Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-01Bitstream added on 2015-01-26T13:30:45Z : No. of bitstreams: 1 000802220.pdf: 2711389 bytes, checksum: 9cc7e075dc7fb8e1b6ecc5230a9ee7fa (MD5) / Conduziu-se um estudo da soldagem laser na condição “bead on plate” no aço inoxidável duplex UNS S 32205 na forma de chapas com 3,0 x 20 x 45 mm (A x L x P). Realizou-se 12 soldas em atmosfera de gás argônio com fluxo de gás de 15 l/min, diâmetro de feixe de 0,2 mm, ângulo de 90º, taxa de repetição de 9 Hz, velocidade de soldagem de 150 mm/min, profundidades de foco iguais a 1,0; 1,5 e 2,0 mm abaixo da superfície da peça e energia do pulso (Ep) fixada em 6,0 J. A variação de potência foi obtida variando as larguras temporais (Lt) em valores de 4, 6, 8 e 10 ms. Os resultados foram analisados com base na relação entre potência, geometria do cordão de solda, balanço de fases ferrita/austenita, dureza Vickers e análise química. Para revelação dos metais de solda utilizou-se reagentes Behara modificado e eletrolítico com solução oxálica 10%. As medidas de geometria (largura e profundidade) dos cordões de solda foram realizadas através de imagens obtidas através de câmera digital em um microscópio óptico comum. O processamento das imagens foi realizado através do programa “Image J”, um software de edição de imagens de domínio público pautado na plataforma Java. Os maiores valores de largura e profundidade foram encontrados nos maiores valores de potência e o aumento do valor da posição focal acarretou em um aumento da variabilidade da média desses parâmetros geométricos. O valor do balanço ferrita/austenita para o metal base e metal de solda foi de 52/48 % e 70/30 % respectivamente. O valor médio da dureza para o metal base foi igual a 286 HV. Nos metais de solda e nas ZTAs a posição focal -1,5 mm apresentou os menores valores de dureza, independente da potência utilizada. A composição química dos elementos de liga não apresentou grandes variações entre os dados de fábrica e os obtidos para o metal base e o metal de solda / We carried out a study of laser welding provided bead on plate in duplex stainless steel UNS S 32205 in the form of plates with 3,0 x 20 x 45 mm (H x W x D). 12 welds was performed in argon gas flow of 15 l/min, beam diameter 0,2 mm, angle of 90°, repetition rate of 9 Hz, welding speed of 150 mm / min, gas depths focus equal to 1,0; 1,5 and 2,0 mm below the surface of the workpiece and the pulse energy (Ep) set at 6,0 J. The power variation was obtained by varying the time width (Lt) at values of 4, 6, 8 and 10 ms. The results were analyzed based on the relationship between power, weld bead geometry, balance ferrite/austenite phases, Vickers hardness and chemical analysis. For structure revelation of the weld metals used both Behara modified and electrolyte with 10% oxalic solution reagents. Measures of geometry (width and depth) of the weld beads were made using images taken by digital camera on an ordinary optical microscope. Image processing was performed using the Image J program, a graphics editing software in the public domain lined on Java platform. The highest values of width and depth were found in higher values of power and increasing the value of the focal position resulted in an increase in the variability of the mean of these geometrical parameters. The balance sheet value of the ferrite/austenite for the base metal and weld metal was 52/48 % and 70/30% respectively. The average hardness for the base metal was equal to 286 HV. In weld metals and the ZTAs focal position -1.5 mm had the lowest hardness values, regardless of power used. The chemical composition of alloying elements did not show large variations between factory data and those obtained for the base metal and the weld metal

Devido às altas tensões envolvidas nos mecanismos de fadiga por contato, o uso de aços de alta dureza é uma exigência na fabricação de mancais de rolamento. Se a dureza de uma das partes em contato é baixa (sendo menor que 58 HRC), a ocorrência da descamação de camadas superficiais torna-se iminente no material menos duro. Estes defeitos superficiais podem, eventualmente, levar o componente a fraturar na direção radial se as tensões circunferenciais trativas forem relativamente elevadas. Os rolamentos que apresentam estes tipos de falhas são fabricados com o aço SAE 52100 temperado e revenido, com têmpera total. Recentemente tem sido sugerida a utilização do aço SAE 52100 processado por tratamento isotérmico para a obtenção de bainita inferior já que esta microestrutura apresenta boa tenacidade e resistência à fadiga associadas a uma alta dureza. Neste trabalho, foram realizados tratamentos térmicos utilizando o aço SAE 52100 a fim de obter microestruturas cujas matrizes fossem, predominantemente, martensita revenida ou bainita inferior. Para a condição martensítica, utilizou-se o tratamento térmico convencional de têmpera e revenido com três temperaturas de revenido para a obtenção de diferentes quantidades de austenita retida na matriz martensítica. Para a condição bainítica, utilizou-se o tratamento de austêmpera para a obtenção de bainita inferior com alto nível de dureza O comportamento mecânico do aço SAE 52100, tratado termicamente nas quatro condições, foi avaliado através de ensaio de tração e ensaio de impacto Charpy. O comportamento em fadiga, por sua vez, foi avaliado através de ensaios de propagação de trinca por fadiga realizados em corpos de prova tensão compacto. Para a determinação da influência da razão de carregamento (R=Kmin/Kmax) sobre o comportamento em fadiga este parâmetro foi variado entre 0,1 e 0,5. Foram realizadas análises fractográficas em todas as superfícies de fratura e de fadiga. Os resultados dos testes indicaram um melhor comportamento em fadiga para o aço SAE 52100 com microestrutura bainítica. No entanto para um R = 0,5, este material apresentou comportamento semelhante ao martensítico de mesmo nível de dureza na região limiar de fadiga. Observou-se o fenômeno de fechamento de trinca nos testes realizados com R de 0,1 e 0,3, sendo este efeito mais pronunciado para o menor valor de R.

Estudou-se o comportamento do aço AISI 1010 em AISI 1010 em àlcool etílico puro com 3,5% H20 e diferentes aditivos (acetato de sódio, um aditivo comercial e trietanolamina) em meio arejado e desarejado, com e sem agitação. Os resultados experimentais mostram que os aditivos usados exercem efeito inibidor da corrosão no aço. A água (3,5%) origina um período de incubação até o aparecimento de pite. A reação de redução catódica do oxigênio apresenta duas ondas, o que permite dizer que a presença de algum filme modifica a mesma. Os ensaios em etanol carburante, a longo prazo, apresentaram corrosão localizada em meio arejado (a qual é evitada com adição de 10-² M de acetato de sódio), e corrosão generalizada em meio desarejado. / The behavior of the steel AIS1 1010 in deaerated and aerated pure ethyl alcoohol with 3,5% H2O and several additives (sodium acetate, a commercial additive and triethanolamine) has been studied. The experimentals results showed that the used additives play an inhibitory effect with relation to corrosion of the steel. The presence of the water gives place to an incubation period until the appearance of pitting. A cathodic reduction reaction of the oxygen shows two waves, wich allows one to say the same film modifies it. The tests in comercial ethanol, in the long range, presents localized corrosion in aerated medium (wich could be avoided with the addition of 10-² M of sodium acetate) and a generalized corrosion in deaerated medium.

Estudou-se o comportamento do aço inoxidável ABNT 304 à corrosão-sob-tensão (C.S.T.) em soluções aquosas com 0,1%, 3,5% e 20% de NaCl, na temperatura de 103°C, através de ensaios de carga constante. Com auxílio das técnicas e conceitos de Mecânica de Fratura Linear Elástica e das análises eletroquímicas procurou-se encontrar as condições em que ocorre C.S.T. no sistema aço inoxidável austenítico/solução aquosa de NaCl a 103°C. Utilizou-se o corpo-de-prova do tipo dupla viga em balanço (T-notch double cantilever beam: TN-DCB), com intuito de observar a influência do fator de intensidade de tensão, concentração da solução e potencial eletroquímico. Estimou-se o valor do fator de intensidade de tensão limite (KICST) e a velocidade de propagação das trincas; também foram analisadas outras importantes características em termos mecanísticos. Definiu-se faixas de potenciais e valores de intensidade de tensão a partir dos quais ocorre o surgimento de trincas por C.S.T.. Fêz-se análises metalográficas dos corpos-de-prova onde se pode constatar trincas transgranulares bem típicas do fenômeno de C.S.T.. Foram feitos alguns testes em solução aquosa saturada de MgCl2, em ebulição, para se comparar as diferentes soluções quanto ao fenômeno de C.S.T.. Alterou-se as dimensões do corpo-de-prova para avaliar a orientação da propagação das trincas por C.S.T.. / Stress-corrosion cracking behavior of ABNT 304 stainless steel in 0,1%, 3,5%, and 20% NaCl solutions at 103°C was analised through the constant charge method. With the help of the thedniques and concepts of fracture mechanics linear elastic and electrochemical methods the conditions in wich the SCC appeared in the system austenitic stainless steel/NaCl - aqueous solution (103°C) were determined. T-notch double cantilever beam (TN-DCB) specimen was used to observ the influence of the charge intensity, solution concentration and electrochemical potential. Values for KISCC and the velocity of crack propagation were estimated. Values of KI and potential ranges in wich SCC appears were defined. Typical transgranular fractures were observed. Some tests were made in saturated boiling MaCl2 solutions. Dimensions of TN-DCB specimens were modified to evaluated their influence on the direction of crack propagation.

O sistema de tratamento do aço tem sido utilizado com o objetivo de aumentar a resistência à corrosão e melhorar a adesão da tinta sobre o substrato. Porém, a fosfatização convencional traz danos ao meio ambiente. Com o intuito de realizar o desenvolvimento sustentável, novos processos de tratamentos têm sido desenvolvidos a fim de substituir o processo de fosfatização, reduzir o impacto ambiental e promover o progresso nos tratamentos. Neste trabalho foi realizada uma avaliação comparativa entre dois tratamentos superficiais para aço de baixo carbono isentos de metais pesados (nanocerâmico e silano) e a fosfatização. Para este estudo foram utilizadas chapas de aço carbono 1020 laminado a frio como substrato. Com o objetivo de verificar a resistência anticorrosiva dos tratamentos sem pintura foram realizados ensaios de exposição à umidade, imersão em água, imersão em soluções aquosas de pH 2 e pH 10 e curvas de polarização anódicas e catódicas e em soluções de NaCl, NaOH e H2SO4. As amostras pintadas com tinta a pó microtexturizada foram submetidas aos ensaios de exposição à névoa salina neutra, dióxido de enxofre e umidade, além dos ensaios mecânicos de aderência, flexibilidade e impacto. Os resultados de resistência mecânica demonstraram um bom desempenho de todos os tratamentos. Quanto à resistência anticorrosiva pode-se verificar, a partir das curvas de polarização anódicas e catódicas,, que os tratamentos testados se comportam de maneira peculiar nos diferentes meios, mostrando uma ligeira superioridade com relação ao fosfato de zinco. Os resultados quanto a resistência à corrosão, para as amostras cujos tratamentos foram conjugados com pintura a pó, mostraram que todos os sistemas obtiveram comportamento semelhante e satisfatório. / The steel treatment system had been using with purpose of increase the corrosion resistance and to improve the paint adhesion on substratum. However, the conventional phosphatetion causes damage the environment. With purpose to permit a sustainable development, new treatment process has been developing in order to replace the phosphatetion process, to minimize the environmental impact and to promote the progress in the treatments. In this work has been carried out an assessment comparative between two different steel treatment area of low carbon, free of heavy metals (nanoceramic and silane) and the phosphatetion. During the study have been used as substratum, steel carbon plate 1020 which was laminated by cold. Having in mind to check the anticorrosive resistance treatments without painting, have been carried test out of exposure to humidity, water immersion besides immersion in water solution of pH 2 and pH 10 and variations of polarization anodic and cathodic besides solutions of NaCI, NaOH and H2SO4. The samples have painted with microtexturizada ink dust have been subjected test of exposition at the neutral saline mist, dioxide of sulfur and humidity, besides mechanical assays of tack, flexibility and impact. The resistance results mechanics had demonstrated a good performance of all the treatments. Regarding anticorrosive resistance, can been verified that from the anodic and cathodic curves of polarization, the tested treatments have had a peculiar performance in each different situations, showing a small superiority considering the phosphating of zinc. However the results of resistance corrosion, for the samples whose treatments had been conjugated with painting the dust, have been shown us that all the systems had gotten similar and satisfactory behavior.

O presente trabalho tem como objetivo avaliar a possibilidade de substituição do óleo mineral por polímero PAG como meio de resfriamento de barras de aço laminadas a quente. Para isto foram selecionadas barras laminadas dos aços SAE 4140, SAE 4340 e DIN 31CrMoV9 tendo suas propriedades avaliadas quanto a dureza, microestrutura e propriedades mecânicas. As amostras retiradas sofreram tratamento térmico de têmpera em laboratório sendo resfriadas em polímero PAG com concentração de 15% e 25% e em óleo mineral e, posteriormente, foram submetidas ao tratamento de revenimento a 600 ± 10 °C. Após o revenimento, as amostras foram seccionadas transversalmente para a medição de dureza na superfície, na metade do raio e no núcleo da amostra. A mesma amostra foi preparada para avaliação da microestrutura. O restante da amostra foi usinada para realização do ensaio de tração e conseqüente obtenção das propriedades mecânicas. Para os aços SAE 4140 e SAE 4340, as diferenças de dureza encontradas foram de no máximo 10% estando esta diferença dentro de uma tolerância aceitável nas especificações de clientes. As propriedades mecânicas dos corpos de prova resfriados em polímero foram, em média, 13% maiores do que as amostras resfriadas em óleo, comprovando a eficiência deste meio de resfriamento para estes dois aços em estudo. As diferenças encontradas nas amostras do aço DIN 31CrMoV9 não foram significativas sendo que a diferença média entre as durezas foi de 3,5%, enquanto que a diferença média entre as propriedades mecânicas foi de 4%, podendo assim concluir que os meios de resfriamento em estudo se equivalem para o tratamento de têmpera do aço DIN 31CrMoV9. Com este trabalho pode-se concluir que o meio de resfriamento polimérico é aplicável para a substituição do óleo como meio de resfriamento no tratamento térmico de têmpera de barras de aço laminadas. As vantagens identificadas na utilização do polímero como meio de resfriamento devem ser confrontadas com a necessidade de maior controle de processo durante a utilização deste meio de resfriamento para a aplicação em escala industrial. / The aim of this work is appraise the possibility of substitution of mineral oil to PAG polymer as quench bath of hot rolled bars of steel. For this were selected rolled bars of steels SAE 4140, SAE 4340 and DIN 31CrMoV9 and their hardness, microstructure and mechanical properties were appraise. The samples were submitted to quench heat treatment at laboratory being quenched on PAG polymer with concentration of 15% and 25% and mineral oil and, subsequent, were submitted to temper with 600 ± 10 °C. After that, the samples were crosscut to hardness measurement on surface, middle of the radius and center of the sample. The same sample was prepared to microstructure evaluation. The rest of the sample was machined to tensile test and consequent obtaining of mechanical properties. To the steels SAE 4140 and SAE 4340, the hardness differences found were a maximum of 10%. These differences are inside the range of tolerance specified by clients. The mechanical properties of the samples quenched on polymer baths were, in average, 13% higher than samples quenched on oil bath. These results prove the efficiency of polymer bath for both steels. The differences found on sample of steel DIN 31CrMoV9 were not significant. The average of harness differences was 3,5% and the average of mechanical properties differences was 4%. With that is possible to prove that the quench baths studied are equivalent for steel DIN 31CrMoV9. With this work is possible to prove that the polymer quench bath is applicable to replace oil as quench bath on quench heat treatment of steel rolled bars. The advantages identified on polymer use as quench bath should be confronted with the needs of higher process control during the use of this quench bath to industrial application.

A ampla utilização dos aços inoxidáveis austeníticos pode ser justificada pela combinação favorável de propriedades, tais como: resistência à corrosão e à oxidação, resistência mecânica a quente, trabalhabilidade e soldabilidade. As propriedades destes aços são afetadas, não somente pela matriz austenítica, mas, também, por inúmeras outras fases tais como ferrita δ, carbonetos, fases intermetálicas, nitretos, sulfetos, boretos e martensita induzida por deformação. A quantidade, o tamanho, a distribuição e a forma destas fases têm influência marcante nas propriedades do material. Um melhor entendimento da resposta de cada etapa de fabricação torna-se de grande valia na busca de processos mais otimizados e de maior previsibilidade. Este trabalho buscou comparar as características de barras laminadas de diâmetro 31,75 mm de aço inoxidável austenítico do tipo Fe-17%Cr-12%Ni-2,5%Mo (AISI 316L) como laminada e após tratamento térmico de solubilização. As amostras foram submetidas a ensaios de sensitização, conforme norma ASTM A262 - 93 A, ensaio de corrosão por exposição à névoa salina, segundo NBR 8094 e ASTM B 117, análises microestruturais através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura, análise comparativa das curvas de polarização e avaliação de algumas propriedades mecânicas. Testes realizados não apontam diferenças significantes nos ensaios realizados para verificar a influência na resistência à corrosão generalizada e à corrosão intergranular (sensitização). As análises das propriedades mecânicas apontam que o material que não sofreu tratamento de solubilização apresenta uma resistência mecânica maior, podendo estar associada a um menor tamanho de grão, porém menor alongamento, este podendo estar associado com uma maior concentração de ferrita delta. Através do ensaio eletroquímico de polarização potenciodinâmica e a análise da morfologia da superfície dos aços estudados, pôde-se perceber que o aço AISI 316L sem tratamento apresentou um comportamento mais nobre em termos de resistência à corrosão localizada. / The wide utilization of austenitic stainless steel can be justified by its favorable properties combinations such as: corrosion and oxidation resistance, hot work resistance, workability and weldability. Not only does the austenitic matrix affect the properties but also the range of possible phases such as δ-ferrite; carbides precipitation, intermetallic phases, nitrides, sulfides, borides and deformation-induced martensite. The quantity, size, distribution and morphology of theses phases have great influence on the material properties. Understanding the influence of each fabrication step becomes necessary to achieve an optimum and predictable process. The purpose of the present work was comparing the characteristics of 31,75 mm austenitic stainless steel round bars type Fe-17%Cr-12%Ni-2,5%Mo (AISI 316L) as rolled and after solution annealing heat treatment. The tested specimens were submitted to the susceptibility to intergranular attack test in accordance with ASTM A262 - 93 A standard, salt spray test in accordance with NBR 8094 and ASTM B 117 standard, microstructural analyses through optical microscopy and SEM (scanning electron microscopy), potentiodynamic polarization analysis and evaluation of some mechanical properties. Tests performed do not indicate significant differences between the sample that was heat treated and the one that was just rolled, concerning the salt spray test and the susceptibility to intergranular attack test. The mechanical properties tests indicate that the solution annealing heat treatment specimen had greater mechanical resistance which could be related to smaller grain size, but smaller elongation that could be associated with greater δ ferrite concentration. Potentiodynamic polarization and the morphology analysis indicated that the samples without heat treatment had shown better pit corrosion resistance.

Este trabalho tem por objetivo avaliar o impacto que a modificação no procedimento de injeção de oxigênio, a adição de ferroligas com maior afinidade por oxigênio e a diminuição no nível de oxidação do banho têm sobre a oxidação do cromo presente no aço durante a fabricação de aços inoxidáveis martensíticos, bem como a análise de possíveis efeitos colaterais e a viabilidade de aplicação destas modificações durante o fluxo de rotina das operações de fusão e refino no Forno Elétrico à Arco (FEA). Para atingir estes objetivos foram realizados 3 experimentos, cada um com um ponto de atuação distinta um dos outros, como segue: · Revisão dos procedimentos de refino do aço AISI 420, minimizando as injeções de oxigênio para descarburação do aço liquido, restringindo-as ao resultado de composição química do banho ao longo do processo no FEA; · Colocação da ferroliga Fe-Si 75% nos cestões, em quantidade calculada por meio de equações termodinâmicas encontradas na literatura, de modo a reduzir a oxidação do cromo devido à formação preferencial do óxido de silício; · Remover as injetoras de oxigênio do FEA, do tipo Cojets, atuando desta maneira no nível de oxigênio disponível no banho e permitindo maior rendimento da carga metálica durante o processo de fusão, refino e redução no forno. Os resultados dos experimentos demonstraram que o fator preponderante para melhorar a redução do óxido de cromo é a diminuição do oxigênio disponível no banho, e neste caso, os melhores resultados foram alcançados com a adição de Fe-Si 75% na carga fria (ganho de 21%, amostra E2) e a remoção das injetoras tipo Cojets (ganho de 34%, amostra E2), tendo este último apresentado um avanço na otimização das condições de redução dos óxidos de cromo da escória, sendo os resultados avaliados percentualmente. / The aim of this work was to evaluate the impact that the modification in the procedure of injection of oxygen, the addition of ferroalloys with a major affinity for oxygen and the reduction in the level of oxidation of the bath has on the oxidation of present chromium in the steel during the martensitic stainless steel manufacture, as well as the analysis of possible collateral effect and the viability of application of these modifications during the flow of routine of the operations of fusing and refining in the Electric Arc Furnace (EAF). To reach these objectives 3 experiments had been carried through, each one with a point of distinct performance one of the others, as follows: · Revision of the procedures of refining of steel AISI 420, minimizing the injections of oxygen for decarburation of the steel I eliminate, restricting them it the result of chemical composition of the bath throughout the process in the FEA; · Adition of ferroalloy Fe-Si 75% in the buckets, amount calculated by means of thermodynamic equations of the literature, in order to reduce the oxidation of chromium due the preferential formation the silicon oxide; · To remove the injectors of oxygen of the FEA, the Cojets, acting in this way in the level of available oxygen in the bath and allowing major income of the metallic load during the fusing process, refining and reduction in the oven. The results of the experiments had demonstrated that the preponderant factor to improve the reduction of chromium oxide is the reduction of the available oxygen in the bath, and this in case that, the best ones resulted had been reached with the addition of Fe-Si 75% in the bucket (a gain of 21%, sample E2) and the removal of the Cojets (a gain of 34%, sample E2), having this last one presented an advance in the optimization of the conditions of reduction of chromium oxides of the slag. The results were valued in the percentage form.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-08T15:57:59Z No. of bitstreams: 1 2017_LuizAlbertoCarneiroJunior.pdf: 11839990 bytes, checksum: dde603943f3d9e96d4e9bc39d4a26c82 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-28T20:05:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LuizAlbertoCarneiroJunior.pdf: 11839990 bytes, checksum: dde603943f3d9e96d4e9bc39d4a26c82 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-28T20:05:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LuizAlbertoCarneiroJunior.pdf: 11839990 bytes, checksum: dde603943f3d9e96d4e9bc39d4a26c82 (MD5) Previous issue date: 2017-11-28 / Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF);Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / O objetivo principal deste trabalho é a caracterização experimental do aço inoxidável 304L sob carregamentos cíclicos e monotônicos. Busca-se analisar comportamentos como: a influência da taxa de deformação e do tratamento térmico de normalização nas propriedades monotônicas; endurecimento/amolecimento cíclicos; Masing/não-Masing; evolução da tensão de escoamento cíclica; comportamento de fadiga; propagação de trincas de fadiga e transformação de fase martensítica induzida por carregamentos cíclicos. A metodologia utilizada foi a realização de ensaios monotônicos de tração sob diversas taxas de carregamento no material nas condições de como recebido e após o tratamento térmico da normalização. Além disto, ensaios cíclicos do tipo tração/compressão e torção alternada controlados por deformação foram realizados. Por fim, foram realizadas análises metalográficas para caracterização da microestrutura do aço 304L antes e depois de ensaios cíclicos e foram feitas medições de dureza para analisar a influência da normalização no aço 304L. Os resultados revelam forte dependência da taxa de deformação e da normalização no comportamento elasto-plástico monotônico do aço 304L. A normalização ainda induziu a diminuição na dureza do material. No contexto da plasticidade cíclica, o aço 304L não apresenta estabilização das amplitudes de tensão para diferentes amplitudes de deformação prescritas, principalmente devido ao efeito do endurecimento secundário, que predomina pela maior parte dos experimentos. As análises metalográficas indicam que o endurecimento secundário pode estar relacionado à transformação de fase martensítica no aço 304L. Foram observados outros fenômenos como: efeito não-Masing, extensão axial nos ensaios de torção pura e evolução da tensão de escoamento cíclica. Em fadiga, a medida de deformação equivalente de von Mises não é capaz de correlacionar as vidas observadas nos ensaios de tração/compressão e torção alternada. O comportamento das trincas macroscópicas de fadiga é dependente da amplitude de deformação para o aço 304L. Em altas amplitudes, ocorre a propagação de trincas em modo misto, enquanto baixas amplitudes ocasionam propagação no modo normal, isto é, na direção da tensão normal máxima. / The aim of this work is the experimental characterization of the 304L stainless steel under cyclic and monotonic loadings. The following behaviors are analyzed: strain rate and normalizing heat treatment influence on the monotonic properties; cyclic hardening/softening; Masing/nonMasing; cyclic yield stress evolution; fatigue life; fatigue crack propagation; and cyclic loading induced martensitic phase transformation. The methodology used is the conduction of monotonic tensile tests under different strain rates on the material in the as-received condition and after the normalizing heat treatment. Besides, tension/compression and alternate torsion strain control cyclic tests are conducted. The microstructure characterization of the 304L steel was investigated using metallographic analysis before and after the cyclic loadings. Finally, hardness tests were conducted on the normalized and on the as-received material conditions. The results show strong strain rate and normalizing dependency on the 304L steel elastoplastic monotonic behavior. The normalizing heat treatment also induced a decrease on the material hardness. In the cyclic plasticity context, the stress amplitudes do not stabilize, for different prescribed strain amplitudes, mainly because of the secondary hardening effect, which is evident during the greatest part of the experiments. The metallographic analysis suggest that the secondary hardening is directly related to martensitic phase transformation in the 304L steel. Other phenomena observed are: non-Masing effect, axial extension during pure torsion tests and cyclic yield stress evolution. In fatigue, the von Mises equivalent strain measure is not capable of correlating the observed lives in tension/compression and pure torsion tests. The macroscopic fatigue crack behavior is dependent on the strain amplitude. In high amplitudes, the mixed mode crack propagation is observed, while low amplitudes induced the normal propagation mode.

Este trabalho busca desenvolver um aço para cementação a alta temperatura através da adição de nióbio como microligante, a fim de que os compostos formados forneçam partículas de segunda fase que atuem como ancoradoras do grão austenítico, já que o processo de crescimento de grão, especialmente anormal, é conseqüência natural das temperaturas envolvidas. A elevação da temperatura tem como objetivo proporcionar um ganho em produtividade pela redução dos tempos de cementação. Procura-se também estabelecer uma comparação do aço proposto a aços de cementação convencionais (DIN 17Cr3 e SAE 5115). Utilizou-se um aço SAE 5115 com 0,034% de nióbio, que foi submetido a diferentes condições de ensaio em laboratório: deformação a frio por compressão livre em três graus de deformação (isento, 25 e 50%); com posterior aquecimento em patamares de temperatura que simulam diferentes níveis de cementação (930 , 950 , 1000 e 1050 C), bem como diferentes tempos de manutenção em temperatura, de tal forma a atingir camadas cementadas hipotéticas em torno de 1,0 mm de profundidade. Encerram-se os testes submetendo o aço estudado a um processo de produção industrial de pinos de pistão, que sofrem deformação a temperatura ambiente e cementação a 950 C por 2,5 h O aço SAE 5115 ao “Nb” mostrou um melhor desempenho no controle dos grãos austeníticos, tanto para os ensaios de simulação realizados em laboratório e comparados ao aço DIN 17Cr3, como frente ao processo de produção de pinos de pistão tendo como comparativo o aço SAE 5115. O modelo teórico de Hudd e outros (que trata os carbonitretos de nióbio como de extensiva solubilidade mútua) e o de Gladman (que define os nitretos de alumínio e de nióbio como mutuamente exclusivos), associados às equações de Wagner (para coalescimento das partículas de segunda fase), bem como à equação de Gladman e Pickering (que determina o raio crítico de partícula para uma distribuição aleatória de partículas), mostraram-se bastante adequados em prever a resposta das partículas precipitadas, partindo-se da composição química do aço, principalmente para as partículas de carbonitreto de nióbio em condições que não envolvessem níveis elevados de deformação.