Orientador: Antonio Jorge Abdalla / Coorientador: Milton Sergio Fernandes Lima / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Rudimar Riva / Resumo:Os aços maraging são ligas ferro-níquel que possuem uma excelente combinação de resistência e tenacidade. Esses aços possuem altos teores de cobalto e molibdênio em uma estrutura martensítica que é muito dúctil na condição solubilizada. Aquecendo esses aços a cerca de 480ºC, eles endurecem por precipitação de compostos intermetálicos e atingem altos limites de escoamento, geralmente entre 1700 e 2700 MPa. Neste trabalho, o processo de soldagem foi realizado com um laser a fibra de 2kW, sem metal de adição e utilizando gás argônio para proteção. Corpos de prova para ensaios de tração foram confeccionados e divididos em quatro grupos com diferentes tratamentos térmicos: homogeneizado, solubilizado e envelhecido, homogeneizado e envelhecido, solubilizado e envelhecido e por último somente envelhecido. Análises químicas e microestruturais, assim como ensaios de tração, foram realizados como método de avaliação das propriedades microestruturais e mecânicas em cada condição de tratamento térmico. As micrografias obtidas mostram que a zona fundida apresenta estrutura celular/dendrítica. Após o envelhecimento, a zona fundida apresentou dureza inferior (≈450 HV) em relação às zonas termicamente afetadas e ao material base (≈500 HV), devido à segregação de solutos na zona fundida, facilitando a formação de austenita revertida durante o envelhecimento. A condição solubilizada e envelhecida mostrou os valores mais altos de limite de escoamento (≈1890 MPa). O tratamento de homogeneização é capaz de reduzir os níveis de segregação na zona fundida, mas gerou aumento do tamanho de grão e oxidação superficial do material, diminuindo o limite de escoamento para cerca de 1300 MPa. As análises da superfície... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Maraging steels are iron-nickel alloys having an unusual high combination of strength and toughness. These alloys have high contents of cobalt and molybdenum in a martensitic structure that is very ductile in the annealed condition. Upon reheating at about 480ºC, they undergo age hardening and produce high yield strength, usually between 1700 and 2700 MPa. In this work, the welding process was carried out using a 2 kW fiber laser without metal addition and using argon as the shielding gas. Welded specimens for tensile tests were prepared and divided in four groups with different thermal treatments: homogenized, solutionized and aged, homogenized and aged, solutionized and aged and just aged. The chemical and microstructural analyses, as well as tensile tests, were performed in order to evaluate microstructural and mechanical properties in each heat treatment condition. The micrograph images show that fusion zones exhibit a cellular-dendritic morphology. It is possible to observe two distinct regions on the heat affected zone (HAZ). After post-weld aging treatment, the fusion zone showed relatively lower values of hardness (450HV), when compared to heat-affected zones and base material (≈500HV), due to segregation in the fusion zone, which increases the tendency of austenite formation during ageing. The solution annealed and aged group presented the highest yield strength values (≈1890 MPa). Homogenisation treatment showed to be effective on redistributing solute content in the fusion zone, but it has generated grain size growth and oxidation of material surface, decreasing yield strength to 1300 MPa. Fractography analysis... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000438728-Texto+Completo-0.pdf: 2369501 bytes, checksum: 5a95c750cd0b1991376d6d6391c90d40 (MD5) Previous issue date: 2012 / This work presents a numerical-experimental correlation of the factors that may influence the hardenability of SAE 1045 steel subjected to the Jominy end quench test at austenitizing temperature of 850 °C. This correlation was made by calculating the heat transfer coefficient and its phase‟s presents during the cooling of the specimen. These calculations were obtained based on thermal analysis of the test, through the cooling rates. A thermocouple was installed near from the edge of the specimen to obtain the cooling temperature curves. Based on these informations were estimated uncertainties of measurement temperature ± 23 °C for an evaluation of the reproducibility of the process, even an error of ± 10. 3 °C. During the Jominy test, should be considered parameters such as hydraulic pressure suitable austenitizing temperature with a tolerance of ± 6 °C, temperature and water flow. These parameters change the phase heat transfer, and also the flux density and therefore the heat transfer coefficient of heat. It was determined the variation of the heat transfer coefficient versus time h=f(t), and the average value is close to theorycal value, which is approximately 15. 3 kW/m2. K. / O trabalho aborda uma correlação numérico-experimental dos fatores que podem influenciar a temperabilidade de um aço SAE 1045 submetido ao Ensaio Jominy em uma temperatura de austenitização de 850°C. Tal correlação foi feita a partir do cálculo do coeficiente de transferência de calor e os modos presentes durante o resfriamento do corpo de prova. Estes cálculos foram obtidos com base na análise térmica do ensaio, através das taxas de resfriamento. Para isso, um termopar foi instalado em uma distância próxima da extremidade do corpo de prova a fim de obter as curvas de resfriamento. Com base nestes dados foi calculada a incerteza de medição de temperatura de ± 23 °C, para uma avaliação da repetibilidade do processo, chegando ao erro de ± 10,3 °C. Devem ser levados em consideração durante o ensaio Jominy parâmetros significativos como: pressão hidráulica adequada, temperatura de austenitização com tolerância de até ± 6°C, temperatura e vazão da água. Estes parâmetros alteram as condições de transferência de calor, e também a densidade de fluxo de calor e por conseqüência o coeficiente de transferência de calor. Foi determinada a variação do coeficiente de transferência de calor em relação ao tempo h = f(t), e seu valor médio está de acordo com o valor informado na teoria, que é de aproximadamente 15,3 kW/m²K.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-08-23T14:14:39Z No. of bitstreams: 1 2013_LarisaDanieleTelesRodrigues.pdf: 10843802 bytes, checksum: 3682eb6d1fa051bdcc31eb4d5b7523f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-09-02T14:23:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LarisaDanieleTelesRodrigues.pdf: 10843802 bytes, checksum: 3682eb6d1fa051bdcc31eb4d5b7523f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-02T14:23:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LarisaDanieleTelesRodrigues.pdf: 10843802 bytes, checksum: 3682eb6d1fa051bdcc31eb4d5b7523f7 (MD5) / Quando o fenômeno do incêndio ocorre em estruturas de aço, com o aumento da temperatura, ocorre uma debilitação das propriedades mecânicas do aço, provocando colapsos estruturais. Para se evitar efeitos catastróficos durante a ação do fogo, é importante e necessário o conhecimento sobre o comportamento dessas estruturas em situação de incêndio. O interessante, porém, não é que essa prevenção seja apenas feita, mas sim, que seja realizada de uma forma não tão conservadora e mais próxima da realidade. Ou seja, o objetivo é que essa prevenção seja otimizada e que se tenham menos gastos possíveis. Com esse intuito, nesse trabalho é feito um estudo numérico e analítico sobre o comportamento de vigas de aço, em perfil I, submetidas a situações de incêndio natural e com carga uniformemente distribuída. É feito um estudo sobre o fenômeno do incêndio, seus tipos de modelos, a degradação das propriedades do aço com o aumento da temperatura, a segurança contra o incêndio, isolamento térmico de estruturas e os mecanismos de transmissão de calor. É proposta uma formulação analítica através do método da energia para determinação da carga crítica nominal uniformemente distribuída na viga de aço, levando-se em conta a instabilidade lateral com flexo-torção. Esta formulação leva em consideração o aquecimento desigual das mesas do perfil I. Também é estudada a formulação desenvolvida por Silva em sua dissertação, mas considerando o fenômeno do incêndio, e é apresentado como a Norma Brasileira determina a carga crítica para esse caso. São apresentados quatro casos de estudo com perfis de aço diferentes e cada caso subdividido em análises com proteção térmica e sem proteção térmica. Esses casos possuem diferentes cargas de incêndio e graus de ventilação, resultando em diferentes incêndios naturais. As cargas críticas nominais resultantes da formulação proposta são maiores que aquelas calculadas pela Norma Brasileira. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / When the fire phenomenon happens on steel structures, with increasing temperature, there is a weakening of steel mechanical properties causing structural collapses. To avoid catastrophic effects during the fire action, it is important and necessary to know about these structures behavior under fire conditions. However, the interesting thing is not that such prevention is merely done. Rather, it is performed in such a way that is not so conservative and it is closer to reality. In other words, the aim is that this prevention be optimized and that do not spend so much on the budget. With this aim, in this work it is done an analytical and numerical study about steel I-beams behavior under natural fire situations and with uniformly distributed load. It is done a study about fire phenomenon, its model types, the weakening of steel properties with temperature increase, the safety against fire, thermal insulation of structures and the mechanisms of heat transfer. It is proposed an analytical formulation, based on the energy method, for determination of uniformly distributed critical load on steel beam, taking into account the lateral flexural-torsional buckling (LTB). This formulation considers the unequal heating of flanges. The formulation developed by Silva on his dissertation is also studied, but considering fire phenomenon, and it is shown how Brazilian standard determines the critical load for this case. Four study cases are presented with different steel sections and each case is subdivided into analyses with and without heat protection. These cases have different fire loads and different aeration ratios, resulting in different natural fires. The resulting nominal critical loads from the proposed formulation are higher than those calculated by Brazilian Standard.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2011. / Submitted by Larissa Ferreira dos Angelos (ferreirangelos@gmail.com) on 2011-05-17T18:39:54Z No. of bitstreams: 1 2011_LicurgoWinck.pdf: 8706938 bytes, checksum: 76bede3024c76dfe9df8ffb446ffe835 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-05-20T12:59:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_LicurgoWinck.pdf: 8706938 bytes, checksum: 76bede3024c76dfe9df8ffb446ffe835 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-20T12:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_LicurgoWinck.pdf: 8706938 bytes, checksum: 76bede3024c76dfe9df8ffb446ffe835 (MD5) / A nitretação por plasma tem sido largamente utilizada em muitas aplicações industriais por apresentar melhora nas propriedades mecânicas, tribológicas e químicas. Este trabalho estuda a influência do tempo de tratamento na formação da camada nitretada do aço inoxidável martensítico ASTM A743 CA6NM e o conseqüente comportamento na vida em fadiga. Os corpos de prova foram nitretados a 500°C com pressão de 4 mbar (400 Pa), mistura gasosa de 80% vol. H2 e 20% vol. N2. Os tempos de tratamento utilizados foram: 1, 3 e 5 horas. As propriedades das camadas nitretadas obtidas nas amostras foram avaliadas por meio de microdureza superficial, análise microestrutural com microscópio ótico e eletrônico de varredura (MEV), difratometria de raios X (DRX) para identificar as fases formadas nas camadas e para medição de tensão residual, além de ensaios de fadiga e construção de uma curva S-N para cada tempo de tratamento. Os resultados mostram que para todos os tempos houve aumento significativo na dureza superficial e também na vida em fadiga em relação ao material não nitretado. Esses resultados podem ser associados à formação da camada de compostos juntamente com a camada de difusão e a adição de Nitretos de Ferro (ε-Fe2-3N e γ’- Fe4N) e de Cromo (CrN) em todos os tempos de tratamento. O melhor resultado obtido, para a nitretação a 500°C, foi com 1 hora d e tratamento, com o aumento de dureza superficial de 385% e o limite de fadiga, para 2 milhões de ciclos, de 23,76%. Além disso, esse tempo de tratamento, se comparado qualitativamente com a amostra de 5 horas, apresentou melhor resultado em relação às tensões residuais compressivas na superfície, com valor mais expressivo e desvio padrão menos acentuado. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The nitriding by plasma has been widely used in many industrial applications to provide improvement in mechanical, chemical properties and tribology. This work studies the influence the time of treatments time in the formation of nitride layer of martensitic stainless steel ASTM A743 CA6NM and the behavior in fatigue life. The samples were nitriding at 500°C with a pressure of 4.0 mbar (400 Pa) and using a gas mixture of 80% v. H2 and 20% v. N2. The times of treatments were: 1, 3 and 5 hours. The properties of the layers in the samples obtained nitrides were analyzed by surface microhardness, microstructural analysis with optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM), X ray diffraction (XRD) to identify phases formed in layers and for measuring residual stress and fatigue tests with the construction of the S-N curve for each time of treatment. The results show that for all time of treatment there was significant increase in surface hardness and also the fatigue life compared with the non-nitride material. These results may be associated with the compound layer formation, the diffusion layer and addition of Iron Nitrides (ε-Fe2-3N and γ’-Fe4N) and Chromium (CrN) in all treatment times. The best result for nitriding at 500°C was 1 hour of treatme nt, increasing surface hardness by 385% and the fatigue limit, to 2 million cycles, in 23.76%. However, this treatment, compared qualitatively with the sample of 5 hours, showed better result on compressive residual stresses on the surface with more value expressive and standard deviation less pronounced.

Orientador: Itamar Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T19:51:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_TacitoBrandao_M.pdf: 7254936 bytes, checksum: 63eeb92a976aa47d3c4311212e86e1b9 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Os aços microligados têm tido diversas aplicações, entre elas a substituição de aços estruturais convencionais. Consequentemente, torna-se necessário o aumento da relação entre a resistência mecânica e a tenacidade à fratura por meio de otimização microestrutural, de modo a permitir projetos com redução do peso. Este trabalho tem por objetivos analisar as propriedades mecânicas de um aço API 5L X65 de baixo teor de carbono, microligado com titânio e nióbio, em algumas condições microestruturais, condições essas obtidas por tratamentos térmicos de normalização (1193 e 1223 K) e tratamentos na zona intercrítica (1043, 1083 e 1113 K) seguido de têmpera ou austêmpera. Além disso, verificou-se também a influênciada textura do material nas propriedades mecânicas para a condição como fornecido...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The microalloyed steels have been utilized in several applications: one of these applications is the substitution of the conventional structural steels. As a result of that, it is necessary to improve the relationship between strength and fracture toughness by microstructural optimization, permiting weight saving design. The purpose of this work is to analyze the mechanical properties of a titanium and niobium microalloyed low carbon steel, an API 5L X65, in some microstructural conditions from the thermal treatments: normalization (from 1193 and 1223 K), quenching and austempering from the intercritical annealing (in 1043, 1083, and 1113 K). It was analyzed also the effect of the material anisotropy for the as received condition...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Em 2012 foram gastos em torno de 80 bilhões de dólares com problemas relacionados à corrosão de materiais metálicos, entre eles custos diretos e indiretos em manutenções corretivas e preventivas. Esse elevado valor evidencia a importância de se trabalhar na proteção contra a corrosão. Há diversas maneiras de se mitigar os danos causados pelo fenômeno da corrosão em materiais metálicos, sendo uma delas o pré-tratamento dessas superfícies com camadas de conversão. O objetivo do presente trabalho é estudar o comportamento de um dos materiais mais utilizados na indústria automobilística, o aço galvannealed, depois de submetido a um pré-tratamento de superfície baseado na aplicação de um filme fino de sulfossilano seguido de pintura com tintas industriais. O desempenho do filme de silano foi comparado a um dos processos de pré-tratamento mais usuais do mercado brasileiro, que é a fosfatização. Após o desengraxe e limpeza do substrato com solução alcalina, o mesmo foi imerso por 15 minutos em uma solução de água e álcool (50/50 m/m) contendo 3% do silano bis-1,2-[trietoxisililpropil] tetrasulfeto (BTESPT), aditivada com 50 ppm de íons de Ce (IV). Depois de curar por 40 minutos a 150°C, obteve-se o filme de sulfossilano. Após o preparo dos corpos de prova com a aplicação do pré-tratamento, foi aplicada uma camada de revestimento orgânico tinta de fundo alquídica e tinta epóxi base água e o sistema secou ao ar por 15 dias. A avaliação desses sistemas teve como base testes eletroquímicos para avaliação de desempenho do filme e do revestimento orgânico, como as medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica. Também foram feitos ensaios acelerados de corrosão com exposição dos corpos de prova recobertos em câmara de névoa salina (salt spray test) e imersão em água deionizada, além de medidas de aderência e flexibilidade dos revestimentos aplicados. Os resultados obtidos permitem afirmar que o filme de silano produzido a partir de BTESPT aditivado com íons de Ce (IV), aplicado sobre aço galvannealed, confere excelente proteção contra corrosão, mesmo quando comparado ao pré-tratamento mais comum de mercado a fosfatização tendo apresentado bom desempenho em todos os testes realizados, com destaque para os ensaios de impedância eletroquímica, exposição à névoa salina e imersão em água deionizada. / In 2012 around 80 billion dollars were spent with matters related to corrosion, including direct and indirect costs regarding corrective and preventive maintenance. The amount spent highlights the importance of working on the protection against corrosion. There are several ways to mitigate the damage caused by corrosion phenomenum in metals; one of them is the surface pretreatment with conversion layers. The objective of the present work is to study the behavior of galvannealed steel, one of the most used materials in automotive industry, after being pretreated with a thin layer of sulfursilane and coated with industrial paints. The performance of the silane film was compared to one of the most usual pretreatments in place, which is phosphatizing. After degreasing and cleaning the substrate with alkaline solution, the specimen was immersed for 15 minutes in a water/alcohol solution (50/50 w/w) containing 3% of bis-1,2-[triethoxysilylpropyl]tetrasulfide (BTESPT), dopped with 50 ppm of Ce (IV) ions. After curing for 40 minutes at 150ºC, the sulforsilane film was obtained. The organic coatings alkyd primer and waterborne epoxy coatings were applied over the silane and phosphate pretreatments and the systems dried for 15 days. Electrochemical impedance spectroscopy was used to evaluate the performance of the pretreatment layers combined with organic coatings. Accelerated corrosion tests, such as salt spray test and immersion in deionized water, were also performed, along with physical tests like adhesion and flexibility. Based on the results, it is possible to affirm that the silane thin film obtained from BTESPT dopped with Ce (IV) ions and applied over galvannealed steel offers excellent protection against corrosion, even if compared to the most common pretreatment currently in place phosphate conversion layer. It performed well in all tests carried out, especially the electrochemical impedance spectroscopy, salt spray test and immersion in deionized water.

Orientador: Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T05:27:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_ValdirAlves_D.pdf: 16405556 bytes, checksum: ff0ec90d4ae8fb2c9d30421520924918 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Nos últimos anos os aços ao carbono comuns têm sido substituídos pelos aços microligados em diversos tipos de aplicações como em estruturas navais, tubulações e em diversos componentes utilizados pela indústria automobilística. Atualmente, grandes esforços tem sido direcionados no sentido de se obter aços com microestruturas que proporcionem melhores combinações de resistência mecânica e tenacidade. O presente trabalho têm por objetivos estudar a influência da taxa de resfriamento, a partir da austenitização completa a 920º C e a partir da região intercrítica em duas temperaturas (710 e 770º C), nas propriedades mecânicas, microestrutura e no micromecanismo de fratura, do aço API 5L X65 microligado ao nióbio e titânio. Além disso, verificou-se também a influência da austêmpera na microestrutura e no comportamento mecânico. As propriedades mecânicas analisadas foram limite de resistência à tração ('sigma¿ IND. t), limite de escoamento ('sigma¿ IND. e), alongamento (A), dureza (HV) e tenacidade à fratura (deslocamento de abertura da ponta da trinca ¿ 'sigma¿ IND. m). Com a variação da taxa de resfriamento em diferentes rotas de tratamentos térmicos foram obtidas diversas microestruturas para o aço estudado, sendo que em algumas situações foi possível a obtenção de melhores combinações de resistência e tenacidade à fratura. As amostras submetidas a diferentes taxas de resfriamento a partir da austenitização a 920º C apresentaram microestruturas constituídas de: ferrita-perlita-constituinte MA quando o resfriamento foi realizado a 7 º C/s; ferrita-bainita-constituinte MA quando o resfriamento foi realizado a 16 e 23 º C/s; e ferrita-martensita para o resfriamento a 50 º C/s. Quando o resfriamento foi aplicado a partir da região intercrítica as microestruturas foram constituídas de ferríta-perlita-constituinte MA para a taxa de 7 º C/s; ferrita-martensita-constituinte MA para a taxa de 16 e 23 º C/s; e ferrita-martensita para a taxa de 50º C/s ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In the last years the plain low-carbon steels have been replaced by the microalloyed steels in several applications as ship structure, pipeline, and several other applications in the automobile industry. Nowadays, a lot of effort has been pointed out to obtain steels with microstructures to improve the relationship between strength and ITacture toughness. The purpose of this work is to study the effect of the cooling rate, from complete austenization at 920º C and from intercritical zone at two different temperatures (710 and 770º C), on the microstructure, mechanical properties, and fracture micromechanisms, for the API 5L X65 steel - a niobium-titanium microalloyed steel. It was analyzed also the effect of austempering on the microstructure and mechanical properties. The mechanical properties analyzed are yield strength (S IND. y), tensile strength (S IND. u), total elongation (El IND. t), hardness (HV), and fracture toughness (crack tip opening displacement ¿ 'sigmsa¿ IND. m). From changing the cooling rate, in different thermal treatment routes, several microstructures were obtained, some of them pointing out a better strength - fracture toughness relationship. The samples submitted to different cooling rates, from austenization at 920º C, showed the microstructure as follows: ferrite-perlite-MA constituent for the 7 º C/s cooling rate, ferrite-bainite-MA constituent for the 16 and 23 º C/s and ferrite-martensite for the 50 º C/s ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-14Bitstream added on 2014-06-13T20:16:11Z : No. of bitstreams: 1 silva_rc_me_guara.pdf: 9001097 bytes, checksum: 6f1a3bc8edbfd3fd88699167a64182bc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na exploração e produção de petróleo e gás existe uma demanda crescente por aços especiais e de alta resistência. Com os campos mais fáceis e de melhor relação custo benefício já em produção, as empresas estão se movendo para exploração e produção de áreas não convencionais. O aumento da perfuração nessas áreas críticas traz um impacto direto no consumo de produtos de alta tecnologia, como tubulações fabricadas com aços de alta resistência. Para obtenção de aços de alta resistência, o mercado tem investido no desenvolvimento de aços, com progresso considerável nos processamentos térmicos e termomecânicos. Neste contexto, a martensita revenida, obtida através de têmpera e revenimento, representa uma alternativa importante, tendo em vista que esta estrutura pode aumentar a resistência, mantendo um bom nível de tenacidade. Os aços ligados ao boro são de baixo custo, boa temperabilidade e baixa dureza do material na condição após laminado, o que facilita sua conformação, e o torna um boa opção para fabricação de tubos. Com o tratamento térmico de têmpera e revenimento, há a possibilidade de obtenção de distintas propriedades mecânicas em função da variação das temperaturas de revenimento. Neste projeto, objetivou-se otimizar os parâmetros de tratamento térmico (têmpera e revenimento), para obtenção de uma microestrutura martensítica revenida, a partir de um aço de baixo carbono ligado ao boro utilizado na fabricação de tubos. Foram realizadas caracterizações mecânicas e microestruturais do material tratado termicamente em distintas faixas de temperatura. O material apresentou alta temperabilidade após têmpera, e foi possível verificar a mudança das propriedades em função das distintas temperaturas de revenimento. As características microestruturais e mecânicas (resistência à tração, limite de escoamento e ductilidade) são apresentadas neste trabalho. / The exploration and production of oil and gas has increased its demand for special steels and high resistance steels. With the easiest, most cost-effective fields already in production, oil companies are now moving to non-traditional areas and fields that are more difficult to develop. Increased drilling in those critical environments will have a direct impact in the consumption of high-steel grade tubulars. In oder to attend this demand, the market has invested in R&D of high resistance steels, focusing on heat treatment and thermomechanical processes. In this sense, tempered martensite microstructure represents a good steel design alternative, since that microstructure can increase steel resistance maintaining its toughness properties. Boron bearing steels are low cost, have excellent hardenability and low hardness on the as-rolled condition, which makes it a good alternative for pipe manufacturing. This characteristic has put the tempered martensite as one of the microstructures with high potential in terms of utilization for pipe manufacturing. The quench and tempering heat treatments gives the possibility of obtaining different mechanical properties as a result of changes in the tempering temperatures. This project aimed to optimize quench and tempering heat treatment processes in order to obtain tempered martensite microstructures utilizing a boron microalloyed steel. The material presented high hardenability after quenching and it was verified mechanical properties changes after tempering at different temperatures. The microstructural characteristics and mechanical properties (tensile strength, yield strength and ductility) are presented in this work.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-25Bitstream added on 2014-06-13T19:14:25Z : No. of bitstreams: 1 kimaid_mie_me_guara.pdf: 2034242 bytes, checksum: 7b11e5da6457c5a1b1399620f3fff905 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de formação da apatita na superfície da liga Ti-30TA após modificação da superfície usando o método biomimético com tipos de solução SBF diferentes, convencionais e condensado (5xSBF). A liga Ti-30TA foi obtida a partir do titânio C.P. titânio e tântalo usando um forno de arco voltaico. Os lingotes foram submetidos a um tratamento térmico e foram forjados à frio. O tarugo foi usinado em um torno CNC para atingir microestrutura e morfologia semelhante aos implantes dentários. Foram cortados discos com 13 mm de diâmetro e 3 mm de espessura. Para o tratamento de superfície, as amostras foram imersas em solução aquosa de NaOH 0,5M a 60 º C por 24 horas, lavados com água destilada e seco a 40 º C por 24h. Após o tratamento alcalino, as amostras foram tratadas termicamente a 300 º C por 1 h em um forno elétrico no ar. Os discos foram imersos em SBF para formar uma camada de apatita sobre sua superfície. As superfícies foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). Medidas de ângulo de contato foram realizadas a fim de avaliar a molhabilidade. Os resultados indicam a formação de um revestimento de nanoapatita sobre a superfície da liga experimental Ti-30Ta. / The purpose of this work was to evaluate apatite forming ability in surface of Ti- 30Ta alloy after modification surface using biomimetic method with different SBFs, conventional and condensed (5xSBF). Ti-30Ta alloy was obtained from C.P. titanium and tantalum by using an arc-melting furnace. Ingots were submitted to heat treatment and they were cold worked by swaging. Billet turning on a CNC lathe in order to achieve microstructure and morphology similar to dental implants. Discs with 13 mm in diameter and 3 mm in thickness were cutting. For surface treatment, samples were immersed in 0.5M NaOH aqueous solution at 60ºC for 24 hours, washed with distilled water and dried at 40ºC for 24h. After the alkaline treatment, samples were heat treated at 300 ºC for 2 h in an electrical furnace in air. Discs were soaking in SBF to form an apatite layer on the surface. Surfaces were investigated using scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Contact angle measurements were carried out in order to evaluate the wettability. The results indicate that nanoapatite coating could form on surface of Ti- 30Ta experimental alloy.

Orientador: Valdir Alves Guimarães / Banca: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Marcelino Nascimento / Banca: Carlos de Moura Neto / Banca: Wanderson Santana da Silva / Resumo: Materiais utilizados em tubulações petrolíferas são altamente suscetíveis a mudanças estruturais quando expostos em meio ambiente hostil e em baixas temperaturas. Para entender melhor o comportamento de tenacidade de fratura nos aços API 5l X70 e API 5L X80 conhecidos como aços microligados de Alta Resistência e Baixa Liga (ARBL), é proposta a avaliação da tenacidade à fratura verificando o conceito da curva mestra do método convencional da norma ASTM E1921-05. Esta metodologia usa o conceito da dependência da temperatura universal da tenacidade à fratura na região de transição dúctil para frágil, assim chamado de curva mestra. A metodologia sugere que pode ser aplicável em aços ferríticos CCC, incluindo aços martensíticos-ferríticos temperados. Neste trabalho, as amostras foram submetidas a tratamentos térmicos com o intuito de alterar a microestrutura e as propriedades mecânicas. Foram aplicados ensaios Charpy, tração, tenacidade à fratura e medições de dureza. As amostras foram testadas em várias temperaturas na região de transição para permitir a aplicação do procedimento da análise da curva mestra e a estatística de Weibull, mediante a norma ASTM E1921. Foram realizadas análises em microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura para avaliar as mudanças microestruturais e as superfícies de fratura, respectivamente. Os resultados dos aços API 5L X70 e API 5L X80 ensaiados mostraram uma ampla variedade de dados com características relevantes e dispersas. Com respeito ao valor de 100 MPa√m de tenacidade, o aço API X80 mostra melhor desempenho e confiabilidade do que o aço API X70. Ambos os aços mostraram fratura frágil com mecanismos de clivagem e uma microestrutura predominante de ferrita bainítica / Abstract: Materials used in oil pipelines are highly susceptible to structural changes when exposed to a hostile environment and at low temperature. For better understanding the behavior of the fracture toughness in the API 5L X70 and X80 steels, both known as high strength and low alloy (HSLA) micro-alloys steels, the fracture toughness assessment checking the master curve concept of the conventional ASTM E1921-05 standard was proposed. This methodology uses the universal dependence temperature concept of fracture toughness in brittle to ductile transition region, so-called master curve. The methodology suggests that it may be applicable in CCC ferritic steels, including hardened martensitic-ferritic steels. In this work the samples were submitted to heat treatments, in order to change their microstructures and mechanical properties. Charpy impact test, tensile test, fracture toughness and hardness measurements were applied. The samples were tested at various temperatures on the transition region to allow the master curve analysis application and the Weibull statistics by using the ASTM E1921 standard. Analysis in optical microscope and scanning electron microscope were done in order to assess the fracture surface changes and their microstructures. Both results of the API 5L X70 and 80X steels tested showed a wide range of data with relevant characteristics and scattering. According to a 100 MPa√m toughness, the API X80 steel showed better performance and reliability than the API X70 steel. Both steels showed brittle fracture with cleavage mechanisms and a ferritebainite microstructure predominant / Doutor