fase δ, sendo que propriedades mecânicas otimizadas são obtidas através de tratamentos térmicos específicos. Os tratamentos térmicos efetuados neste trabalho seguem as recomendações da norma API (American Petroleum Institute). Pesquisas demonstram que a precipitação de fase δ pode ser facilitada quando as amostras solubilizadas são submetidas à deformação plástica, seguida de tratamentos térmicos de envelhecimento. O presente estudo visa avaliar a tenacidade à fratura da superliga Inconel 718 em água do mar sintética sob proteção catódica no potencial de -1050 mVECS. Nesta avaliação, utilizou-se a técnica step loading com incremento de carregamento, em corpos de prova do tipo SE(B) da mecânica da fratura, avaliando, desta forma, quantitativamente o efeito do Hidrogênio nas propriedades do material. Para avaliar o efeito da deformação plástica, foram utilizados dois níveis distintos de sobrecarga aplicada ao corpo de prova, gerando uma acentuada plasticidade (deformação plástica) na região da ponta da trinca. Os resultados evidenciaram que a presença do Hidrogênio no material afeta significativamente a tenacidade à fratura do Inconel 718 no ambiente estudado, alterando o modo de falha, de fratura dúctil para frágil. As análises realizadas nesta pesquisa não permitiram assegurar que a plasticidade gerada pela sobrecarga realmente não promoveram uma precipitação preferencial e mais intensa da fase δ na microestrutura do material. Se de fato ocorreu essa precipitação preferencial, as técnicas de análise empregadas nesta investigação não tiveram resolução para detectar. / With advances in exploration of oil and gas in offshore environments, selection of materials becomes increasingly stringent, given the extremely adverse conditions of service. The nickel-based superalloys (Inconel) have been used successfully in exploration of oil and gas in deep waters, as alternative to replace the duplex stainless steels. However, structural components and equipment used in these environments may be subject to hydrogen embrittlement phenomena, which cause damage to the mechanical properties of the material. The application of this superalloy in the oil industry requires rigorous microstructural control with restrictions on the presence of δ phase, and optimized mechanical properties are obtained by specific heat treatments. The heat treatments performed in this work follow the recommendations of API (American Petroleum Institute) standard. Research shows that the precipitation of δ phase can be facilitated when the solubilized samples are subjected to plastic deformation, followed by thermal aging treatments. The present study aims to evaluate the toughness of superalloy Inconel 718 fracture in synthetic seawater under cathodic protection in potential -1050 mVECS. In this review, we used the technique step loading with increasing load in specimens of type SE (B) of fracture mechanics, assessing thus quantitatively the effect of hydrogen on the properties of the material. To evaluate the effect of plastic deformation, two distinct levels of overload were used, generating a high plasticity (plastic deformation) at the crack tip of the specimen region. The results showed that the presence of hydrogen in the material significantly affects the toughness of Inconel 718 fracture environment studied by changing the failure mode from ductile to brittle fracture. The analyzes performed in this study did not ensure that the plasticity generated by the overload does not really promoted a preferential and more intense precipitation of δ phase in the microstructure of the material. If indeed this preferential precipitation occurred, the analysis techniques employed in this investigation had no resolution to detect.

Atualmente as indústrias estão desenvolvendo os processos de fabricação com ferramentas de gestão e recursos tecnológicos avançados, visando a redução nos custos internos e aumento na competitividade. A aplicação de programas computacionais como ferramenta de apoio na redução dos custos muitas vezes é inevitável. Cada vez mais o mercado consumidor está exigindo soluções eficazes com preços baixos. No presente trabalho foram realizados ensaios Jominy em corpos de prova fabricados com aço baixa liga da classe ABNT/SAE 4140. Nos ensaios executados foram utilizadas três temperaturas de austenitização diferentes, buscando verificar a influência destas na microestrutura e dureza dos corpos de prova ensaiados. Através dos ensaios realizados foram disponibilizadas equações matemáticas que poderão ser utilizadas em rotinas numéricas que ajudarão na previsão das propriedades mecânicas e metalúrgicas dos materiais tratados em função da distância da extremidade resfriada e da temperatura de austenitização. De maneira geral, os resultados apresentados mostram uma influência das temperaturas de austenitização utilizadas nas propriedades mecânicas e metalúrgicas do material ensaiado. / Nowadays the industries are improving the manufacturing process with management tools and using technological resources, seeking internal costs decrease and consequently competitive increase. The software application as a support tool is inevitable. The market is demanding efficient solutions with low prices. In this paper Jominy tests were performed in sample manufactures with ABNT/SAE 4140 steel. During these tests three different temperatures were performed, seeking to verify their impact on both hardness and microstructure. This information obtained along the tests can be used to create numerical routines to predict the mechanical and metallurgical properties of treated material as a function of Jominy length and austenitization temperature. In general, the results showed an influence of the austenitization temperatures on the mechanical and metallurgical properties of the material.

Estágio realizado na FERESPE e orientado pelo Eng.º Joaquim Santos / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-02Bitstream added on 2014-06-13T18:55:39Z : No. of bitstreams: 1 lima_cas_me_guara.pdf: 1618894 bytes, checksum: 6e9dc3f3d8a6ae02d3aa4262c6d6f0c7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Foi realizada a soldagem de chapas-teste de um aço API 2W 50, fabricado pelo processamento TMCP (Thermo-Mechanical Controlled Processing), sem resfriamento acelerado, com o processo de soldagem SAW-Tandem, com elevada energia de soldagem (4,0 kJ/mm), com a finalidade de aumento de produtividade, e aplicado o tratamento térmico de alívio de tensões (TTAT). Os resultados obtidos demonstraram que o TTAT associado à elevada energia de soldagem não promoveram variações significativas na microestrutura, na microdureza e nas tenacidades ao impacto (Charpy-V) e à fratura (CTOD). No entanto, os resultados de CTOD da ZTA foram baixos devido ao fato da ponta da trinca não estar localizada totalmente na ZTA; um volume significativo de metal de solda, de baixa tenacidade à fratura, foi revelado ao longo da extensão da trinca. As características do ciclo termomecânico do processamento TMCP (endurecimento por refino de grão e por aumento na densidade de discordâncias) foram as causas determinantes para a obtenção dos bons resultados de tenacidade no metal base e na ZTA, em condições de elevada energia de soldagem e de TTAT / It was done the welding of the samples of a steel API 2W 50, manufactured by TMCP process, without accelerated cooling, with SAW-Tanden process, with high heat input (4,0 kJ/mm), with goal to increase the productivity, and applied a PWHT. The results showed that the PWHT associated to high heat input didn´t promove significative changes in the microestructure, in the microhardness (HV0,2) and in the impact (Charpy-V) and fracture toughness (CTOD). However, the results of the CTOD in HAZ were low due to the fact the crack tip wasn´t localized fully in HAZ; a considerable volume of the weld metal, of the low toughness, was reveled in the extension of the crack. The characteristics of the thermomechanical cicle of TMCP process (strengthening by grain refinemment and by increasing in dislocations density) were the causes determinants to getting the good results of toughness in base metal and HAZ, in conditions of the high heat input and PWHT

O aço inoxidável, quando exposto a altas temperaturas, oxida por um mecanismo misto de difusão do cromo do substrato e do oxigênio do meio ao qual foi submetido. Os interconectores de células a combustível e alguns componentes de sistemas de exaustão veicular são exemplos de aplicação do aço inoxidável ferrítico em alta temperatura. A oxidação acentuada prejudica o desempenho destes componentes e assim, necessitam do desenvolvimento de algum tipo de proteção, que pode ser através de um revestimento sobre a superfície metálica. Trabalhos anteriores no grupo LAPEC mostraram que revestimentos formados por óxido do tipo perovskita sobre o aço inoxidável não são muito eficientes, uma vez que a perovskita se degrada com o tempo e não é uma barreira eficaz contra a difusão do cromo. No entanto, promove um efeito barreira à migração do oxigênio do meio externo para dentro do substrato. Também mostraram que revestimentos formados por óxido do tipo espinélio são excelente barreira à difusão do cromo, embora não sejam barreiras à difusão do oxigênio. Nesse contexto, no presente trabalho foram desenvolvidos revestimentos em dupla camada em substrato de aço inoxidável ferrítico AISI 430 para trabalho em altas temperaturas. Uma camada é formada por óxido do tipo Espinélio (NiFe2O4), ou revestimento 1, obtida através da técnica de eletrodeposição de uma liga Fe-Ni, seguida de tratamento térmico a 800 ºC e uma camada formada por óxido do tipo Perovskita (La0,6Sr0,4CoO3), ou revestimento 2, obtida através da técnica de spray pirólise, seguida de tratamento térmico, também a 800 ºC. Foram feitos tratamentos térmicos em momentos diferentes do processo para diferentes sistemas de deposição. Um dos sistemas foi executado sem tratamento térmicos (sistema 1), outro sistema teve tratamento térmico ao final do processo de deposições, tratando as camadas juntamente (sistema 2) e o terceiro sistema teve tratamento térmico após a deposição da primeira camada de revestimento (revestimento 1) por eletrodeposição e outro tratamento térmico após deposição da segunda camada de revestimento (revestimento 2) por spray pirólise (sistema 3). No sistema 1, conforme esperado, não foram encontradas as estruturas dos óxidos de perovskita e espinélio. Nos demais sistemas, os revestimentos apresentaram estas estruturas, embora tenha havido a formação de óxido de cromo. Quanto à morfologia, os revestimentos tratados segundo o sistema 2 apresentaram trincas em sua superfície, o que pode estar associado à diferença de CET (coeficiente de expansão térmica) entre os elementos envolvidos. Os revestimentos tratados segundo o sistema 3 apresentaram uma superfície homogênea, com alguns pequenos pontos de precipitados, possivelmente óxidos. / The stainless steel, when exposed to high temperatures, is oxidized by a mixed diffusion mechanism of the chrome from the substrate and oxygen from the environment to which it was submitted. Fuel cell interconnectors and some vehicular exhaust system parts are examples of the use of ferritic stainless steel at high temperatures. The sharp oxidation harms the performance of these components and thus they require the development of a type of protection, which can be through a coating of the metal surface. Previous works from the LAPEC group have shown that coatings formed by perovskite oxides are not quite efficient, since perovskite degrades over time and it is not an effective barrier to the diffusion of chromium. However, it promotes a barrier effect to the migration of oxygen from the external environment into the substrate. On the other hand, spinel oxide coatings are an excellent barrier to the diffusion of chromium, although they are not a barrier to the diffusion of oxygen. In this context, in the present work double layer coatings were developed from ferritic stainless steel AISI 430 substrates at high temperatures. One layer is formed of a spinel oxide (NiFe2O4), referred to as coating 1, and it was obtained by performing an electroplating technique of a Fe-Ni alloy, followed by a thermal treatment at 800ºC. The other layer is formed by a perovskite oxide (La0,6Sr0,4CoO3), referred to as coating 2, obtained by spray pyrolysis, and followed by a thermal treatment at 800ºC. The thermal treatments were performed in different steps of the process in different deposition systems. One of the systems did not go through a thermal treatment (system 1), another system had the thermal treatment at the end of the deposition processes, with the layers being treated at the same time (system 2), and the third system had a thermal treatment after the deposition of the first layer (coating 1) by electroplating, and another thermal treatment after the deposition of the second layer (coating 2) by spray pyrolysis (system 3). In system 1, as expected, structures of spinel and perovskite oxides were not found. For the other systems, the coatings have shown these structures, although there has been the formation of chromium oxide. In regards to the morphology, the coatings treated following the system 2 have shown cracks in their surface, which could be associated to the TEC (Thermal Expansion Coefficient) difference amongst the involved elements. The system 3 coatings have shown a homogeneous surface, with small spots of precipitates, probably oxides.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2008. / Submitted by Jaqueline Oliveira (jaqueoliveiram@gmail.com) on 2008-11-25T18:15:51Z No. of bitstreams: 1 TESE_2008_FernandoNunesGouveia.pdf: 1621334 bytes, checksum: 055e97d798bdc7c7d7142497acfefdd7 (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2009-02-09T14:59:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_2008_FernandoNunesGouveia.pdf: 1621334 bytes, checksum: 055e97d798bdc7c7d7142497acfefdd7 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-02-09T14:59:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_2008_FernandoNunesGouveia.pdf: 1621334 bytes, checksum: 055e97d798bdc7c7d7142497acfefdd7 (MD5) / Neste trabalho, amostras de três espécies de madeiras tropicais, Simarouba amara, Sextonia rubra e Cariniana micrantha foram submetidas a quatro tratamentos térmicos com o objetivo de reduzir a variação da cor da superfície da madeira após um período de 84 horas de irradiação ultravioleta. Os tratamentos utilizados foram: I – temperatura de 150°C por uma hora; II – temperatura de 150°C por duas horas; III – temperatura de 200°C por uma hora; IV – temperatura de 200°C por duas horas. Para acompanhar a variação do teor dos compostos químicos na superfície das amostras foi utilizada uma técnica nãodestrutiva, conhecida como DRIFT – Espectroscopia de refletância difusa no infravermelho com transformada de Fourier. O teste foi conduzido em uma estufa de laboratório com ventilação forçada, à pressão atmosférica e sem controle de gases. Foram registrados os valores das variáveis colorimétricas L*, a*, b*, C e h*, de acordo com o Sistema CIELAB 1976, bem com a variação destes parâmetros, L, a, b e E. Ao final dos tratamentos térmicos as maiores variações de cor foram observadas nas amostras submetidas ao tratamento IV (200°C por duas horas). A análise dos interferogramas DRIFT mostrou que em todas as amostras houve perda de água e degradação das carbonilas. Também foi observado aumento no teor de compostos aromáticos, o que pode indicar uma possível migração de substâncias extrativas de camadas inferiores para a superfície da madeira. Após o período de exposição à radiação ultravioleta, as amostras de Simarouba amara submetidas ao Tratamento III e de Sextonia rubra, submetidas ao Tratamento II, apresentaram maior resistência à variação da cor do que amostras não tratadas destas espécies. As amostras de Cariniana micrantha, tratadas termicamente, não apresentaram melhorias quanto à fotodegradação. _________________________________________________________________ ABSTRACT / Three tropical wood species, Simarouba amara, Sextonia rubra and Cariniana micrantha, were submitted to four thermal treatments aiming to improve the resistance to photo degradation after 84 hours of ultraviolet irradiation. The treatments were: I - one hour at 150°C; II - two hours at 150°C; III - one hour at 200°C; IV - two hours at 200°C. The non-destructive technique known as DRIFT was used to compare the chemical changes of the wood components. The thermal modification was carried out in a common laboratory oven with air circulation at atmospheric pressure and without gas control. The colorimetric parameters of the CIELAB 1976 system: L*, a*, b*, C e h* were measured and the colorimetric variation calculated: L, a, b e E. After the application of the thermal treatments the greatest changes in color occurred with samples treated at two hours at 200°C (Treatment IV). The study of the DRIFT’s spectra showed that all wood specimens lost water and a migration of the extractives to the wood’s surface took place. After the ultraviolet irradiation period, Simarouba amara changed under treatment III and Sextonia rubra’ specimens were modified under treatment II, showing better performances as compared with the control samples. The thermal modification of Cariniana micrantha did not produced any improvement in the wood samples.

O presente trabalho desenvolve a análise qualitativa de carbonetos existentes em um tubo de aço 1,25Cr-0,5Mo envelhecido em condições de fluência em um reformador. A análise é feita mediante difração de raios X utilizando a técnica de pós, XRPD. Para a separação dos precipitados da amostra do aço, recorre-se a um método de dissolução ácida da matriz ferrítica. O método de dissolução ácida permitiu a separação do carboneto M2C da matriz ferrítica, o mesmo foi identificado por difração de raios X. Adicionalmente, comparam-se os dados obtidos experimentalmente com os resultados dos cálculos teóricos de equilíbrio termodinâmico realizados com o aplicativo MT-DATA. É de se esperar que no aço estudado a condição equilíbrio termodinâmico à temperatura de operação do reformador (500-550 °C) tenha sido alcançada, devido a que este permaneceu nesta situação por um período de aproximadamente 34 anos. Os resultados do modelamento termodinâmico realizado com o aplicativo MT-DATA indicam que para a faixa de temperaturas de 500-550ºC as fases em equilíbrio deveriam ser ferrita e o carboneto M23C6. No entanto, a análise experimental por XRPD demonstrou que o carboneto M2C é o único carboneto existente no aço estudado.

Este trabalho relata um estudo de sulfatação, em escala laboratorial, com objetivo de propor um tratamento para a recuperação seletiva de determinados metais presentes em lodos galvânicos (LG). Os metais de interesse são cobre, zinco e níquel e o agente promotor da sulfatação é a pirita, obtida de rejeitos de carvão mineral. A particularidade deste tratamento é o emprego simultâneo de dois resíduos perigosos como matériasprimas. Estes resíduos são gerados em grande quantidade em sítios de extração de carvão (rejeito piritoso) e empresas galvânicas (lodo galvânico). Os resíduos foram caracterizados por fluorescência de raios X (XRF), distribuição granulométrica e percentual de umidade. A caracterização química apresentou lodos com alta concentração de cobre, maior do que 14% (base seca). Na etapa de sulfatação, o lodo galvânico foi misturado com o rejeito piritoso e os parâmetros avaliados foram: razão lodo galvânico/rejeito piritoso, temperatura de sulfatação e tempo de patamar. Depois da sulfatação, o produto da reação foi lixiviado com água, em temperatura ambiente, por 15 min. Nesta etapa hidrometalúrgica, os parâmetros variáveis foram tempo de lixiviação e concentração de sólidos na polpa.As condições que melhor refletem o compromisso de recuperar os metais de interesse e a viabilidade econômica do processo foram alcançados com a razão 1:0,4 lodo galvânico/rejeito piritoso, 90 min de patamar e 550ºC de temperatura de sulfatação, para a etapa pirometalúrgica e 15 min de lixiviação e 14g.L-1 de sólidos em polpa como condições hidrometalúrgicas. Estas condições propiciaram a recuperação de 60% de zinco, 49% de níquel e 50% de cobre.

Defeitos superficiais em barras laminadas representam inúmeros transtornos durante o processo produtivo, pois dependendo de sua profundidade, característica e morfologia podem gerar uma elevada rejeição de barras laminadas durante o processo de inspeção em linha automática. A fim de reduzir a rejeição e o retrabalho por defeitos superficiais foram realizadas melhorias no processo de reaquecimento de materiais para laminação. Em um trem laminador aberto as perdas de temperatura durante o processo são mais elevadas quando comparadas com as de um trem contínuo. Conseqüentemente, a susceptibilidade ao surgimento de pequenos defeitos superficiais aumenta, pois o material perde mais temperatura tendo sua ductilidade a quente reduzida. O objetivo de se elevar a temperatura de reaquecimento é favorecer a remoção de pequenos defeitos presentes no tarugo através da oxidação e proporcionar um material mais aquecido durante as etapas de laminação, reduzindo a susceptibilidade ao surgimento e/ou propagação de defeitos superficiais. O incremento nas temperaturas de reaquecimento levou a uma redução na rejeição devido a defeitos superficiais. / Surface defects in hot rolled bars represent a lot of problems during the productive process, because depending on their depth, characteristic and morphology, they can result in higher rejection of rolling bars during the inspection process in an automatic line. In order to reduce rejection and rework due to surface defects, improvements were done in the reheating temperature for rolling mill process. In an open train, the temperature loses during the rolling process are higher than that ones in a continuous train. Hence, the susceptibility to appear small defects increases because the material loses more temperature leading to a reduction in material ductility. The aim of increasing the reheating temperature is to promote the removal of small defect presents on the billet surface and to increase the ductility of the material for rolling, thus reducing the susceptibility to appear and/or to propagate the surface defects. The increase in reheating temperature leads to reduction in rejection due to surface defects.