Esse trabalho trata do estudo dos parâmetros para conformação de liga de magnésio AZ61, a qual possui baixa massa específica e relativamente boa resistência mecânica, quando corretamente processada. Porém, o magnésio apresenta algumas restrições quanto ao seu uso em processos de conformação mecânica. O processo de conformação utilizado nesse estudo é a extrusão direta, onde foram feitas três matrizes de configurações diferentes de processo. Essas matrizes produzem uma redução em área fixa, de 40% e possuem diferentes ângulos de cone, que são os de 30º, 60º e 90º, que levam ao canal de redução. Os projetos dos ferramentais foram feitos em um programa de CAD, sendo assim, possível integrar estes com o programa de simulação numérica computacional Simufact. forming 9.0, aplicado para predizer o comportamento do material no final de cada processo de extrusão. Foram analisados, por simulação numérica computacional, dados como força e as deformações finais. Foram extrudadas 8 peças com cada variação de ferramental, sendo que, durante as extrusões, a força de extrusão foi monitorada em cada processo. Metade das peças extrudadas foram submetidas a tratamento térmico T6. Foi avaliada a influência deste tratamento térmico na liga de magnésio AZ61 extrudada, nas três diferentes condições, sendo estas comparadas entre si através de ensaio de compressão, metalografia e dureza. Na análise de força, foi notado que a geometria que exigiu menor carga foi a constituída de ângulo de cone de 90°, seguida das geometrias de 60° e 30°, sendo esta última a que exigiu maior força de extrusão para obter as peças. Quando foi comparado o material extrudado tratado e não tratado termicamente observou-se que há uma diminuição nas propriedades mecânicas quando a liga foi submetida ao tratamento térmico. A diferença nos resultados de tensão máxima em porcentagem foi de 12,5% para liga proveniente da extrusão do ângulo 30°, 6,9% para o ângulo de 60°, e 7,3% para o ângulo de 90°. A dureza também diminuiu na porcentagem de 26,0%, 17,6%, 18,5% para as matrizes com ângulos de cone de 30°, 60°, e 90° respectivamente. Por fim, as análises metalográficas indicaram que os tratamentos térmicos impostos resultaram em um coalescimento dos precipitados Mg17Al12, além de crescimento de grão da matriz do magnésio, de forma que estas mudanças microestruturais influenciaram na perda de propriedades mecânicas da peça extrudada. / This work deals with the study of parameters related to extrusion process of a magnesium alloy, which has relatively low density and good mechanical strength, when properly processed. However, magnesium has some restrictions on its use in metal forming processes. The forming process used in this work is the forward extrusion. Three tools were made with different configurations of process. These tools produce a fixed reduction in area of 40% and have different cone angles, 30 °, 60 ° and 90 ° respectively, which lead to reducing channel. The tool geometries were made in a CAD software, and is thus possible to integrate these with the numerical simulation software Simufact. forming 9.0, applied to predict the behavior of material at the end of each extrusion process. Data such as force and final strains were analyzed by numerical simulation. Eight parts were extruded with each tool geometry, and during the extrusions, the force needed for extrusion was monitored in each process. Half of the extruded parts were submitted to heat treatment T6. The influence of heat treatment on extruded AZ61 magnesium alloy was evaluated for the three different conditions, which were compared with each other through compression testing, metallography and hardness. In the analysis of force, it was observed that the geometry which required less load was the geometry with cone angle of 90 °, followed by 60 ° and 30 °, the latter being the geometry that required largest load to extrude the parts. When comparing the extruded material heat treated and untreated, it was possible to observe a decrease in mechanical properties when the alloy was subjected to heat treatment. The percentage difference in maximum stress results was 12.5% for alloy extruded with 30° angle, 6.9% for 60° angle, and 7.3% for 90° angle. Hardness also decreased the percentage of 26.0%, 17.6%, 18.5% for the tools with cone angles of 30 °, 60 ° and 90 ° respectively. Finally, metallographic analysis indicated that the heat treatment applied resulted in a coalescence of Mg17Al12 precipitates, and grain growth of magnesium matrix, so that these microstructural changes influenced the decrease in mechanical properties of the extruded part.

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.

Este trabalho aplicou uma tecnologia alternativa para a obtenção de polpa de acerola pasteurizada com alto valor agregado mediante a aplicação de uma técnica promissora de processamento, o aquecimento ôhmico. O objetivo principal foi estudar essa tecnologia, avaliando sua aplicabilidade no tratamento térmico de alimentos líquidos e também a influência das variáveis de processo sobre a degradação de compostos nutricionais da polpa. Inicialmente, foram determinadas algumas propriedades físicas de polpa de acerola - tais como massa específica, condutividade elétrica, calor específico, difusividade térmica e condutividade térmica - para posterior utilização desses dados em estudos envolvendo a modelagem do processo de aquecimento ôhmico. Os resultados obtidos demonstram que é possível a utilização das propriedades físicas da água, uma vez que os valores encontrados experimentalmente são muito próximos aos valores tabelados para a água pura. Na sequência, um sistema de aquecimento ôhmico em escala de bancada foi projetado, construído e validado. Foi realizada uma avaliação dos parâmetros críticos de processo durante a operação do sistema de aquecimento ôhmico. Após a construção de três células ôhmicas, o aparato desenvolvido tornou-se adequado para a realização de estudos e testes envolvendo o tratamento térmico de polpas de frutas. Em seguida, foram realizados estudos avaliando a degradação da vitamina C, de antocianinas e também perdas de cor em polpa de acerola após o tratamento térmico da mesma pela aplicação do processo de aquecimento ôhmico e aquecimento convencional (aquecimento por transferência de calor em célula encamisada). Nesses estudos foram analisadas diferentes condições de processamento, visando uma maior conservação dos compostos nutricionais. No primeiro estudo, a tecnologia de aquecimento ôhmico foi estudada através de um planejamento fatorial onde o teor de sólidos totais da polpa (2 a 8%) e a tensão (120 a 200 V) do sistema de aquecimento foram as variáveis avaliadas. Ambas variáveis influenciaram significativamente a degradação do ácido ascórbico. A tensão exerceu efeito positivo, ou seja, um aumento da tensão promoveu um aumento da degradação do composto. Por outro lado, a variável teor de sólidos exerceu um efeito negativo sobre a variável de resposta. A comparação com o processo convencional de pasteurização demonstrou que o aquecimento ôhmico, quando realizado com baixos valores de tensão, apresenta valores de degradação ácido ascórbico bastante semelhantes aos do aquecimento convencional. Contudo, altos valores de tensão promoveram uma maior degradação de composto. Este comportamento pode ser explicado pelo aumento de reações eletroquímicas quando elevados gradientes de tensão são utilizados; essas reações catalisam as vias de degradação do ácido ascórbico na presença de oxigênio. No segundo estudo conduzido, foi avaliado o efeito da frequência do campo elétrico (10 a 105 Hz) na degradação do ácido ascórbico e na alteração de cor da polpa de acerola durante o aquecimento ôhmico comparativamente ao aquecimento convencional. Os resultados demonstraram que a utilização de baixa frequência (10 Hz) resultou em maior taxa de degradação de ácido ascórbico e maiores alterações de coloração devido a reações eletroquímicas. O aquecimento ôhmico utilizando frequência acima de 100 Hz e a tecnologia convencional apresentaram taxas de degradação de ácido ascórbico e alterações de cor similares, indicando que acima de 100 Hz as reações eletroquímicas são minimizadas e o principal mecanismo de degradação é a oxidação. O aumento da frequência para valores acima de 100 Hz não afetou a cinética de degradação de ácido ascórbico e as mudanças de cor. Esse comportamento foi observado mesmo em altas frequências onde não há tempo suficiente para a polarização de equilíbrio ser estabelecida e, portanto, as moléculas não são capazes de se reorientar no campo elétrico variando rapidamente. No terceiro estudo, foi investigada a influência da presença de sólidos quando se utiliza diferentes frequências de campo elétrico por meio da comparação da cinética de degradação de ácido ascórbico na polpa e no soro (obtido por centrifugação da polpa). Os resultados mostraram um comportamento distinto da cinética de degradação entre a polpa e o soro na faixa de frequências entre 10 e 1000 Hz, indicando que a presença de partículas sólidas pode afetar tanto as taxas de aquecimento no meio circundante, como também o processo de polarização estimulado pelo campo elétrico oscilante. Os sólidos insolúveis presentes na polpa podem participar de interações que restringem as orientações dipolares, afetando o tempo de relaxamento das moléculas. Estes fenômenos podem ter influenciado a capacidade de doar hidrogênio em reações de oxidação. Por fim, um estudo avaliando o efeito do aquecimento ôhmico e convencional sobre a cinética de degradação de antocianinas monoméricas de polpa de acerola em temperaturas variando de 75 a 90 °C foi conduzido. Os resultados indicaram mecanismos de degradação similares visto que as constantes de velocidade foram estatisticamente semelhantes em todas as temperaturas, os parâmetros termodinâmicos apresentaram valores aproximados para ambas as tecnologias de aquecimento e o valor de energia de ativação para os dois processos foi equivalente. De um modo geral, os resultados obtidos no presente trabalho demonstraram que o aquecimento ôhmico pode ser visto como uma tecnologia potencial para o tratamento térmico dos alimentos que contêm níveis significativos de antocianinas e ácido ascórbico. Para tanto, é necessário a utilização de materiais adequados na confecção dos eletrodos e sensores de temperatura e também a utilização frequências de campo elétrico mais elevadas, para evitar a ocorrência de reações eletroquímicas. Os estudos que avaliaram os efeitos não térmicos associados com a passagem de eletricidade pelo alimento na degradação dos compostos bioativos demonstraram que a utilização de corrente elétrica alternada acima de 100 Hz não influencia na degradação desses compostos. / The aim of the present work was to develop an alternative method for pasteurization of acerola pulp using a promising processing technology: ohmic heating. The main objective was to study this technology, to evaluate its applicability for the heat treatment of liquid foods and also to study the influence of process parameters on the degradation of the nutritional compounds of the pulp. Initially, some physical properties of the acerola pulp - such as density, electrical conductivity, specific heat, thermal diffusivity and thermal conductivity - were determined for subsequent studies aiming to model the ohmic heating process. The results showed that the thermophysical properties of the pulp are close to the thermophysical properties of the pure water. Further, a bench scale ohmic heating system that operates in batch mode, was designed, built and validated. An assessment of the critical process parameters during operation of the ohmic heating system was performed. After the construction of three ohmic cells, the apparatus developed was appropriate to run experiments for the heat treatment of fruit pulps and juices. In addition, studies were conducted to evaluate vitamin C and anthocyanins degradation, as well as loss of color, in acerola pulp after heat treatment by ohmic and conventional heating (heat transfer in jacketed cell). Different processing conditions were investigated to enhance preservation of the nutritional compounds. In the first study, the ohmic heating technology was studied using a Central Composite Rotatable Design in which the variables evaluated were the total solids content of the pulp (2 – 8 g/100g) and the heating voltage (120 – 200 V). Both variables significantly influenced the degradation of ascorbic acid. The voltage gradient had a positive effect, i.e., an increase in the voltage gradient lead to an increase in the ascorbic acid degradation. Moreover, the solids content negatively affected the dependent variable. Ohmic heating, when performed with low voltage gradients, exhibited ascorbic acid degradation similar to conventional heating. However, high voltage gradients increased ascorbic acid degradation. This behavior may be explained by the increase of electrochemical reactions when using high voltage gradients, which can adversely affect the ascorbic acid and catalyze the degradation pathways in the presence of oxygen. In the second study, the effect of the electric field frequency (from 10 to 105 Hz) on ascorbic acid degradation and color changes in acerola pulp during ohmic heating was evaluated and this technology was compared with the conventional heating process. Low electric field frequency (10 Hz) showed higher ascorbic acid degradation and higher color changes probably due to occurrence of electrochemical reaction. Ohmic (above 100 Hz) and conventional heating processes showed similar degradation rates of ascorbic acid. This might be an indication that above 100 Hz the electrochemical reactions were probably minimized and the mainly mechanism of degradation is the oxidation. The increase of the field frequency (above 100 Hz) during ohmic heating did not affect the degradation kinetics of ascorbic acid. This was observed even at high frequencies where the molecules are not able to reorient in the rapidly varying electric field and there is no time for an equilibrium polarization to be established. The third study investigated the influence of the presence of solids when different frequencies were used by comparing the degradation kinetics of the pulp and the serum (obtained by pulp centrifugation). A distinct behavior between the degradation kinetics of the pulp and the serum in the range of frequencies between 10 and 1000 Hz indicates that the presence of solids may have an influence on ascorbic acid degradation. The presence of solid particles might affect both the heating rates in the surrounding medium and the polarization process stimulated by the oscillating electric field. The pulp had insoluble solids which may have participated on bonding interactions that restrict the dipolar orientations affecting the relaxation time of the molecules. These phenomena may have influenced the hydrogendonating capability in oxidation reactions. Finally, a study to evaluate the effect of ohmic and conventional heating on the degradation kinetics of monomeric anthocyanins of acerola pulp at temperatures ranging from 75 to 90 °C was conducted. The results indicate similar mechanisms of degradation when using ohmic and conventional heating since the rate constants were statistically similar in all temperatures evaluated, all thermodynamic parameters showed close values for both heating technologies and ohmic and conventional heating showed the same value of activation energy. Overall ohmic heating can be seen as a potential technology for heat treatment of foods containing significant levels of anthocyanins and ascorbic acid. Therefore, it is importance to use either inert coatings on electrodes and sensors, and high frequency electric currents to control electrochemical reactions. Studies to evaluate the “non-thermal” effects associated with using electricity during a thermal process showed that the passage of alternating electric current through the product (above 100 Hz) did not influence the degradation of bioactive compounds, since comparative results between this technology and conventional heating were similar.

Este trabalho investigou a síntese de nanotubos de carbono (NTCs) por decomposição térmica de ferroceno, utilizado como precursor e catalisador da reação. Para tanto, foram testados como substratos para a nucleação dos NTCs quatro pós de sílica com diferentes áreas superficiais: 0.5, 50, 200 e 300m2/g. Foram realizadas sínteses a diferentes temperaturas: 600 a 1000°C, para cada pó de sílica investigado. Foi observado que o pó de sílica com a maior área superficial possibilitou a síntese de NTCs a temperatura mais baixa (600°C), enquanto que o substrato com a menor área superficial (50 m2/g) só possibilitou a síntese de NTCs a temperaturas de síntese acima de 750°C. Visando avaliar a influência da composição química dos substratos na nucleação de NTCs, outros quatro distintos substratos foram investigados: alumina, zircônia, negro de fumo e NTCs previamente sintetizados. Os resultados obtidos mostraram que a composição química dos substratos não apresenta influência significativa na nucleação e crescimento dos NTCs, somente a área superficial influenciou na síntese. Os NTCs obtidos foram submetidos a um tratamento térmico em atmosfera inerte (1000°C e patamar de 10min) visando avaliar a influência da temperatura na estrutura dos NTCs e nas fases presentes no interior destes nanotubos. Os NTCs sintetizados foram caracterizados antes e depois do tratamento térmico por espectroscopia Raman, análise térmica, difração de raios X e microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão. As propriedades magnéticas dos NTCs foram avaliadas através da curva de histerese e de espectroscopia Mössbauer. Os resultados obtidos indicaram um comportamento ferromagnético dos NTCs sintetizados. A espectroscopia Mössbauer evidenciou, ainda, que as fases presentes nos NTCs antes e depois do tratamento térmico são: Fe-α e carbetos de ferro. A variação do teor das fases com o tratamento térmico foi significativa: o Fe-α aumentou de 10% em peso para 76% em peso e os carbetos foram reduzidos de 90% para 24% em peso. Isso repercutiu no comportamento magnético dos NTCs sintetizados. Com base nestes resultados, conclui-se que existe uma forte correlação entre o processo de manufatura dos NTCs – considerando parâmetros de síntese e tratamento térmico – e a composição das fases encapsuladas pelos nanotubos. Assim, pôde-se concluir que é possível controlar a propriedade magnética final (por exemplo, coercividade) dos NTCs preenchidos com material magnético em função dos parâmetros de síntese / tratamento térmico a que os NTCs são submetidos. / This work investigated the synthesis of CNTs from ferrocene used as both catalyst and carbon precursor. Four different surface areas of silica powder were tested as substrate for CNTs nucleation: 0.5, 50, 200 and 300m2/g. Syntheses at different temperatures were, therefore, performed: 600 till 1000°C, for each silica powder tested as substrate. It was observed that the silica powder with the highest surface area allowed the synthesis of CNTs to occur at a lower temperature (600°C), whereas substrates with a surface area lower than 50 m2/g will only form nanotubes at temperatures higher than 750°C. In order to evaluate the influence of chemical composition of the substrate on the CNTs’ nucleation, another four different powders were used as substrates: alumina, zirconia, carbon black, and previously synthesized CNTs. Results showed that the chemical composition of the substrate does not play a relevant role in the synthesis of CNTs, only the surface area showed an influence. In addition, it was performed a heat treatment (1000°C at a dwell time of 10min) at inert atmosphere on the CNTs synthesized in order to evaluate whether the temperature has any influence on the structure of CNTs and the phases into these CNTs. Raman spectroscopy, thermal analysis, x-ray diffraction and electronic microscopy were used to characterize the synthesized CNTs before and after heat treatment. The magnetic properties of CNTs as grown and after heat treatment were evaluated through hysteresis loop and Mössbauer spectroscopy. Results obtained showed a ferromagnetic behavior of the synthesized CNTs; hence, Mössbauer spectroscopy evidenced that the phases encapsulated by the CNTs before and after heat treatment are: α-Fe and iron carbides. The percentage of these phases, however, showed a large modification after the heat treatment, α-Fe increased from 10 to 76 wt% and carbides decreased from 90 to 24 wt%. This reverberates in a different magnetic response. Based on these results, one concluded that there is a correlation between the manufacturing process - considering synthesis parameters and heat treatment - and the composition of iron-containing phases in the CNTs. Therefore, it is seen that it is possible to control the final magnetic properties, e.g. coercivity, of CNTs filled with magnetic material so as to synthesize the most appropriate magnetic nanomaterial for a specific application.

Este trabalho teve por objetivo definir as composições químicas e os parâmetros de tratamento térmico mais adequados para atendimento às rígidas especificações exigidas para fixadores utilizados na indústria de óleo, gás e energia eólica, visando à minimização dos custos de produção e a garantia da qualidade dos produtos. Para tal, foram realizados testes em escala laboratorial variando-se as temperaturas de austenitização e de revenimento para três composições químicas diferentes, tendo como base o aço SAE 4140 com variações nos teores de carbono, cromo e vanádio. Foi avaliada a influência da composição química e dos parâmetros de beneficiamento sobre a microestrutura, tenacidade e resistência mecânica, por meio de análises em microscópio eletrônico de varredura, ensaios de resistência ao impacto e à tração e ensaios de dureza. Quanto à composição química, foram utilizados os aços SAE 4140, SAE 4140 Modificado ao Vanádio e SAE 4145. No tratamento térmico, primeiramente foram realizadas curvas de revenimento, avaliando-se a dureza em função da temperatura de revenimento em uma faixa de 575 a 675 ºC e temperatura de austenitização fixa de 880 °C. Após a obtenção e análise das curvas de revenimento, foram escolhidas duas temperaturas de revenimento específicas para avaliação mais detalhada das propriedades mecânicas, com a realização de ensaios de resistência à tração e impacto. Nesta etapa também foi avaliada a influência da temperatura de austenitização. Foram utilizadas as temperaturas de 880 e 920 °C. Os resultados possibilitaram encontrar uma relação de compromisso entre a resistência mecânica e a tenacidade, tanto em relação ao desempenho do produto final quanto em relação aos custos de produção. / This study aims to determine the chemical composition and heat treatment parameters most suitable for meeting the strict specifications required for fasteners used in oil and gas and wind energy industries, in order to minimize production costs and ensure product quality. For this, laboratory tests were performed varying the austenitizing and tempering temperatures for three different chemical compositions based on SAE 4140 with variations on carbon, chromium and vanadium contents. The influence of chemical composition and heat treatment parameters on microstructure, toughness and strength were evaluated through scanning electron microscope analysis and hardness, tensile and impact tests. SAE 4140, SAE 4140 (Vanadium Modified) and SAE 4145 were the steel grades used. The first stage was to perform tempering curves, evaluating the hardness results as a function of tempering temperature in the range of 575 to 675 °C. The austenitizing temperature was fixed on 880°C. In the second stage, two specific tempering temperatures were chosen for a more detailed evaluation of microstructure and mechanical properties. In this stage, the influence of austenitizing temperature was also evaluated. Temperatures of 880 and 920 °C were tested. The results had shown an optimal trade-off between the strength and toughness in relation to the final product performance as well as production costs.

Este trabalho buscou avaliar a resistência à fadiga em flexão e caracterizar os mecanismos de iniciação e propagação de trincas por fadiga de aços cementados e dos aços temperados por indução. Para o tratamento de cementação foram utilizados os aços SAE 8620 e SAE 4820. O tratamento de têmpera por indução foi utilizado o aço SAE 8650. Foram realizados diferentes ciclos de cementação visando determinar a influência da microestrutura na tenacidade e resistência à fadiga, dando-se especial ênfase na influência da austenita retida sobre estas propriedades. A caracterização geométrica das trincas de fadiga através de exames fractográficos permitiu, com aplicação de técnicas da Mecânica da Fratura Linear Elástica, a determinação da tenacidade à fratura de camadas de aços cementados. Os resultados encontrados para tenacidade à fratura variaram de 11.8 a 23 MPa.m-1/2, tendo sido constatada influência da tensão máxima aplicada sobre a tenacidade à fratura. / This work aims to evaluate the bending fatigue behavior and describes fatigue crack initiation and propagation in carburized steels and induction hardened steel. For the carburizing treatment the steels SAE 4820 and SAE 8620 were used. For the induction heat treatment the SAE 8650 was used. Different carburi zing processes were taken to examine the effect of microstructure on bending fatigue and on fracture toughness behavior of carburized steels, an special emphasis was gi ven to the influence of retained austenite on those properties. The geometric characterization of bending fatigue cracks thought fracture analysis, allowed to calculate the fracture toughness of the carburized case by linear elastic fracture mechanics. The fracture toughness of the carburized case ranged from 11.8 to 23 MPa.m-1/2 , also was found that case fracture toughness increases with increasing maximum applied stress during fatigue testing.

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência dos tratamentos térmicos na obtenção de uma microestrutura adequada e estável, que possou boa plasticidade e permita elevados graus de deformação do aço AISI 1050, para sua posterior conformação a frio. Realizaram-se diversos tratamentos de recozimento e esferoidização e, posteriormente, foi avaliada sua plasticidade, mediante ensaios de compreensão uniaxial pelo método “RASTAGAEV” e compreensão plana pelo método “WATTS & FORD”. Comprova-se mediante curvas de escoamento o incremento da plasticidade das estruturas esferoidais. As transformações geradas baseiam-se em reações eutóides que modificam a morfologia da cementita. / The aim of this work is to evaluate the heat treatment influence to attain the adequate and stable microestruture. It must to attain the adequate and stable microestruture. It must have good plasticity and permit high grade of deformation of AISI 1050 steel. The main series of heat treatment were executed and after were avaluate for RAEGAEV and WATTS & FORD test. The flow curve showed increment of plasticity with the microstructure spheroidizated.

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.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8102_Wilson Obéd Emmerich.pdf: 3840323 bytes, checksum: 9d445aefa2bb03ad8e6dae6ae020d618 (MD5) Previous issue date: 2014-09-19 / Em materiais plásticos transparentes expostos à luz solar, a radiação ultravioleta (UV) emitida pelo sol provoca perda das características de transmissão da luz. Isto é percebido pelo amarelecimento do material polimérico que faz o encapsulamento de células fotovoltaicas (FV) em vários tipos de Módulos FV. Num trabalho recente foram produzidas partículas de quartzo tratadas com raios gama e estas funcionaram como estabilizante contra fotodegradação de um compósito de EVA + quartzo. A presente pesquisa testou outros caminhos de menor custo, empregando o quartzo, mas sem o tratamento com raios gama. Foram utilizados apenas tratamentos térmicos e moagens. Foi desenvolvida uma nova metodologia, incluindo um fator de qualidade para avaliar a adequação das amostras à proteção de plásticos contra fotodegradação. Após sofrerem tratamentos térmicos com a temperaturas variando até 1100 °C por 3 e 6 horas, as amostras de quartzo foram maceradas em almofariz de ágata ou moídas em moinho de esferas. Os dois tipos de moagem proporcionaram diminuição no tamanho de partícula. A moagem no moinho de esferas também levou à redução no tamanho de grão cristalino. Ambas as reduções de tamanho, assim como o aumento no fator de qualidade, acontecem já nos primeiros instantes da moagem (15 min) e maceração. Moagem adicional não influencia significativamente no fator de qualidade. Os fatores de qualidade obtidos são comparáveis àqueles de amostras produzidas por Carvalho (2011) e que protegeram com sucesso filmes poliméricos contra fotodegradação. Palavras-Chave: Quartzo - tratamento térmico/moagem. Encapsulantes de células fotovoltaicas - fotodegradação

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 2015-11-17T13:01:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISS_InfluênciaDiversosCiclos.pdf: 5017596 bytes, checksum: 6118790987d494dfbf415a4d4eb1be56 (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: adicionar licença on 2015-11-18T12:00:28Z (GMT) / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-11-18T14:01:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISS_InfluênciaDiversosCiclos.pdf: 5017596 bytes, checksum: 6118790987d494dfbf415a4d4eb1be56 (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: a pedido on 2015-11-19T13:12:01Z (GMT) / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-12-02T11:36:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISS_InfluênciaDiversosCiclos.pdf: 5017596 bytes, checksum: 6118790987d494dfbf415a4d4eb1be56 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-12-02T16:48:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISS_InfluênciaDiversosCiclos.pdf: 5017596 bytes, checksum: 6118790987d494dfbf415a4d4eb1be56 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-02T16:48:34Z (GMT). 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Neste trabalho corpos de prova para ensaios de tração e impacto Charpy-V foram fabricados com o aço ARBL temperado e revenido USI-SAR-80T, com limites de escoamento e resistência mínimos de 700MPa e 760MPa, respectivamente. Os mesmos foram submetidos a 1, 3, 5, 7 e 9 ciclos térmicos, com tempo total de 10 horas, à temperatura de 580°C para todos os casos. Após os ciclos térmicos, ensaios de tração, impacto e dureza Vickers foram executados. Os resultados foram comparados com amostras não sujeitas a nenhum tratamento. Análises microestruturais foram realizadas em microscópio ótico (MO) e em microscópio eletrônico de varredura (MEV), além de fratografia dos corpos de prova. Os resultados indicaram que o coalescimento da cementita foi o grande responsável pela diminuição do limite de escoamento e de resistência, diminuição de dureza e aumento da energia absorvida nos corpos de prova submetidos a 1, 3, 7 e 9 ciclos. térmicos. Os corpos de prova submetidos a 5 ciclos térmicos apresentaram endurecimento secundário, causando estabilização dos limites de escoamento e resistência, além da dureza e queda nos valores de energia absorvida no ensaio impacto. Em todas as situações os corpos de prova de tração apresentaram fratura predominantemente dúctil. Apenas os corpos de prova que apresentaram o endurecimento secundário sofreram fratura frágil no ensaio de impacto. Mesmo com as quedas nos valores de resistência mecânica o material continuou apresentando, para todos os casos, limites de escoamento e resistência superiores aos valores mínimos estabelecidos pelo fabricante. ____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Due to high strength properties associated with large dimensions, equipments and/or parts made of high strength low alloy steels (HSLA) may extrapolate the available capacity of metal-forming and bending machines. In this context, an appropriate option is to heat up the raw material to a defined temperature range that leads to the reduction in the yield and tensile strength of the material so that the machine demands lower power to carry out the forming process. However, this alternative process may cause microstructural changes and undesirable reduction in the material strength. Based on the exposition above, tensile and impact test specimens have been manufactured from quenched and tempered HSLA steel USI-SAR-80T, with yield and tensile strength properties above 700MPa and 760MPa, respectively. The specimens have been submitted to a different number of cycles, i.e., 1, 3, 5, 7 and 9 thermal cycles, with total heat treatment time of 10 hours and temperature of 580°C each. After finishing the thermal cycles, tensile, charpy-V impact and hardness tests have been performed and corresponding results compared to specimens that have not been treated. Microstructural analysis have been performed with optical microscope (OM) and scanning electronic microscope (SEM), including analysis of the specimens fractography. The results have indicated that cementite coalescence has been the main reason for the reduction in the material properties associated with an increase in the absorbed energy values obtained using impact test specimens subjected to 1, 3, 7 and 9 thermal cycles. The specimens subjected to 5 thermal cycles have shown secondary hardening, which have led to the maintenance of yield and tensile strength and hardness, in spite of absorbed energy reduction during impact tests. In all conditions, the tensile specimens have shown ductil fracture at room temperature. However, specimens that presented secondary hardening have shown brittle fracture in the impact tests carried out at room temperature. Despite modification in the material properties, values are still above the specified limits established by the manufacturer.