Orientador: Valdir Alves Guimarães / Banca: Aelcio Zangrandi / Banca: Marcos Venicius Soares Pereira / Resumo: Atualmente a crescente necessidade de aumento da carga por eixo e do número de passageiros transportados pelos trens, fez com que as ferrovias em todo o mundo iniciassem pesquisas voltadas para o desenvolvimento de novos materiais e processamentos térmicos. O aumento da confiabilidade dos sistemas ferroviários é uma exigência do mercado, o que é definido como sendo a garantia de que não ocorra falhas nos componentes no período entre as inspeções de rotina, ou seja, que um defeito possa ser detectado e reparado antes que atinja um tamanho crítico que leve a ruptura do componente. Por se tratar de um equipamento fundamental nos trens, os eixos ferroviários são alvos de grande parte das recentes pesquisas na área de fadiga, desenvolvimento de novos materiais e segurança dos intervalos de inspeção, uma vez que sua falha, certamente ocasionará um descarrilamento do vagão ou locomotiva. O comportamento em fadiga dos materiais empregados na fabricação de eixos ferroviários vem sendo estudado através de ensaios de propagação de trinca por fadiga, a fim de se obter dados experimentais para definição de intervalos de inspeção. Neste trabalho, foram estudados os aços SAE-1050, comumente utilizado na fabricação de eixos ferroviários, e o SAE- 4130, que recentemente vem sendo empregado para este fim. Estes materiais foram processados por dois diferentes tipos de tratamentos térmicos, sendo um composto por normalização e alívio de tensões, e o outro por normalização, têmpera e revenimento. O comportamento mecânico dos aços foi avaliado através de ensaios de tração, charpy em diversas temperaturas e tenacidade à fratura ( IC K ). O comportamento em fadiga, por sua vez, foi avaliado através de ensaios de propagação de trinca por fadiga, realizados em corpos de prova tração compacto (CT). Para a determinação da influência da razão... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Currently the growing need of increase in axle load and numbers of passengers transported by the trains, prompted the railroads all over the world began researches about the development of new materials and heat treatments. The increase of the reliability for railway systems is a requirement of the market, and can be defined as the warranty that doesn't occur failures in the components between the inspection intervals, in other words, that a defect can be detected and repaired before it reaches a critical size to take the rupture of the component. Axles are one of the most important components in railway vehicle, thus are present in the great part of the recent researches into fatigue, new materials and safe inspection intervals, since its flaw, certainly will cause a derailment of the wagon or locomotive. The fatigue behavior of the employed materials in the production of railway axles has been studied with aid of fatigue crack growth tests, in order to obtain experimental data for definition of inspection intervals. The present work, studied the steels SAE-1050, commonly used in the production of railway axles, and SAE-4130, that recently has been used for this application. These materials were submitted to different heat treatments: normalizing and stress relief, and normalizing, quenching and tempering. The mechanical properties of the steels were evaluated through tensile test, impact test in different temperatures and fracture toughness test. The fatigue behavior was evaluated through of fatigue crack growth tests in compact tension specimens (CT). The influence of the load ratio " R ", on fatigue crack growth was evaluated using the ratio of 0,1 and 0,3. The results showed that the steel SAE-4130, normalized, quenched and tempered, achieved the best mechanical properties and the smallest fatigue crack growth rate, being therefore, the best option as... (Complete abstract click electronic acccess below) / Mestre

Resumo: 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 / Abstract: 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 / Orientador: Valdir Alves Guimarães / Coorientador: Alexandre Queiroz Bracarense / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Ronaldo Pinheiro da Rocha Paranhos / Mestre

Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Banca: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Idelmo Rangel Garcia Júnior / Resumo: As pesquisas em biomateriais caminham na busca de dispositivos nos quais, além da resistência mecânica, oferece adequada relação entre bioatividade/biocompatibilidade quando em contato com tecidos biológicos. Atualmente os biomateriais para serem utilizados como implantes são classificados como bioinertes, biotoleráveis e bioativos. No presente trabalho estudou-se as fases de apatitas presentes nos recobrimentos obtidos pelo método biomimético em substratos de titânio pré-modificados superficialmente empregando-se ablação por feixe de laser, objetivando a interação entre o substrato e o recobrimento, visando à aplicação clínica em implantes dentários e ortopédicos. Após estudos piloto, definiu-se condições pré-estabelecidas e as amostras tiveram suas superfícies irradiadas pelo laser Nd:YAG, em atmosfera normal. As amostras foram irradiadas pelo Laser pulsado Nd:YAG, e foram estabelecidas quatro condições de estudo para o trabalho, onde as irradiações foram realizados em ar e pressão atmosférica. Os recobrimentos, sobre as superfícies irradiadas, foram realizados pelo método biomimético, onde as amostras modificadas foram imersas na solução SBF (Simulated Body Fluid) e permaneceram por 4 dias, para a formação da camada de apatitas, este grupo ganhou destaque por possuírem composição semelhante ao tecido ósseo humano. As caracterizações das amostras foram realizadas pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, difração de raios-X e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. Resultados da modificação por feixe de Laser mostraram que as quatro condições estabelecidas sugeriram ter energia suficiente para promover a ablação na superfície irradiada. Verificou-se que na irradiação por feixe de laser ocorre o processos de fusão e solidificação rápida proveniente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The researches biomaterials in walk in the search of devices us which, besides the mechanical resistance, offer appropriate relationship among bioativity/biocompatibility when in contact with woven biological. Nowadays the biomaterials to be used as implants are classified as bioinert, biotolerability and bioactives. In the work present was study the apatites phases current in the coating obtained by the biomimetic method in substratum of titanium pré-modify superficially being used ablation by laser bunch, aiming at the interaction between the substratum and the coating, seeking to the clinical application in dental and orthopedical implants. After pilot study, it was defined pré-established conditions and the samples had their surfaces irradiated by the laser Nd:YAG, in normal atmosphere. The samples were irradiated by the pulsed Laser Nd:YAG, and they were established four study conditions for the work, where the irradiations were accomplished in air and atmospheric pressure. The coatings, on the irradiated surfaces, were accomplished by the biomimetic method, where the modified samples were immersed in the solution SBF (Simulated Body Fluid) and they stayed for 4 days, for the formation of the apatites layer, this group won prominence for they possess composition similar to the human bone fabric. The characterizations of the samples were accomplished by the techniques o SEM, EDS, XRD and FTIR. Results of the modification for beam of Laser showed that the four established conditions suggested to have enough energy to promote the ablation in the irradiated surface. It was verified that in the irradiation for laser beam happens the processes melt and originating from fast solidification the irradiation for laser, in normal atmosphere, they induce the oxides formation of titanium stoichiometric and non-stoichiometric with different oxidation degrees as Ti3O and Ti6O and with different... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Lígia Antunes Pereira Pinelli / Resumo: As infraestruturas de zircônia (Y-TZP) comumente necessitam de ajustes que podem causar alterações nas propriedades do material. Estudos para a elaboração de um protocolo de desgaste menos prejudicial dessas infraesturuturas e determinação de um tratamento térmico regenerativo são pertinentes. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar a superfície da zircônia tetragonal policristalina parcialmente estabilizada por ítria (Y-TZP) após desgaste com pedra diamantada com e sem irrigação em relação às fases cristalinas, composição química, morfologia superficial, rugosidade (Ra) e molhabilidade e também determinar o tempo e a temperatura necessários para reversão de fase (mt) a fim de se elaborar um protocolo de tratamento térmico regenerativo. Amostras sinterizadas de Y-TZP (LavaTM) foram distribuídas em 4 grupos: pré-sinterizado (PS), sinterizado (C), desgastado sem irrigação (DS) e desgastado com irrigação (DI). Foram realizados desgastes de 0,3 mm na superfície das amostras em dispositivo padronizador utilizando pedra diamantada em baixa rotação. As superfícies foram avaliadas em difratômetro de raios X (DRX), microscópio eletrônico de varredura (MEV) com espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDS), goniômetro e rugosímetro. Para a determinação da temperatura do tratamento térmico regenerativo (R) utilizou-se difratômetro de raios X in situ em temperatura (DRX in situ). As médias de ângulo de contato e Ra foram submetidas respectivamente, ao teste ANOVA one wa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The zirconia infrastructures (Y-TZP) commonly need adjustments that can cause changes in their properties. Studies for developing a less harmful grinding protocol and for a regenerative heat treatment are relevant .The aim of this study was to evaluate the surface of tetragonal polycrystalline zirconia partially stabilized by yttria (Y-TZP) after grinding with diamond stone with or without irrigation comparing the crystalline content, chemical composition, surface morphology, roughness (Ra) and wettability and also determinate the time and temperature required for reversal phase transformation (mt) to create a regenerative thermal treatment protocol. Y-TZP sintered samples (LavaTM) were divided into four groups: pre-sintered (PS), sintered (C), dry grinding (DG) and wet grinding (WG). The grinding (0,3 mm) was performed on the sample surface in a equipment using diamond stone at low speed. Y-TZP surface was evaluated in X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope (SEM) with X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), goniometer and profilometer. It was used a temperature in situ X-ray (in situ XRD) to determinate the temperature of the regenerative thermal treatment (R). Means of contact angle and Ra were analyzed respectively by ANOVA one way followed by Tukey (α=0.05) and Kruskal-Wallis followed by Dunn (α=0.05). The sintering process eliminated the monoclinic phase of the PS group. There were more monoclinic grains in the WG when compared with the DG. SEM sho... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Mariana de Oliveira Carlos Villas-Bôas / Resumo: Os materiais destinados a próteses odontológicas têm evoluído ao longo dos anos permitindo chegar a materiais cerâmicos com alta qualidade, sendo o dissilicato de lítio um dos materiais mais utilizados devido à sua ampla gama de indicações; isto é possível pois sua microestrutura está diretamente relacionada com suas boas propriedades mecânicas, físicas e óticas. O Laboratório de Materiais Vítreos (LaMaV) da Universidade Federal de São Carlos está desenvolvendo um dissilicato de lítio do tipo fresado que permite obter próteses a um custo futuro mais acessível; porém, estudos ainda são necessários para otimizar a microestrutura. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência dos diferentes tratamentos térmicos de nucleação na fração cristalina e morfologia dos cristais de LaMaV CAD. Para tanto foram confeccionados discos (12 mm de diâmetro x 1,2 mm de espessura) de dissilicato de lítio LaMaV CAD e de IPS e.max CAD (grupo controle, n=3). Os discos de LaMaV CAD foram submetidos a recozimento a 380oC por 2h seguido de diferentes tratamentos térmicos de nucleação, processo no qual se variou o tempo e a temperatura compondo quatro subgrupos (n=3): T1 (1h30 por 500oC), T2 (3h por 500oC), T3 (6h por 500oC) e T4 (6h por 480oC). Os discos de IPS e.max CAD foram cristalizados de acordo com as recomendações do fabricante. Foram obtidas imagens em microscópio óptico de varredura (MEV) para caracterizar a microestrutura e quantificar a fração cristalina. Tal quantificação fo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Julio Cesar Molina / Resumo: O tratamento térmico é um processo realizado com madeiras para aumentar a durabilidade e mudar a aparência. Nesse processo vários fatores devem ser observados para um melhor aproveitamento do potencial mecânico da madeira, dentre eles: tempo, temperatura e velocidade de aquecimento. Observa-se que na maioria dos estudos já realizados sobre esse tema algumas espécies de madeira ainda não tiveram todas as suas propriedades mecânicas analisadas. Além disso, a maior parte dos estudos desenvolvido no Brasil considera o aquecimento da madeira em estufa com ambiente controlado. O objetivo desse trabalho consistiu em avaliar a influência do tratamento térmico realizado industrialmente para as temperaturas 155, 165, 175 e 185 ºC nas propriedades químicas, físicas e mecânicas de madeiras de Eucalipto grandis (Eucalyptus grandis), Pinus taeda (Pinus taeda L.), Cedro indiano (Acrocarpus fraxinifolius) e Cedro australiano (Toona ciliata var. australis), em relação às respectivas propriedades das madeiras in natura. O tratamento térmico das madeiras foi realizado em autoclave com controle de temperatura e de pressão com ingestão de vapor saturado. Após o tratamento térmico a análise química identificou, para as quatro espécies estudadas, um aumento nos teores de extrativos e redução nos teores de holocelulose; o teor de lignina aumento para o Pinus taeda e o Cedro australiano e não apresentou modificações estatisticamente significantes para o Eucalipto grandis e Cedro indiano. A densidade ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre