Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 0- Capa.pdf: 52849 bytes, checksum: 052f0059aa665dd6426fbaf7c75b0a07 (MD5) Previous issue date: 2005-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this dissertation is to study the friction focusing in the forces and energies needed to initiate the movement and keep it. The surfaces textures role is analyzed in roughness, r.m.s slope and fractal dimension of the surfaces profiles. This study showed that the surface profile r.m.s. slope is the main parameter to obtain the fraction coefficient figures. This study showed that it is essential to qualify the contact before to proceed with the quantitative calculation. The best parameter found to qualify the contact behavior is the Mikic plasticity index, which is compounded by the r.m.s. slope, the reduced elasticity modulus and the Vickers hardness of the materials in contact. It were prepared Ti6Al4V samples with three textures: sand blasting, shoot pinning and polished in order to verify the role of the textures regarding friction. A half of the samples were treated via plasma carbonitriding where surfaces free of micro cracks and with a relevant gain on the surface hardness were obtained. All the textures combinations were tested regarding their friction coefficients before and after the treatment. The treated samples shown similar or lightly high friction coefficients than the non treated samples, however after the friction test it was noticed that the treated samples presented less wear than the non treated samples. / O objetivo desta dissertação é estudar o atrito com foco nas forças e energias necessárias para iniciar o movimento e mantê-lo. A influência das texturas das superfícies em contato no coeficiente de atrito é analisada em rugosidade, inclinação média e dimensão fractal dos perfis das superfícies. O estudo mostrou que a inclinação média dos perfis das superfícies é o principal parâmetro relacionado ao coeficiente de atrito. O estudo mostra que é essencial qualificar o contato antes de proceder aos cálculos do coeficiente de atrito. O parâmetro que se mostrou eficiente para qualificar o regime de deformação do contato é o índice de plasticidade de Mikic, o qual é formado pela inclinação média e duas propriedades dos materiais: módulo de elasticidade reduzido e as durezas Vickers. Foram preparadas amostras de Ti6Al4V com texturas polidas, jateadas e jateadas com esferas de aço (shoot pinning) para verificar a influência da geometria das superfícies em contato no coeficiente de atrito. Metade das amostras foram carbonitretadas por plasma onde se obteve superfícies sem trincas e com ganho significativo na dureza de superfície. Todas as combinações de textura foram testadas em relação ao coeficiente de atrito antes e depois do tratamento. As amostras tratadas apresentaram coeficiente de atrito similar ou ligeiramente maior que as não tratadas, porém após os testes observou-se que as amostras tratadas apresentaram menor desgaste.

Orientador: Mauro Hugo Mathias / Co orientador: Mauro Pedro Peres / Banca: José Elias Tomazini / Banca: João Zangrandi Filho / Banca: Francisco Carlos Parquet Bizarria / Banca: Edson Antonio Capello Sousa / Resumo: Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de análise de imagens de partículas de desgaste encontradas em óleos lubrificantes de equipamentos industriais. Para tanto, foi utilizado um sistema de aquisição de imagem para capturar imagens de amostras de óleo retidas em membranas de filtro e, também, desenvolvida uma metodologia analítica que faz a classificação quantitativa e qualitativa das partículas, relacionando-as ao modo de desgaste na qual foram geradas. Para a classificação quantitativa utilizou-se a norma ISO 4406 e para a qualitativa, a análise por meio de Redes Neurais Artificiais. O sistema aplicado consiste em uma câmera digital, um microscópio óptico monocular, um sistema de filtragem de óleo e dois programas computacionais desenvolvidos para realização da análise automatizada das imagens das partículas de desgaste obtidas. Foram utilizados óleos minerais de redutores de máquinas industriais no processo de obtenção de amostras. As partículas de desgaste foram analisadas pelo processo de microscopia óptica para obtenção da imagem da amostra relacionada ao desgaste. Os resultados obtidos mostraram que o sistema de análise desenvolvido realiza a classificação individual das partículas, através de Redes Neurais Artificiais, com uma eficiência de até 96%, além de analisar as múltiplas partículas contidas nas amostras, exibindo um relatório de acompanhamento e evolução do desgaste. Os programas computacionais desenvolvidos para essa análise possuem interface gráfica de fácil utilização. Eles podem ser amplamente utilizados no estudo e avaliação das partículas de desgaste obtidas de amostras de óleos industriais em empresas ou em universidades para fins educacionais. O sistema pode ser utilizado para análise de superfícies de metais obtidos pelo processo de metalografia ou na análise de imagens de microorganismos obtidas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper describes the development of an image analysis system for wear particles found in industrial equipment lubricating oil. Hence, it was utilized an image acquisition system to capture image samples of the oil held in filter membranes. An analytical methodology was also developed to classify the particles quantitatively and qualitatively, relating them to the wear mode where they had been generated. The ISO 4406 standard was applied for quantitative classification and Artificial Neural Networks were used for qualitative classification analysis. The applied system consists of a digital camera, a monocular optical microscope, one oil filtering system and two software programs developed to perform the automated analysis of the acquired wear particles images. Mineral oils of gearbox industrial machines were used in the process of achieving the samples. The wear particles were analyzed by an optical microscopy system, to obtain the sample image related to the wear. The results showed that the analysis system that was developed classifies the individual particles through Artificial Neural Networks with 96% accuracy, in addition to analyzing the multiple particles contained in the samples and generating an evaluation report and wear evolution. The software programs developed for the analysis have a graphical interface easy to use. They can be used in the study and evaluation of the wear particles obtained from industrial oil samples in the companies or in the universities for educational purposes. The system can be applied to analyze the surface of metals acquired by metallographic processes or in the image analysis of microorganisms acquired from blood samples, opening a wide field of application within universities and researches. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcosSA_TESE.pdf: 2204560 bytes, checksum: f5d73bc23810f679641a247536d26b8a (MD5) Previous issue date: 2012-01-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The present work consists in the analysis of tribologycal properties of basic and multifunctional knitted fabrics. This knowledge has fundamental importance for the textile industry since it can quantify, in an objective way, the tactil. The fabrics used were characterized by friction and mechanical tests for determining the viscoelastic region, wear resistance and friction coefficient of the fabrics used. The stress-strain curve was obtained by the method Kawabata, KES-FB1. Wear tests performed with the aid of equipment Martindale. The measurement of friction coefficient, two methods were used and analyzed comparatively. The first was a method already established worldwide known as KES-FB4 and the second was an innovative method called FRICTORQ, developed by the University of Minho. These two methods were compared taking into account the relative motion between the tribologycal pairs are different from each method. While the first motion is translational, the second is rotational. It was formal that the knitted had a multifunctional fabrics tribologycal performance which was better than the basic knitted fabrics, as the viscoelastic region, was laager highlighting a multifunctional structure, with greater wear resistance mainly on the back side of the knitted fabrics and lower friction coefficient. Performing a comparative analysis between two methods used to measure the friction coefficient, it was formal that both methods were consistent in terms of results. In operational terms, the FRICTORQ showed ease of operation and increased reproducibility of results / O presente trabalho consiste nas an?lises das propriedades tribol?gicas de tecidos de malhas b?sicas e de malhas multifuncionais. Esse conhecimento ? de fundamental import?ncia para a ind?stria t?xtil uma vez que pode quantificar, de forma objetiva, o sentido do toque. Os tecidos utilizados foram caracterizados atrav?s de ensaios mec?nicos e de atrito, para determina??o da regi?o viscoel?stica, resist?ncia ao desgaste e coeficiente de atrito. A curva tens?o-deforma??o foi obtida pelo m?todo Kawabata, KES-FB1. Ensaios de desgaste foram realizados com aux?lio do equipamento Martindale. Para a medida do coeficiente de atrito, nos dois m?todos que foram utilizados e analisados comparativamente. O primeiro m?todo j? consolidado mundialmente, denominado KES-FB4 e o segundo m?todo inovador, denominado FRICTORQ, desenvolvido pela Universidade do Minho. Esses dois m?todos foram comparados levando-se em considera??o que os movimentos relativos entre os pares tribol?gicos s?o diferentes em cada m?todo. Enquanto no primeiro o movimento ? translacional, no segundo ? rotacional. Verificou-se que as malhas multifuncionais apresentaram um desempenho tribol?gico superior ?s malhas b?sicas, determinadas pela maior regi?o viscoel?stica, destacando a estrutura multifuncional, maior resist?ncia ao desgaste principalmente no lado avesso das malhas e menor coeficiente de atrito. Analisando comparativamente os dois m?todos utilizados para medi??o do coeficiente de atrito, verificouse que ambos foram consistentes em termos de resultados. Em termos operacionais, o FRICTORQ foi o que apresentou maior facilidade de opera??o e maior reprodutibilidade dos resultados

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SuelsonDFM_DISSERT.pdf: 3898058 bytes, checksum: 85578e98eca2ae4f89d7ebd20d9c5e06 (MD5) Previous issue date: 2010-09-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / It is analyzed through the concepts of tribology and mechanical contact and damage the suggestion of implementing a backup system for traction and passage of Pipeline Inspection Gauge (Pig) from the inside of pipelines. In order to verify the integrity of the pipelines, it is suggested the possibility of displacement of such equipment by pulling wires with steel wires. The physical and mechanical characteristics of this method were verified by accelerated tests in the laboratory in a tribological pair, wire versus a curve 90. It also considered the main mechanisms of wear of a sliding system with and without lubricant, in the absence and presence of contaminants. To try this, It was constructed a test bench able to reproduce a slip system, work on mode back-and-forth ("reciprocation"). It was used two kinds of wires, a galvanized steel and other stainless steel and the results achieved using the two kinds of steel cables were compared. For result comparative means, it was used steel cables with and without coating of Poly Vinyl Chloride (PVC). The wires and the curves of the products were characterized using metallographic analysis, microhardness Vickers tests, X-ray diffraction (XRD), X-Ray Refraction (XRF) and tensile tests. After the experiments were analyzed some parameters that have been measurable, it demonstrates to the impracticality of this proposed method, since the friction force and the concept of alternating request at the contact between the strands of wire and the inner curves that are part ducts caused severe wear. These types of wear are likely to cause possible failures in future products and cause fluid leaks / Analisa-se, por interm?dio dos conceitos da tribologia e da mec?nica do contato e do dano, a sugest?o de implanta??o de um sistema alternativo para tracionamento e passagem de Pipeline Inspection Gauge (Pig) pelo interior de dutos. Com o intuito de verificar a integridade dos dutos, sugere-se a possibilidade de realizar o deslocamento destes equipamentos atrav?s de tracionamento com fios de arames de a?o. ?s caracter?sticas mec?nicas e f?sicas deste m?todo proposto foram verificadas atrav?s de ensaios acelerados em laborat?rio, em um par tribol?gico, arame versus uma curva de 90?. Estudam-se tamb?m, os principais mecanismos de desgastes de um sistema deslizante, com e sem lubrificante, na aus?ncia e na presen?a de contaminantes. Para esse fim foi constru?da uma bancada de ensaio para testes em laborat?rio, capaz de reproduzir um sistema de deslizamento, com movimento alternado em modo de vai-e-vem ( reciprocation ). Foram utilizados dois tipos de fios de arame, um de a?o galvanizado e outro de a?o inoxid?vel. Utilizou-se como forma comparativa de resultados cabos de a?os com e sem revestimento de Poli Cloreto de Vinila (PVC). Os fios de arame e as curvas dos dutos foram caracterizados atrav?s de an?lise metalogr?fica, an?lise de microdureza Vickers, dos ensaios de difra??o de raios-x (XRD), refra??o de raios-x (XRF), e de ensaios de tra??o. Ap?s a realiza??o dos ensaios analisam-se alguns par?metros que foram mensur?veis e evidencia-se o processo de desgaste por Delamina??o entre os pares tribol?gicos envolvidos. Associa-se essa forma de desgaste a for?a de atrito e a concep??o da solicita??o alternada no contato entre os fios de arames e a parede interna das curvas que fazem parte dos dutos. Estes tipos de desgastes ir?o ocasionar poss?veis falhas nos dutos e originar futuros vazamentos de fluidos

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-03-20T17:21:12Z No. of bitstreams: 1 MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf: 6319363 bytes, checksum: 1a264d4d3fb0025a7862072124e8405a (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-03-22T12:58:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf: 6319363 bytes, checksum: 1a264d4d3fb0025a7862072124e8405a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-22T12:58:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf: 6319363 bytes, checksum: 1a264d4d3fb0025a7862072124e8405a (MD5) Previous issue date: 2017-09-29 / O Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Engrenagens e outros conjuntos mec?nicos s?o muito importantes para a convers?o da energia e?lica em energia el?trica em turbinas e?licas, mas a sua durabilidade e efici?ncia s?o severamente prejudicadas por algumas quest?es tribol?gicas como corros?o, desgaste, deforma??o e fragmenta??o. Os lubrificantes utilizados para reduzir esse desgaste e deforma??o s?o de fontes n?o renov?veis podendo n?o ser vi?veis ambientalmente. Assim, surgem novas tecnologias que visam o desenvolvimento de produtos de fontes renov?veis substituindo o ?leo mineral e aditivo de extrema press?o. A este respeito, ?leos vegetais e novos aditivos inorg?nicos est?o sendo pesquisados como uma alternativa adequada para substituir os lubrificantes utilizados atualmente em engrenagens de turbinas e?licas. O objetivo desse trabalho foi sintetizar nanopart?culas est?veis inorg?nicas em ?leos vegetais por sputtering, desenvolvendo lubrificantes mais adaptados ao meio ambiente com aditivos mais eficientes. A metodologia aplicada est? divida em 5 etapas: 1- prepara??o do biolubrificante (?leo de girassol epoxidado); 2- caracteriza??o f?sico-quimica dos lubrificantes; 3- deposi??o das nanopart?culas por sputtering; 4- caracteriza??o da dispers?o e 5 avalia??o tribol?gica. Nas deposi??es foram utilizados tr?s n?veis de corrente de descarga e taxa de deposi??o (30 mA- 0,8 ?/s, 40 mA- 1,3 ?/s e 50 mA- 1,51 ?/s), tr?s diferentes concentra??es, em peso, de nanopart?culas (0,05%, 0,1% e 0,3%) e com alvo Cu para se obter nanopart?culas de cobre. As nanopart?culas formadas foram caracterizadas em fun??o do tamanho de part?cula pela t?cnica de SAXS e por MEV. A dispers?o das nanopart?culas foi analisada por Uv-Vis?vel, Polidispersividade, Potencial Zeta e SAXS. Para avaliar o desempenho tribol?gico foi utilizado o trib?metro HFRR. Os resultados mostraram que os biolubrificantes com melhoram o desempenho tribol?gico melhorando o desgaste e reduzindo atrito em superf?cies met?licas. Al?m disso, este m?todo de preparo do nanobiolubrificante eliminou o problema de dispers?o verificado por outras t?cnicas de dispers?o. / Gears and other mechanical assemblies are very important for the conversion of wind energy into electrical energy in wind turbines, but their durability and efficiency are severely hampered by some tribological issues such as corrosion, wear, deformation and fragmentation. The lubricants used to reduce this wear and deformation is from non-renewable sources and may not be environmentally viable. Thus, new technologies appear that aim at the development of renewable products replacing mineral oil and extreme pressure additive. In this regard, vegetable oils and new inorganic additives are being researched as a suitable alternative to replace the lubricants currently used in wind turbine gears. The objective of this work is to synthesize inorganic nanoparticles in vegetable oils by sputtering to obtain stable colloidal nanoparticles (NPs), developing lubricants more adapted to the environment with more efficient additives, with a better level of tribological performance. The applied methodology is divided in 5 steps: 1- preparation of the biolubrificante (epoxidized sunflower oil); 2- physico-chemical characterization of the lubricants; 3- deposition of the nanoparticles by sputtering; 4 - characterization of the dispersion and 5 tribological evaluations. In the depositions three discharge current levels (30 mA- 0.8 ? / s, 40 mA- 1.3 ? / s and 50 mA- 1.51 ? / s) and three deposition rates were used to obtain three different concentrations by weight of nanoparticles (0,05%, 0,1 % and 0,3%) and with Cu target to obtain copper nanoparticles. The nanoparticle formed was characterized as a function of the particle size by the SAXS technique and a sample by SEM. The dispersion of the nanoparticles was analyzed by Uv-Visible, Polydispersivity, Zeta Potential and SAXS. To evaluate the tribological performance was used the HFRR trbometer. The results showed that the biolubrificants with additives had good performace, improved wear and reduced friction on metal surfaces. In addition, this method of preparing the nanobiolubrifier eliminated the dispersion problem ascertained by other dispersion techniques.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work aims to study the tribological behavior of two solid lubricant materials used in different conditions: nanoparticles as additives for lubrication fluids and self-lubricating sintered steels. The synthetic base oil with different concentrations and kinds of nanoparticles (MoS2 particles, MoS2 nanoflowers, carbon nanotubes+MoS2, silver nanoparticles) was extensively evaluated through tribological tests: ball on disk scuffing; ball on disk constant load (250 N, 20min. duration) and constant load (2N, 20min. duration) reciprocating linear sliding tests assessing friction coefficient. None of the nanoparticles affected the friction coefficient in a significant way. The nanoparticles were found to be an aggregated state. On the other hand, the effect of sintering temperatures (1100, 1150 and 1200 °C) and precursor content (0-5%) on the tribological behavior of self-lubricating sintered steels, produced by metal injection molding (MIM), was analyzed by using linear reciprocating sliding tests (constant load 7N, 60 min. duration). Solid lubrication effect was produced by in situ formation of graphite nodules due to the dissociation of precursor (SiC particles) during sintering. It was shown that presence of the graphite nodules significantly improved the friction coefficient and the wear rate of the alloys and that the sintering temperature little affected these parameters. Chemical analyses of the wear scars by scanning electron microscopy (SEM-EDX) and auger electron spectroscopy (AES) showed the presence of a tribolayer composed predominantly by carbon and oxygen. The graphite on the samples contributed to the formation of the tribolayer on the contact interface. It is suggested that during sliding graphite foils are removed from the in situ generated graphite nodules and remain at the interface thus contributing to the formation of the protective tribolayer. This tribolayer breaks up and forms during sliding and it is continuously replenished by graphite. Analyses of the wear scars showed the presence of plastic deformation traces on the samples and counter-bodies and the predominance of the wear mechanism by abrasion. Study of the influence of roughness surface showed that polishing the surfaces closed the graphite sources due to plastic deformation. This fact has resulted in a friction coefficient higher than 0.2, which means that, in this condition, this material does not act anymore as solid lubricant. / Este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento tribológico de dois materiais lubrificantes sólidos usados em diferentes condições: nanopartículas como aditivos de lubrificantes fluidos e aços sinterizados autolubrificantes. O óleo sintético, com diferentes concentrações e tipos de nanopartículas (partículas MoS2, nanoflores de MoS2, nanotubos de carbono + MoS2, nanopartículas de prata), foi extensivamente avaliado por meio de testes tribológicos: pino sobre disco sob carga variável (scuffing) e constante (250N, durante 20 minutos) e deslizamento linear alternado (2N, durante 20 minutos). O coeficiente de atrito não apresentou alterações significativas com a presença das nanopartículas no óleo, sendo esse comportamento atribuído ao estado de aglomeração das mesmas. Por outro lado, o efeito da temperatura de sinterização (1100, 1150 e 1200 ° C) e do teor de precursor (0-5%) no comportamento tribológico dos aços sinterizados autolubrificantes, produzidos por moldagem de pós por injeção (MIM), foram analisados por meio de testes de deslizamento linear alternado sob carga constante (7N, durante 60 minutos). O efeito de lubrificação sólida foi produzido pela formação in situ de nódulos de grafita devido à dissociação do precursor (SiC) durante a sinterização. Foi mostrado que a presença de nódulos de grafita melhorou significativamente o coeficiente de atrito e a taxa de desgaste das ligas, e que a temperatura de sinterização pouco afetou estes parâmetros. As análises químicas das marcas de desgaste por microscopia eletrônica de varredura (SEM-EDX) e espectroscopia por elétron auger (AES) mostraram a presença de uma tribocamada composta predominantemente por carbono e oxigênio. Sugeriu-se que durante o deslizamento as folhas de grafita são removidas dos nódulos gerados in situ e permanecem na interface contribuindo assim para a formação da tribocamada protetora. Esta, por sua vez, rompe-se e forma-se durante o deslizamento sendo continuamente reabastecida pela grafita. As análises das marcas de desgaste das amostras e dos contra-corpos mostraram a presença de sulcos produzidos por deformações plásticas e a predominância do mecanismo de desgaste por abrasão. Estudos da influência da rugosidade superficial mostraram que as superfícies polidas apresentaram o fechamento das fontes de grafita devido à deformação plástica. Este fato deu origem a um coeficiente de atrito superior a 0.2, o que significa que, nestas condições, o material deixa de atuar como lubrificante sólido. / Doutor em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work analyzed the tribological behavior of surface modifications often used in cold rolling mill rolls. Different surface modifications were carried out on samples produced from a fragment of the rolling mill roll: i) texturing; ii) chromium plating; iii) texturing with subsequent hard chrome plating; iv) and hard chrome plating with subsequent texturing. The roll samples were subsequently heat treated and ground on both faces resulting in dimensions of approximately 30 x 30 mm. The wear tests were performed using a reciprocating movement of a ball over flat configuration under a load of 9.8 N. The results showed that surface texturing increased the topographic parameters whereas hard chrome coating decreased them. It was observed that there was no significant change in the coefficient of friction as a function of surface modification. Surface texturing increased the wear of the counter body, while the hard chromium coating reduced it. The addition of the hard chromium coating promoted the formation of a tribolayer on the counter body consisting of chromium and oxygen. On the other hand, for the samples without hard chrome coating the tribolayer consisted of iron and oxygen. As a consequence of the low applied load and the short duration of the tests it became impossible to quantify the wear on the bodies using various techniques. Additionally seven different materials used in replicates. Were investigated using quantitative and qualitative analysis via laser interferometry and scanning electron microscopy. Amongst materials tested, the material Facsimile presented best capacity of replication. / O presente trabalho analisou o comportamento tribológico de modificações, geralmente utilizado em cilindros para laminação a frio. Iniciou‐se o processo com a produção das amostras a partir de um fragmento de cilindro de laminação que foi cortado, originando amostras de aproximadamente 30 x 30 mm, em que se fez tratamento térmico, retificação de ambas as faces e modificações superficiais de cromagem, texturização, cromagem com posterior texturização e texturização com posterior cromagem. Os testes de desgaste foram realizados em modo alternado de deslizamento, com configuração de esfera sobre um plano utilizando‐se carga de 9,8 N. Os resultados permitiram concluir que a texturização elevou os parâmetros topográficos, enquanto o revestimento de cromo duro diminuiu os mesmos. Observou‐se que não houve alteração significativa do coeficiente de atrito em função das modificações superficiais e que a texturização promoveu um aumento significativo no desgaste do contracorpo, enquanto o revestimento de cromo duro promoveu uma redução do mesmo. A adição do revestimento de cromo duro promoveu a formação de uma tribocamada no contracorpo constituída de cromo e oxigênio, em contrapartida, em corpos sem o recobrimento de cromo duro ocorreu a formação de uma tribocamada constituída de ferro e oxigênio nas amostras. Em função da combinação da baixa carga aplicada e do curto intervalo de tempo, tornou‐se impossível a quantificação do desgaste nos corpos pelas diferentes técnicas empregadas. Adicionalmente, estudaram‐se sete diferentes materiais utilizados em réplicas, sendo executadas análises quantitativas e qualitativas via interferometria a laser e microscopia eletrônica de varredura. Dos materiais analisados, o material Facsimile apresentou melhores qualidades de replicação. / Mestre em Engenharia Mecânica

Superfícies anisotrópicas lisas e rugosas foram usadas para avaliar o efeito da rugosidade e da direção de acabamento na formação de MoS2 a partir de MoDTC em ensaios tribologicos lubrificados com óleos de motor completamente formulados. Igualmente foi avaliada a resposta de atrito de lubrificantes de motor usados em carros de passageiros e em testes de dinamômetro abastecidos com etanol (E100) e gasolina (E22). Encontrou-se que tanto a direção de acabamento quanto a rugosidade foram fundamentais na reação MoDTC - MoS2. A direção de acabamento influenciou na medida que carregamentos tangenciais geram respostas diferentes nos ensaios quando são realizados paralelos e perpendiculares às linhas de acabamento, dado que para os últimos apresenta-se maior deformação plástica das asperezas, o qual favorece a obtenção de superfícies livres de óxidos, que tem sido indicada como uma condição necessário para que aconteça a reação MoDTC - MoS2. Por esta razão os valores de coeficiente de atrito próprios da formação de MoS2 foram obtidos somente nas superfícies rugosas ensaiadas perpendiculares às marcas de acabamento. Para superfícies com valores de índice de plasticidade superiores a 1 e nos quais não são formados filmes com boas capacidades redutoras de atrito, como é o caso de ensaios realizados com óleos base (livres de aditivos), o coeficiente de atrito não depende da rugosidade e da direção de acabamento. Nos ensaios lubrificados com óleos usado, encontraram-se valores de coeficiente de atrito similares aos obtidos nas condições de lubrificação com óleo livres de aditivos, devido provavelmente à redução do MoDTC no lubrificante como tem sido identificado por diferentes autores. Quando foram comparados os óleos usados contaminados com etanol com os óleos usados contaminados com gasolina, encontrou-se maior oxidação nestes últimos. Mesmo que estas diferenças de oxidação dos óleos não significaram diferenças em termos de atrito, estas podem ser importantes na medida em que óleos mais oxidados podem favorecer o desgaste oxidativo. / Smooth and rough anisotropic surfaces were used to evaluate the influence of surface roughnesss and lay direction on the in-situ formation of MoS2 from MoDTC in tribological tests. Also, this work evaluated the friction response of engine lubricants which were used in passenger cars and dynamometer tests fueled both with ethanol (E100) and gasoline (E22). It was found that both the lay direction as the surface roughness were critical for the MoDTC -MoS2 reaction. The lay direction influence due to tangential loads generate different responses when tests were conducted along and across the lay, since the latter showed higher asperities plastic deformation , which favors free oxides surfaces, which has been indicated as a condition for the sequence by MoDTC formed MoS2. For this reason the friction coefficient values related to MoS2 were obtained only for tests conducted on rough surfaces and across the lay. For surfaces with plasticity index values greater than 1 and which are not formed films with good friction-reducing capabilities, such as the tests lubricated with base oil (free aditives), the friction coefficient does not depends on the surface roughness and lay direction. For the tests conducted with used engine oils, the friction coefficient values were similar to those obtained on tests lubricated with free additives oils, this could be related by MoDTC depletion in the lubricants as have been identified by different authors. Comparing the used oils contaminated with ethanol with the used oils contaminated with gasoline, higher oxidation was founded in the latter. Even if these differences in oil oxidation not meant differences friction, these may be important as more oxidesed oils can promote oxidative wear.

Orientador: Maria Clara Filippini Ierardi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-16T18:14:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gastaldo_FelipeToloi_M.pdf: 3864276 bytes, checksum: e93dd961bf6a205b380e820ec16cb28f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo : No presente trabalho o aço inoxidável martensítico ASTM 487 CA6NM utilizado na fabricação de eixos de turbinas, foi submetido ao tratamento de superfície por refusão a laser com o intuito de analisar as modificações microestruturais resultantes e seus efeitos na resistência ao desgaste e à corrosão. A caracterização das amostras antes e depois do tratamento foi feita por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e microdureza Vickers. Para avaliar o comportamento das amostras tratadas e não tratadas foram executados ensaios de desgaste micro abrasivo e para analisar a resistência à corrosão, ensaios eletroquímicos. O tratamento resultou em uma camada refundida homogênea com dois tipos de carbonetos de cromo e estrutura martensítica temperada. A dureza do material após o tratamento aumentou 34%, a resistência à corrosão apresentou aumento significativo e os testes realizados para avaliar a resistência ao desgaste indicaram tendência de melhora. / Abstract : In this work, the martensitic stainless steel ASTM 487 CA6NM, used in many turbines parts like the hub, was subjected to laser surface melting treatment. The purpose is to analyse the microstructural changes resulting from the laser treatments, and consequently, their effects on the micro abrasive wear and corrosion tests. The microstructural characterization was performed by optical microscopy, scanning electron microscopy, Vickers microhardness and X-ray diffraction. In order to analyse the corrosion and wear resistances, electrochemical and micro abrasive wear tests were carried out before and after the treatment. The laser treatment resulted in a homogeneus layer with two types of chromium carbides and quenched martensitic structure. The steel microhardness after the laser surface melting increased by 34%, the corrosion resistance had a significant improvement and the wear resistance presented a tendency to improve. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

OBJETIVO: A etiologia das LNCs é complexa e não está totalmente esclarecida e parecem influir e interagir na sua formação fatores tão diversos como a concentração de tensões, a presença de ácidos de diversas origens e mecanismos tribológicos variados. O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar se há diferenças na influência da tensão de tração, de compressão e da escovação na profundidade da lesão, microdureza e rugosidade do esmalte bovino submetido a desafio ácido. (O trabalho constituiu-se da avaliação dos danos ao esmalte bovino submetido a um desafio ácido erosivo e desafio abrasivo) com carregamento mecânico simultâneo. MÉTODOS: Foram avaliados 48 palitos contendo esmalte e dentina, com dimensões de (2,7 x 2,7 x 16 mm). O esmalte dos palitos foi planificado com lixas de granulação 600 e 800 e depois posteriormente polidos com lixas de granulação 1000, 1200, 2400 e 4000. Foi confeccionado um entalhe transversal de 1,5 mm de diâmetro na dentina, deixando um \"pescoço\" de 1,7 mm de esmalte e dentina. Toda a superfície do palito, exceto uma janela de 4 mm na vestibular do esmalte (na região de maior concentração de tensão), recebeu uma camada que protegia frente ao desafio ácido. Os palitos foram fixados em uma de suas extremidades e divididos em 2 grupos (n=24): submetidos a uma carga contínua (650 gf) à flexão na outra extremidade (sendo que 12 deles com o entalhe voltado para cima compressão e 12 com o entalhe para baixo tração) e outro grupo de palitos descarregados (n=24). Com esta divisão, todos os palitos sofreram o primeiro desafio ácido (2 horas em 400 ml de solução de ácido cítrico tamponado, ajustado ao pH 3,75, a 37° C) e, a seguir, foram mensurados (degrau e rugosidade com o perfilômetro, além de microdureza). Depois, cada grupo foi subdividido em dois com igual número (n=6 para os carregados, e n=12 para os sem carregamento): um grupo recebeu escovação com dentifrício e outro com água, foram novamente protegidos e foram expostos ao segundo desafio ácido (com ou sem carregamento). Após nova medição (degrau e rugosidade com o perfilômetro, além de microdureza) e re-proteção, foram submetidos ao terceiro desafio ácido e novamente mensurados. Um grupo extra de 24 palitos foi destinado à avaliação por microscopia de luz polarizada, dividido em três subgrupos (n=8): sem carga, submetidos à tração e submetidos à compressão e desafio ácido por 2 horas. RESULTADOS: em todos os estágios houve aumento na profundidade da lesão (dependendo do grupo, variou de 1,9 m no primeiro estágio a 7,9 m no último a 4,5 m no primeiro estágio a 19,2 m no último). A tensão de tração produziu profundidade de lesão (segundo estágio: 16,2 m; último estágio: 19,2 m) significativamente maior que a de compressão (segundo estágio: 9,2 m; último estágio: 13,4 m) apenas do lado fixado no grupo de espécimes escovados com dentifrício. A rugosidade foi maior na área exposta (Ra variando de 0,36 a 0,55) que na protegida (Ra variando de 0,13 a 0,28), mas nenhuma das tensões influiu significativamente em nenhuma das duas. Em todos os casos constatou-se diminuição significativa da rugosidade no segundo estágio (da ordem de 0,8 unidades de Ra para áreas protegidas e 0,16 para as expostas), atribuível à escovação, tanto com dentifrício quanto com água. A tensão não provocou diferenças significantes na microdureza em nenhum dos grupos, mas a escovação com dentifrício, no segundo estágio, produziu microdureza significativamente maior, tanto nas áreas protegidas (410 KNH) quanto nas expostas (140 KNH) quando comparadas com os respectivos primeiros estágios (318 KHN e 60 KHN, respectivamente). CONCLUSÃO: o efeito da tensão sobre a profundidade da lesão depende da presença de outros fatores, pois nos espécimes escovados com água, a tensão não provocou efeito estatisticamente significante na profundidade da lesão, nem do lado do entalhe nem do lado fixado. Apenas nos palitos escovados com dentifrício e do lado da fixação foi possível constatar aumento significante da profundidade da lesão (no segundo e terceiro estágios) da tração em relação à compressão, sendo que os sem tensão tiveram profundidade intermediária. A tensão de tração levou ao aparecimento de micro-trincas detectáveis pela microscopia de luz polarizada. Já em relação à microdureza, a tensão não provocou diferenças significantes em nenhum caso, mas apenas a escovação com dentifrício pode ser responsabilizada por aumento da dureza. A rugosidade na área exposta foi bem maior que na protegida, mas a tensão não influiu significativamente. A escovação (com água ou com dentifrício) diminuiu a rugosidade no segundo estágio. No segundo estágio, a rugosidade diminui nas áreas expostas e protegidas e a microdureza aumenta nos grupos escovados com dentifrício nas áreas expostas e protegidas. / OBJECTIVE: The etiology of LNC\'s is complex and not fully understood and seem to influence and interact in their formation diverse factors as stress concentration, the presence of acids of various origins and various tribological mechanisms. The purpose of this in vitro study was to evaluate whether there are differences in the influence of tensile stress, compression stress and brushing on the lesions depth, hardness and roughness of bovine enamel subjected to acid challenge. The work consisted of assessing damage to bovine enamel subjected to an erosive acid challenge (and abrasive) with simultaneous mechanical loading. METHODS: The work consisted of assessing the mineral loss in enamel subjected to an erosive acid challenge and biomechanical loading. We evaluated 48 sticks containing enamel and dentin, with dimensions (2.7 x 2.7 x 16 mm). These sticks were planned with sandpapers with granulation 600 and 800 and after subsequently polished with sandpaper granulation 1000, 1200, 2400 and 4000. A transverse notch of 1,5 mm diameter was made on dentin leaving a neck of 1,7mm of enamel and dentin. The entire surface of the specimen, except for a window of 4 mm on the buccal enamel (the region of highest stress concentration), received a protection against the acid challenge. The specimens were fixed at one end and divided into two groups (n = 24): subjected to a continuous bending load (650 gf) applied to the other end (where 12 of them were fixed with the notch facing up - compression - and 12 with the notch down - tensile) and another group of specimens unloaded (n = 24). With this division, all specimens suffered the first acid challenge (2 hours in 400 ml of buffered citric acid solution, adjusted to pH 3.75 at 37 ° C) and, then, were measured (lesion depth and surface roughness with profilometer, and also micro hardness). Then each group was subdivided into two with the same number (n = 6 for loaded ones and n=12 for unloaded ones): A group received brushing with toothpaste and other just with water, then they were protected again and exposed to the second acid challenge (with load or without load). After remeasurement (lesion depth and roughness with profilometer, and micro hardness) and re-protection, the specimens were subjected to the third acid challenge and again measured. An extra set of 24 sticks was used for the evaluation by polarized light microscopy, divided into three subgroups (n = 8) without load, subjected to tension and under compression. RESULTS: In all stages the lesion depth have increased:(depending of the group, ranged from 1.9 m in the first stage to 7.9 m in the last stage and 4.5 m in the first stage to 19.2 m in the last stage). The tensile stress produced lesion depth (second stage: 16.2 mm; last stage: 19.2 mm) significantly higher than the compression (the second stage: 9.2 mm; last stage: 13.4 mm) only in the fixed side in the group of specimens brushed with toothpaste. The roughness was higher in the exposed area (Ra ranging from 0.36 to 0.55) than in the protected one (Ra varying from 0.13 to 0.28), but the stress was not significantly correlated in either. In all cases it was observed a significant reduction in roughness in the second stage (about 0.8 units of Ra for the protected areas to 0.16 for the exposed), attributable to brushing with toothpaste as well with water. The stress did not cause significant differences in the micro hardness in either group, but brushing with toothpaste, in the second stage, produced significantly higher micro hardness in, both areas, protected areas (410 KNH) and the exposed (140 KNH) when compared with their early stages (318 KHN and 60 KHN, respectively). CONCLUSION: The effect of stress on the lesion depth depends of the presence of other factors; therefore the specimens brushed with water, the stress caused no statistically significant effect on lesion depth neither in the fixed nor in the notch side. Just in the specimens brushed with toothpaste in the side of fixation was possible to observe a significant increase of the lesion depth (in the second and third stages) of the tensile stress in relation to the compression, whereas the specimens not submitted to stress presented intermediate lesion depth values. The tensile stress led to the emergence of micro-cracks detectable by polarized light microscopy. Regarding to the micro hardness, the stress did not cause significant differences in any case but only brushing with toothpaste may be responsible for increased hardness. The roughness in the exposed area was much higher than in the protected, but the stress was not significantly correlated. Brushing with water or toothpaste reduces the roughness in the second stage for the specimens brushed with toothpaste. In the second stage, the roughness decreases in the exposed and protected areas and the micro hardness increases in the groups brushed with toothpaste in the exposed and protected areas.