O presente trabalho teve como objetivo investigar o comportamento da junta para diferentes parâmetros de soldagem em um processo inovador de soldagem por fricção em tubos utilizando um anel rotativo. O material do tubo utilizado neste trabalho foi o aço inoxidável duplex SAF 2205 (UNS S31803).Utilizou-se o método estatístico Taguchi para reduzir a quantidade de juntas soldadas e verificar quais os melhores parâmetros de soldagem. O processo avaliou 3 parâmetros variando em máximo e mínimo, resultando em 4 condições de soldagem. Três juntas soldadas foram produzidas para cada condição de soldagem, o que acabou gerando 12 juntas. A obtenção da melhor condição de soldagem foi realizada através da análise de “quanto maior melhor” para o resultado de resistência à tração para as amostras. Nesta análise,a condição ótima de soldagem coincidentemente foi a condição de soldagem 4. Paralelamente à análise Taguchi, foram realizados ensaios de qualificação para todas as 4 condições de soldagem de acordo com a norma DNV-OS-F101:2013: teste de tração, dobramento, dureza, porcentagem de ferrita e porcentagem de intermetálicos Adicionalmente aos ensaios exigidos pela norma DNV-OS-F101:2013, foram realizados testes de impacto Charpy-V e EBSD para a melhor condição de soldagem obtida pela método Taguchi (condição 4). Os resultados indicaram que, de acordo com os requisitos da norma DNV-OS-F101:2013, apenas a condição de soldagem quatro (0,10 mm/s; 7,50 kN/s/ 10,0 mm) foi integralmente qualificada. Valores insuficientes de resistência obtidos nos ensaios de tração, bem como divergências nas porcentagens ótimas de fases desqualificaram as outras três condições de soldagem. Como resultado adicional para a condição de soldagem qualificada, testes de impacto Charpy apresentaram valores de energia absorvida superiores àqueles encontrados para processos convencionais de soldagem. / The present work had as objective to investigate the joint behavior for different welding parameters in an innovative process of welding by friction in tubes using a rotating ring. The material of the tube used in this work was duplex stainless steel SAF 2205 (UNS S31803). The Taguchi statistical method was used to reduce the amount of welded joints and to verify the best welding parameters. The process evaluated 3 parameters varying in maximum and minimum, resulting in 4 welding conditions. Three welded joints were produced for each welding condition, resulting in 12 joints. The best welding condition was obtained by the analysis of "the greater the better" for the result of tensile strength for the samples. In this analysis, the optimum welding condition coincidentally was the welding condition 4. Parallel to the Taguchi analysis, qualification tests were performed for all 4 welding conditions according to DNV-OS-F101: 2013: tensile test, bending, hardness, percentage of ferrite and percentage of intermetallics In addition to the tests required by the DNV-OS-F101: 2013, Charpy-V impact tests and characterization by EBSD were performed for the best welding condition obtained by the Taguchi method (condition 4). The results indicated that, according to the requirements of DNV-OS-F101: 2013, only the welding condition four (0.10 mm/s, 7.50 kN/s; 10.0 mm) was fully qualified. Insufficient values of strength obtained in the tensile tests, as well as divergences in the optimal percentages of phases, disqualified the other three welding conditions. As an additional result for the qualified welding condition, Charpy impact tests showed absorbed energy values higher than those found for conventional welding processes.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação.Roberta Rossi Moreira.pdf: 4873225 bytes, checksum: e64d56c8676a274377b4526f65838a23 (MD5) Previous issue date: 2014 / O comportamento da corrosão e inibição à corrosão dos aços carbono AISI 1010, inox AISI 316 e duplex UNS S31803 foi estudado em meio de solução de íons cloreto à 3,0% (m/v), na ausência e presença do benzimidazol e imidazol como inibidores. A caracterização química e morfológica dos aços foi realizada por meio das técnicas de espectrometria de emissão ótica, difração de raios X (DRX), microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e energia dispersiva de raios X (EDX). As análises eletroquímicas foram realizadas através das técnicas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. As análises de DRX e de metalografia mostraram as fases presentes em cada aço, sendo o aço AISI 1010 composto pela fase ferrita, o aço AISI 316 pelas fases de FeNi e Cr e o aço UNS S31803 pelas fases austenita e ferrita. Além disso, a metalografia e as análises de MEV e EDX permitiram identificar regiões e certos elementos presentes nos aços que propiciam à ocorrência da corrosão, tais como inclusões. Os inibidores foram testados em diferentes concentrações (25 ppm, 50 ppm, 100 ppm, 500 ppm e 1000 ppm) para os três aços, através das curvas de polarização e impedância eletroquímica, e verificou-se que para todas as concentrações houve aumento da resistência à corrosão dos aços. Pelas curvas de polarização verificou-se que o benzimidazol proporcionou aos aços AISI 1010, AISI 316 e UNS S31803, eficiências de inibição de cerca de 51%, 71% e 75%, respectivamente. Enquanto que o imidazol apresentou eficiência de cerca de 73%, 95% e 86%, respectivamente. Os resultados de impedância eletroquímica mostraram que as eficiências de inibição do benzimidazol foram de aproximadamente 52%, 73% e 71%, respectivamente, para os aços AISI 1010, AISI 316 e UNS S31803. E por sua vez, o imidazol apresentou eficiências de aproximadamente 96% para os aços AISI 1010 e AISI 316 e 85% para o aço UNS S31803. O teste de perda de massa mostrou que para o aço AISI 1010 tanto o benzimidazol quanto e o imidazol inibiram a corrosão, sendo que reduziram a corrosão em cerca de 17% e 24%, respectivamente. Nas análises das curvas de polarização em estudos com a água do mar observou-se que os inibidores foram menos eficientes do que em meio de solução de cloreto. O benzimidazol obteve eficiências de cerca de 14%, 50% e 33%, respectivamente, para os aços AISI 1010, AISI 316 e UNS S31803. Enquanto que o imidazol apresentou eficiências de aproximadamente 21%, 59% e 34%, respectivamente. Em todas as análises eletroquímicas e análise de perda de massa, o imidazol se mostrou o melhor inibidor para os aços estudados. / The behavior of corrosion and corrosion inhibition of AISI 1010 carbon steel, AISI 316 stainless steel and UNS S31803 duplex steel was studied in sodium chloride solution (3.0 wt. %), in the absence and presence of benzimidazole and imidazole corrosion inhibitors. The chemical and morphological characterization of steels were performed using the techniques such as optical emission spectrometry, X-ray diffraction (XRD), optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX). Electrochemical analysis were performed through the techniques of potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. XRD analysis showed that the AISI 1010 carbon steel was consisted by ferrite phase, and the AISI 316 stainless steel showed two distint phases, which composed of FeNi and Cr, finally the UNS S31803 duplex steel displayed austenite and ferrite phases. Additionally, metallographic and SEM and EDX analysis allowed to identify certain regions and elements present in the steel which provide corrosion occurring, such as inclusions. The inhibitors were tested at different concentrations (25 ppm, 50 ppm, 100 ppm, 500 ppm and 1000 ppm) for the three steel through the polarization curves and electrochemical impedance, and it was found that all concentrations showed an increase in corrosion resistance for steels. Polarization curves analysis showed that the benzimidazole provided to AISI 1010, AISI 316 and UNS S31803, inhibition efficiencies of about 51%, 71% and 75%, respectively. While imidazole showed an efficiency of about 73%, 95% and 86%, respectively. The electrochemical impedance results showed that the benzimidazole inhibition efficiencies were approximately 52%, 73% and 71%, respectively, for AISI 1010, AISI 316 and UNS S31803 steels. In the case of the imidazole was obtained efficiencies of about 96% for the AISI 1010 and AISI 316 steels and 85% for the UNS S31803 steel. Weight loss tests showed that for AISI 1010 steel, both benzimidazole and imidazole inhibit corrosion, and reduced the corrosion about 17% and 24%, respectively. In the analysis of the polarization curves in studies with seawater, it was observed that the inhibitors were lower efficient than in the middle chloride solution. The benzimidazole showed efficiencies of about 14%, 50% and 33% for AISI 1010, AISI 316 and UNS S31803 steels, respectively. In the case of Imidazole, it was observed that the inhibition efficiency of approximately 21%, 59% and 34% for the same steels, respectively. In all electrochemical analysis and weight loss test, imidazole proved to be the better inhibitor for the steels investigated.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:41:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336653.pdf: 3123271 bytes, checksum: cd5fb6b052d1830e9e9abd8823dddd84 (MD5) Previous issue date: 2015 / O processo de galvanização por imersão a quente é atualmente um dos métodos de proteção superficial mais utilizados no mundo com o objetivo de proteção contra processos corrosivos em chapas laminadas a frio. Aliado ao crescimento da tecnologia de galvanização verifica-se também, grande esforço no desenvolvimento de novos aços objetivando a produção de carrocerias automotivas mais leves, com menor custo e que atendam às imposições internacionais de redução de emissão de poluentes e de segurança (crash test). Para atendimento a necessidade de produção de aços de alta resistência galvanizados as tecnologias de galvanização foram adaptadas visando à produção de aços resistentes à corrosão, alta resistência e boa conformabilidade que pudessem ser aplicados em projetos de automotivos. Desta forma tornou importante o estudo em laboratório das características dos revestimentos galvanizados e seu efeito no coeficiente de atrito, limites de estampabilidade e na evolução da microestrutura do revestimento após deformação.Assim a presente dissertação de Mestrado objetivou avaliar a estampabilidade do Aço Bifásico (DP600) e o efeito dos caminhos de deformação Uniaxial, Deformação Plana e Estiramento Biaxial Simétrico na evolução das trincas dos revestimentos com Zinco-puro (Galvanized-GI) e Zinco-Ferro (Galvannealed-GA) e sua conectividade com o aço base. A avaliação da evolução das trincas dos revestimentos foi desenvolvida a partir de estudo prático de conformabilidade (CLC) e caracterização utilizando técnicas microscopia eletrônica de varredura (MEV).Além da quantificação e caracterização das trincas do revestimento (Seção e Superfície), foi realizada também a caracterização do aço base e do revestimento (MO-MEV-EDS), Microdureza do revestimento, ensaio de propriedades mecânicas (tração), caracterização da perda de massa por Embutimento e caracterização do coeficiente de atrito.Com o estudo pode-se afirmar que os revestimentos GI e GA aplicados ao aço bifásico (DP600) influenciaram da mesma maneira nos limites de estampabilidade (CLC) mesmo apresentando diferença tribologica proporcionada pela microestrutura do revestimento entre a ferramenta e o aço base. Porem, conforme identificado nos estudos realizados Damoulis et al (2003) e Shih et al (2008) o nível de influência pode ocorrer em função do caminho de deformação ao qual o material foi submetido, da geometria da peça, propriedades do material e das condições de processo de estamparia.Com relação às trincas do revestimento foi verificado que ocorre o aumento da área composta por trincas com o aumento do nível de deformação para todos os caminhos de deformação estudados. O estiramento biaxial simétrico foi o caminho de deformação que mais influenciou no aumento da área com trincas da superfície do revestimento e da conexão das trincas de seção do revestimento com o aço base. Isso ocorreu em função do estado de tensão de tração-tração impostas à superfície e seção dos revestimentos.Mesmo sendo observadas trincas de revestimento com conectividade com o aço base em todos os caminhos e níveis de deformação estudados, não foi verificado visualmente desplacamento do revestimento após o ensaio de perda de massa por embutimento. <br> / Abstract : The galvanizing hot-dip process is currently the methods most used to protection the substrate in the world with the purpose of protection against corrosive processes.Allied to growth of galvanizing technology can also be seen, great effort in development of new steels grades aiming the production of lighter automotive body, with low cost, attending the international emission reduction of pollutants and safety requirement?s (crash test). To attend the production the hot dip galvanized coating on high strength steels, the galvanizing technologies were adapted aiming the production of material of corrosion resistant, high strength and good formability that could be applied at automotive projects. Thus become important to study the characteristics of galvanized coatings and their effect on the coefficient of friction as limits of formability and the evolution of the microstructure of the coating.Thus, the present Master's thesis aimed to evaluate the formability of Dual -Phase Steel (DP600) and the effect of Uniaxial Deformation, Plane strain and Symmetrical Biaxial Stretching in the evolution of cracks of the coatings with pure Zinc (Galvanized-GI) and Zinc-Iron (galvannealed-GA) and its connectivity to the base steel. The evaluation of the development of cracks of the coatings was developed from practical formability study (FLD) and using techniques of characterization as scanning electron microscopy (SEM). In addition, was performed the substrate and coating characterization (OM-SEM-EDS), Micro hardness of coating, mechanical properties (traction test), characterization of coating weight loss and characterization of the friction coefficient.With the study is possible to affirm that the GI and GA coatings applied on Dual-Phase steel (DP600) influenced in the same way the limits of formability (CLC) when deformed until rupture, even with tribological difference caused by the coating microstructure between the tool and the substrate. However the level of influence occurs in front of type of deformation path, tools geometry, mechanical properties of steel and stamping process conditions.Regarding the cracks of coating, was found that the area composed by cracks increase as increasing strain level. The symmetrical biaxial stretch was the deformation path that most influenced at increase of the area with cracks at the surface and the connection of cracks of coating at steel base This was due to the state of stress and strain imposed on the surface and cross section of coating by deformation paths.Even observing coating cracks with connectivity to the substrate for all deformation paths, was not observed coating defects as powdering and faking.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-29Bitstream added on 2014-06-13T20:27:51Z : No. of bitstreams: 1 000732465.pdf: 4760737 bytes, checksum: 7ffde63436c075a407c32fae439adf89 (MD5) / Este trabalho realizoua caracterização mecânica e a análise microestrutural por tríplice ataque do aço de ultra-alta resistência AISI4350,que possui médio teorde carbono ebaixa liga, e correlacionou os aspectos microestruturais com as propriedades mecânicas alcançadas. Estaanálise é fundamental para secompreenderquais das estruturas obtidasapresenta uma melhor relação de correspondência entre resistência e ductilidade/tenacidade. Destinado a aplicações aeronáuticas,este aço,após tratamentostérmicos específicos, possui umamicroestrutura complexa que podeser composta pordiferentes fraçõesvolumétricas das fases, como: ferrita, bainita, martensita, além de austenita retida. Noprocedimento experimental, uma barracilíndrica do aço AISI 4350 foiusinada por eletro-erosão a fio, ondeforam obtidos CDP’s planos, queforam submetidos aos diferentes tratamentos térmicos para formação de microestruturasmultifásicasdiversificadas. Posteriormente, foifeita a caracterização mecânica através deensaios de tração e dedurezae a análisemicroestrutural foi realizada pelouso da técnica de tríplice ataque, associada à microscopia óptica, e também por MEV. A técnicade tríplice ataque é considerada uma ferramenta valiosa por revelar e permitir quantificar todas as fases presentes, esta faz uso dos reagentes: nital 2%, solução aquosa de metabissulfito de sódio 10%e o reagente LePera. A análise das informações geradas, tornou possível avaliar a relação de correspondência entre os tratamentos térmicos aplicados, as microestruturas formadas e as propriedades mecânicas alcançadas. Observou-se que a fase martensítica tem grande contribuição para a elevação da resistência, com destaque para a estrutura bifásica ferrítica-martensítica, porém reduz a ductilidade. Os tratamentos isotérmicos para a formação de bainita (superior ou inferior)... / This work conducted to characterize mechanicalandmicrostructural analysis by triple chemical etching techniqueof the steel ultra-high strength AISI 4350, whichhas medium-carbon and low-alloy and microstructuralaspects correlated with the mechanicalproperties achieved. This analysis is essential to understandthe structures obtained which shows a better relation correspondence between strength andductility /toughness.Intended foraeronautical applications, this steelafter specific heat treatment has a complex microstructure which can becomposed of different volume fractionsof the phases, as ferrite, bainite, martensite, andretainedaustenite. Experimental procedure in an cylindrical bar of AISI 4350 steel was machined by wire electro-erosion, which were obtained CDP's plans, whichwere subjected to different heat treatmentsto form diversemultiphase microstructures.Later, was characterizedbymechanical tensile and hardness and microstructuralanalysis was performed by using triple chemical etchingtechnique,associatedwith opticalmicroscopy and alsobySEM.The triple chemical etchingtechnique isconsidered avaluable tool for revealing and quantifying allow all phases present, it makes use of reagents: nital 2%, aqueous solution of 10% sodium metabisulfite and LePera reagent. The analysis of the information generated, made it possible to evaluate the correspondence relation between the heat treatment applied, the formed microstructures and mechanical properties achieved. It was observed that the martensitic phase has great contribution to the rise of resistance, in particular the two-phase ferritic-martensitic structure, but reduces ductility. The isothermal treatments for the formation of bainite (upper or lower), with or without the presence of ferrrite, proved most advantageous in achieving high levels of resistance while maintaining a good level of ductility

Resumo: Neste trabalho a influência das condições de tratamento de nitretação assistida por plasma à baixa temperatura, sobre a porosidade superficial do aço inoxidável austenítico AISI 316L, obtido por moldagem por injeção de pós (MIP) foi estudada. Um estudo da cinética de crescimento da camada tratada e sua influência sobre a porosidade superficial foi realizado, variando-se a temperatura e tempo de nitretação. Foram executados tratamentos de 350, 380, 410 e 440 ºC para tempos de tratamento de 8 horas. Para temperatura de 380 ºC, tratamentos de 4, 8 e 16 h foram realizados. Os experimentos foram realizados empregando-se uma mistura gasosa composta por 60% N2 + 20% H2 + 20% Ar, com fluxo gasoso de 5,00 × 10?6 m3s?1 (300 sccm) e pressão de 6 Torr. Para gerar a descarga foi utilizada uma fonte de potência de corrente contínua pulsada de 5 kW, com onda quadrada e tensão de pico de 700 V, operando a 4,2 kHz. As amostras tratadas foram caracterizadas por meio de microscopia ótica, difratometria de raios X e por medições de microdureza e rugosidade. A fim de quantificar a porosidade superficial, a técnica de análise de imagens foi empregada em micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura em dois momentos distintos, antes e após a realização do tratamento de nitretação. Os resultados obtidos indicam uma tendência de redução da porosidade superficial provocada provavelmente pela formação da fase expandida e/ou pela redeposição de átomos metálicos arrancados da superfície pelo fenômeno de pulverização catódica. Observou-se ainda que a nitretação levou a um aumento considerável da dureza superficial pela formação da fase austenita expandida com nitrogênio e que esse incremento na dureza é maior para maiores temperaturas e tempos de tratamento. Os resultados mostram ainda a formação de trincas nas regiões vizinhas aos poros existentes na superfície. Tais trincas são provavelmente decorrentes dos esforços de compressão quando da formação da fase expandida com nitrogênio, que poderiam resultar em flambagem junto à fina camada nitretada, levando a uma instabilidade geométrica desta camada superficial na proximidade dos poros existentes na superfície das amostras.

Resumo: A estampagem tem por finalidade a fabricação de peças a partir de chapas planas. Este processo tem como um dos seus maiores usuários a indústria automobilística, que é um dos maiores mercados para aços de alta resistência e uma importante força motriz para o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias. Desta forma, procura-se cada vez mais pesquisar a influência dos parâmetros nos processos de conformação, permitindo as indústrias conhecer melhor as variáveis e entender a estampabilidade das chapas utilizadas. Nas últimas décadas o aumento da concorrência e a crescente demanda por carros mais seguros, econômicos e menos poluentes exigiram das montadoras, siderúrgicas e comunidade científica investimentos na pesquisa de novos aços. O resultado dessas pesquisas foi o aumento significativo na utilização de aços avançados de alta resistência nos automóveis. O objetivo desse trabalho foi analisar o tipo de fratura em chapas de aço DP600 quando submetidos aos estados de tensões uniaxial, biaxial e plano de deformação, através dos ensaios de tração e estampagem (embutimento e estiramento). Para se obter o estado plano de deformação utilizou-se corpo de prova de 200mm, punção no formato cilíndrico e uma leve carga no prensa-chapas, permitindo o escoamento do material, e também com corpo de prova de 125x200mm estampado com punção hemisférico, travando totalmente a chapa; o estado biaxial de tensão obteve-se com a utilização de corpo de prova de 200x200mm, punção hemisférico e total restrição do fluxo da chapa; e através dos ensaios de tração com corpo de prova no formato “gravata” e estampagem do corpo de prova de 75x200mm, com punção hemisférico, travando totalmente a chapa foram obtidos o estado uniaxial de tensão. Foi constatado, através do MEV, que o estado de tensão teve influência no micromecanismo de fratura, principalmente no estado plano de deformação, que apresentou regiões de clivagem, portanto frágil, envoltas por alvéolos, fratura dúctil. Já nos estados uniaxial e biaxial de tração apresentaram somente alvéolos, caracterizando uma fratura dúctil clássica. Demonstrando que um material não é dúctil ou frágil, depende do estado de tensão ao qual foi submetido para provocar a fratura.

Resumo: A conformação de chapas metálicas é destaque entre os processos de fabricação, principalmente na indústria automotiva. Nas últimas décadas, o aumento da concorrência e a crescente demanda por diminuição de peso, alto desempenho e estruturas resistentes a impacto nos automóveis vêm forçando a indústria do aço, as montadoras e a comunidade científica a se concentrar em uma produção mais eficiente. Como resultado desses esforços, um aumento significativo no uso de aços avançados de alta resistência (Advanced High Strength Steel - AHSS) em automóveis foi observado na última década. Assim, é necessário entender a conformabilidade destes materiais como uma melhor forma de redução de custos e otimização dos processos. Para maior precisão durante a estampagem desses materiais, o retorno elástico tem uma influência significativa. O efeito Bauschinger também tem uma grande influência, pois os processos de dobra, desdobra e redobra são comuns durante a conformação - especialmente com matrizes que usam drawbeads para esticar a chapa. O principal objectivo do presente estudo foi analisar a influência do retorno elástico - relacionados com o efeito Bauschinger - sobre os aços de plasticidade induzida pela transformação (TRIP – Tranformation Induced Plasticity). Os ensaios levaram a uma compreensão detalhada da influência do efeito Bauschinger sobre o retorno elástico mostrando que este aumenta o ângulo de retorno elástico para o aço TRIP 800.

Orientador : Ramón Sigifredo Cortés Paredes / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 30/06/2010 / Inclui referências / Resumo: Neste trabalho foram avaliados os efeitos da soldagem plasma utilizando pulsação de corrente (1 e 5Hz) sobre a microestrutura e resistência à fadiga em um aço inoxidável supermartensítico alta liga visando a utilização destes como processo bem como material base ou de adição em soldagens sobre rotores de turbinas hidráulicas. Devido à escassez de informações existentes na literatura atual, este trabalho teve como objetivo avaliar a microestrutura em especial a formação de fases deletérias como a ferrita-delta e a possibilidade de obtenção de refino da granulação do material por meio do uso da soldagem plasma com corrente pulsada. Por meio de análises metalográficas, difratometria de raios–X e microdureza Vickers foram avaliadas as fases presentes em especial a distribuição de ferrita-delta, austenita retida e tamanho da granulação produzidos pela pulsação de corrente. Foi constatado que a pulsação de corrente promove no interior da zona fundida a formação de bandas de ferrita-delta bem como variação do tamanho da granulação e dureza ao longo desta sendo o espaçamento entre as bandas e tais variações relacionadas à frequência de pulsação. Com relação à formação de austenita retida decorrente de pulsação a mesma não ocorreu. Quando confrontadas as ZTAs resultantes dos processos pulsado e convencional, foram constatadas reduções significativas na largura desta e no porcentual de ferrrita-delta quando do uso da pulsação de corrente. Por meio de ensaios cíclicos sob flexão em quatro pontos foi avaliada a influência dos processos pulsado e convencional na resistência à fadiga de tal aço. Corroborado por ensaios de tensão residual, obtido pela técnica do &quot;furo cego", obteve-se melhor desempenho à fadiga quando da aplicação de corrente pulsada com baixa frequência (1 Hz) sendo os valores de limite de resistência à fadiga obtidos para a condição convencional e pulsada de 500 e 680 MPa respectivamente. Apesar da formação de bandas de ferrita-delta no interior da zona fundida, foi constatado que a nucleação do processo de fadiga ocorre na ZTA dos cordões em associação com a presença de inclusões não metálicas as quais promoveram grande dispersão dos resultados. / Abstract: In this work microstructure and fatigue resistance were evaluated when plasma pulsed current (1 and 5Hz) welding was applied in a high alloy supermartensitic stainless steel. Metallography, X-ray diffraction and Vickers microhardness were carried out to identify delta-ferrite, retained austenite distribution and grain size along bead on plate produced by welding. When compared with conventional process, delta-ferrite, as well grain size and microhardness, are distributed in bands along weld bead, specially when produced with low frequencies (1 Hz) currents. No retained austenite was detected in consequence of pulsed current. Otherwise, heat affected zone (HAZ) revealed low deltaferrite content and width both produced by pulsed process. Cyclic tests conducted by four point bending show best fatigue resistance with 1 z pulsed condition against conventional process in consequence of low residual stresses determined by hole drilling methods. After fatigue tests, fractured specimens reveals that fatigue nucleation process occurred in both process in the HAZ mostly in non metallic inclusion promoting high results dispersions.

Orientador : Prof. Dr. Ramón Sigifredo Cortés Paredes / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 25/08/2011 / Bibliografia: fls.135-138 / Resumo: Os aços inoxidáveis superduplex são ligas Fe-Cr-Ni-Mo que possuem uma microestrutura balanceada de austenita-ferrita. Neste trabalho, foram estudados os efeitos da soldagem de simples deposição com três diferentes níveis de energia de soldagem: 0,8; 1,3 e 3,4 kJ/mm. Foi realizada ciclagem térmica simulando condições de operação entre 200 e 400 oC. Após ensaios de impacto, de dureza, análise microestrutural e de corrosão, a resistência mecânica as esforços ensaiados não se mostra comprometida após soldagem, mesmo com a precipitação de ferrita delta e variação da quantidade de austenita e ferrita na ZTA. Com relação à dureza, esta propriedade é influenciada pela variação da energia de soldagem e com 1 e 5 ciclos térmicos. O aço inoxidável superduplex UNS S32750, em todas as condições de aporte térmico e ciclagens estudadas, demonstra ser menos tenaz na zona termicamente afetada. Na zona de fusão e na zona termicamente afetada, a formação de estruturas de solidificação variou em função dos parâmetros de soldagem adotados e a aplicação dos ciclos térmicos. Com relação à resistência à corrosão, os valores encontrados para potencial de corrosão, potencial de início de formação de pites e corrente de corrosão estão aquém dos valores para o metal de base. / Abstract: The superduplex stainless steels are Cr-Fe-Ni-Mo alloys that exhibit a balanced austenitc-ferritc microstructure. The effect of a simple deposition during welding has been studied with three different welding energy levels. Thermal cycles were carried out in order to simulate working conditions between 200 and 400 ºC. After impact and hardness tests, microstructural characterization and corrosion evaluation, it could be noticed that the mechanical resistance evaluated was not compromised after welding, even after delta ferrite precipitation and changes on the amount of austenite and ferrite percentage in the heat affected zone (HAZ). Regarding hardness, it changed with the variation of the welding energy and with 1 and 5 thermal cycles. In the fusion zone and heat affected zone, the solidification structures varied depending on the welding parameters used and the application of thermal cycles. With respect to corrosion resistance, the values found for corrosion potential, potential for early formation of corrosion pits and current value are below those for the base metal.

Orientador: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Ana Paulo Rosifini Alves Claro / Banca: Durval Rodrgigues Júnior / Resumo: Superfícies de fratura apresentam a evolução entrópica durante a propagação de trincas, demonstrando relações entre componentes estruturais, campos de tensões locais e formações típicas de relevo. No caso das ligas metálicas, a evolução das formações topográficas pode indicar as linhas de ação de carga, a dinâmica do processo de fratura, falhas de uso ou de processamento, e outros. Neste trabalho, foram realizadas análises da relação entre a dimensão fractal e a variação do fator intensidade de tensão, da relação entre a dimensão fractal e a posição à frente da trinca, além do estudo da influência da espessura nos valores de dimensão fractal. Esses estudos foram efetuados a partir da topografia das superfícies fraturadas do aço 15-5PH obtidas em ensaios de propagação de trincas por fadiga, conforme ASTM E647. A investigação das fraturas foi feita por meio do método de reconstrução por extensão de foco, com o qual foi possível calcular os valores de dimensão monofractal (Df), dimensão textural (Dt) e dimensão estrutural (Ds), utilizando os mapas de elevações gerados pelo método. Os resultados das análises mostraram que os valores de Ds foram sensíveis à mudança dos micromecanismos de fratura, sendo que eles aumentaram até a transição do estágio II para o estágio III, sofrendo uma leve queda quando a trinca se propagava de forma instável e, em seguida, voltaram a aumentar quando a trinca estava perto de atingir seu tamanho crítico. Também foi observado que os valores de Ds e Dt se comportaram de forma inversa com o aumento da velocidade de propagação da trinca, em que os valores de Ds aumentaram e os de Dt decresceram em relação à evolução de K. Sendo, então, a dimensão estrutural responsável por descrever o comportamento anisotrópico do relevo, devido à evolução... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Fracture surfaces present the entropic evolution during the crack propagation, demonstrating relationship between structural components, local stress fields and typical relief formation. Regarding metallic alloys, the evolution of topographical formations may indicate the load action lines, the dynamism of the fracture process, during the processing or in use failures. In this work, it was performed the analysis of the relation between the fractal dimension and the stress intensity factor deviation, the relation between the fractal dimension and the crack tip position and also the study of the thickness influence in the fractal dimension values. These studies were performed by means of the topography of the 15-5PH steel fracture surfaces obtained throughout the fatigue crack propagation tests, in accordance with ASTM E647. The fractures investigation was executed using the 3-D reconstruction by extended depth of field method, allowing the possibility to calculate the values of the monofractal dimension (Df), textural dimension (Dt) and structural dimension (Ds), using of the elevation maps generated by the method. The analysis results showed that Ds was sensitive to changes on fracture micromechanisms, once they have increased up to the stage II to stage III transition, appearing a smooth reduction during the crack propagation at the unstable region and, after this, the values turned back to increase when the crack was near to achieve the critical length. It was also observed the Ds and Dt values presented an inverse behavior due the increase of the crack propagation velocity, while Ds raised the Dt values diminished related to the K evolution. Hence, the structural dimension is the responsible to describe the anisotropic behavior of the relief due the stress fields evolution in the crack tip... (Complete abstract click eletronic access below) / Mestre