Este trabalho avaliou o efeito do refinamento de grão e precipitação de partículas de segunda fase na resistência mecânica e propriedades de EMF de ligas inoxidáveis a base de Fe-Mn-Si-Cr-Ni-Co-(Ti), processadas via extrusão em canal angular (1 e 2 passes, = 120, Rota Bc). Verificou-se que a adição de titânio reduz a estabilidade da austenita, promovendo a formação de precipitados primários com estrutura cristalina CCC e parâmetro de rede 0,875 nm, identificados como fase . Nas duas ligas, os tratamentos térmicos realizados após o processamento por ECAE resultaram no refinamento de grão e precipitação da fase , ocasionando considerável aumento da resistência mecânica. Os resultados deste trabalho mostraram que a redução no tamanho de grão é um parâmetro efetivo para a formação de placas de martensita monovariantes, com maior reversibilidade, mas promove um aumento da energia necessária para a transformação martensítica. Observou-se também que a recuperação de forma é dependente da resistência mecânica da matriz. Enquanto esta é baixa prevalece à recuperação de forma devido ao efeito de memória de forma e à medida que se aumenta a resistência mecânica, começa a prevalecer a recuperação superelástica. A recuperação de forma total que é a soma destes dois componentes, eventualmente pode apresentar um máximo na situação de resistência mecânica máxima, mas não sendo isto, um pré-requisito.

Foram estudados os processos de trefilação de duas ligas de NiTi denominadas VIM66 (martensítica) e VIM68 (austenítica) à temperatura ambiente. O forjamento rotativo e a trefilação convencional em máquina monoblocodeformando se barras de 15 mm de diâmetro até fios 2,56 mm comprovaram a viabilidade dos dois processos. Os fios de diâmetro 2,56 mm, solubilizados a 850 C por 15 minutos, foram trefilados sem recozimentos intermediários até a ruptura na máquina Instron à25, 50, 100, e 150 C. Os melhores resultados foram 8 passes para a liga VIM66 a 25 C e 11 passes para a liga VIM68 passes a 100 C resultando respectivamente em diâmetros finais de 1,476 mm (RA= 70,19 %) e 1,146 mm (RA de 81,45 %). As curvas tensão-deformação apresentavam uma única tensão de escoamento (material convencional)quando ensaiadas acima de MDe dupla tensão de escoamento (material com EMF) quando abaixo de MD. Independente da liga verificou-se que o trabalho de trefilação (wt) para pequenas deformações (1P) aumenta com o aumento da temperatura; é constante para deformações intermediárias (2P) e decresce para deformações maiores (>3P), isto é, para pequenas deformações prevalecem as características de ligas com EMF e para deformações maiores, as de um material convencional. Nas temperaturas ensaiadas, o trabalho uniforme (wu) foi no máximo de 50% do trabalho total de trefilação (wt), isto é, no máximo 50% da energia é utilizada para deformar efetivamente o material. Como resultado prático, este trabalho mostrou que para um alto grau de deformação, como no processo de trefilação, é desejável que a operação seja feita em temperaturas altas independente do estado termodinâmico da liga.

Neste trabalho anéis automotivos de aço foram previamente recobertos com negro de fumo e posteriormente irradiados com laser de CO2. O negro de fumo apresentou melhor acoplamento da radiação incidente e como fonte de carbono, tanto para atuar como lubrificante sólido, quanto para elevar o teor de carbono da superfície do aço. Diversas técnicas de análise, incluindo nano endentação foram utilizadas para se avaliar os principais mecanismos dominantes em cada etapa do processo. Destas análises, conclui-se que ocorreu difusão de carbono no estado sólido, após irradiação uma camada com teor de carbono aumentado. Abaixo desta camada, as análises mostram que ocorreu um processo de têmpera, aumentando a dureza em relação ao substrato já temperado. Medidas de dureza da região tratada mostram que extensões de até 120 m com durezas por volta de 950 HV0,05 puderam ser atingidas. O coeficiente de atrito foi reduzido de 0,7 para 0,15, o que pode ter contribuído para que os anéis tratados apresentassem menor desgaste.

O presente trabalho tem como objetivo a avaliação do comportamento mecânico do aço maraging 300 após tratamentos de solubilização, envelhecimento e nitretação por plasma. Foram utilizadas técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, microscopia de força atômica, raios X, dilatometria e dureza para caracterização do material antes e após a fluência. Os tratamentos resultaram em uma microestrutura martensítica ?';-Fe no substrato com formação de uma camada de ?';-Fe4N e ?-Fe3N na superfície do material nitretado com espessura média de 50 ?m. A dureza média aumentou de 331 HV da liga solubilizada para 604 HV após envelhecimento devido à formação de precipitados de Ni3(Ti,Mo), e atingindo até 1140 HV na superfície após nitretação, devido à formação dos nitretos. O material após tratamentos térmicos e termoquímicos foi submetido a ensaios de fluência nas condições de temperatura de 550, 600 e 650C e tensões de 200, 300 e 500 MPa, em que apresentou um comportamento típico em fluência. Os valores do expoente de tensão, n, variaram entre 6,0 e 7,5 e a energia de ativação, Qc, entre 364 e 450 kJ/mol que, juntamente com o emaranhado e arranjo de células de discordâncias formado permitiram concluir que o mecanismo dominante de fluência se deu por escalagem e escorregamento de discordâncias. A microestrutura pós-fluência apresentou reversão de parte da martensita para austenita e o superenvelhecimento do material, com o coalescimento dos precipitados de Ni3(Ti,Mo) e a formação dos precipitados de Fe2Mo, reduzindo a resistência mecânica da liga. Os resultados de redução de área, alongamento percentual, análises fractográficas e relação de Monkman-Grant indicaram que o mecanismo predominante de fratura foi dúctil, sendo que o material nitretado apresentou uma menor ductilidade em função da camada de nitretos formada. O aço maraging 300 previamente nitretado apresentou menor taxa de fluência no estágio secundário do que o sem nitretação apenas na temperatura de 650 C, provavelmente devido à barreira à oxidação formada que foi mais acentuada nesta temperatura. O aço maraging 300 apresentou uma taxa de fluência no estágio secundário de até 104 vezes menor que o encontrado na literatura para o aço AISI 4340, associado à presença dos precipitados intermetálicos atuando como barreira à movimentação de discordâncias. Conclui-se desta forma que o aço maraging 300 possui potencial para substituição dos aços de ultra-alta resistência atualmente utilizados na indústria aeroespacial em condições severas de temperatura e fluência, sendo o tratamento de nitretação por plasma uma alternativa de melhora em sua resistência nestas condições.

No presente trabalho, foram aplicadas diversas rotas de tratamentos térmicos (por resfriamento contínuo e sob diferentes temperaturas de austenitização) para avaliar a relação de correspondência entre os tratamentos térmicos aplicados, as microestruturas formadas e as propriedades mecânicas alcançadas. Para a caracterização microestrutural, foi utilizada a Técnica de Tríplice Ataque, baseada na aplicação, separadamente, de três reagentes convencionais: Nital, Metabissulfito de Sódio e reativo LePera. Após a aplicação de cada reagente, foram obtidas imagens via microscopia óptica, as quais foram exploradas através do uso do software ImageJ. Os três ataques permitiram a formulação de um sistema de equações cuja solução possibilitou a determinação das frações volumétricas das fases presentes no material após determinado tratamento. Todas as amostras tratadas e atacadas com Nital 2% foram analisadas, também, via MEV - Microscopia Eletrônica de Varredura. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração e dureza, e as fraturas resultantes do ensaio de tração foram analisadas via MEV. Os resultados obtidos permitiram certificar que o aço AISI43100 pode ser submetido às mais diversas aplicações, em função do tratamento térmico e das microestruturas e propriedades mecânicas respectivas, fazendo-se jus, pois, ao conceito de aços avançados de alta resistência.

Os aços Alta Resistência e Baixa Liga e Ultra-Alta Resistência são materiais com grande aplicação de mercado, cujo seu entendimento possibilita inovações estratégicas. O entendimento das modificações composicionais do aço médio carbono SAE 4340 possibilitou a aquisição do aço 300M. Avaliar e comparar as propriedades mecânicas destes aços, soldados a laser e submetidos a diferentes tratamentos, possibilitando a correlação microestrutural com o comportamento mecânico, visando entender as melhorias ou fragilizações que são determinantes na resistência destes materiais. Os aços foram divididos em lotes para produção de corpos de prova (tração e fadiga) nas seguintes condições: conforme recebido, nitretado a plasma, soldado a laser, soldado e revenido, soldado e nitretado a plasma. Na condição conforme recebido o aço 300M apresentou elevados valores de resistência mecânica ruptura catastrófica no regime plástico, assim como, alto limite na vida em fadiga, quando comparado ao aço 4340. Os resultados de todas as condições soldadas indicaram que, após soldagem a laser, ambos os materiais mantiveram a resistência mecânica, no entanto, apresentaram queda abrupta da vida em fadiga, proveniente da presença de defeitos de solidificação no cordão. Quanto ao tratamento térmico de revenimento pós-soldagem dos aços estudados, observou-se que os aços 4340 e 300M apresentaram aumento na resistência mecânica, sem perda significativa de ductilidade e queda da vida em fadiga adivinda dos defeitos de soldagem. No tratamento de nitretação observou-se, no aço 4340, aumento significativo da resistência a tração, contudo queda na vida em fadiga. No entanto, apesar dos diferentes processos de tratamento (implantação iônica e nitretação a plasma) e das diferentes temperaturas empregadas, o aço 300M apresentou queda na resistência mecânica nos ensaios de tração, contudo resultados promissores na vida em fadiga, dureza e corrosão. Neste trabalho observou-se que tratamentos térmicos e termoquímicos em materiais com grande adição de silício (aprox. 2%), desfavorecem as propriedades mecânicas em regime plástico, pois mesmo em temperaturas baixas a precipitação de nitretos e carbonetos aciculares e difusão de contaminantes em contornos são favorecidas, fenômeno que fragiliza a superfície do material.

Na indústria aeroespacial, para que um foguete ou míssil cumpra sua missão, faz-se necessário utilizar estruturas de materiais com alta resistência mecânica e, concomitantemente, de baixa densidade. Atualmente as virolas, estruturas calandradas e soldadas, que compõem os envelopes motores de projetos da área de espaço, como, por exemplo, o VLS-1, projeto em desenvolvimento no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), são fabricadas em aço 300M. Porém, devido algumas dificuldades enfrentadas, principalmente, durante as etapas de tratamento térmico, foi proposto substituí-lo pelo aço Maraging 300. Esta dissertação faz uma avaliação das vantagens da substituição do aço 300M pelo aço Maraging 300 aplicado na área aeroespacial, bem como do comportamento mecânico e da qualidade da solda a plasma, processo já empregado na fabricação das virolas. Os corpos-de-prova foram produzidos a partir dos aços Maraging e 300M, sendo que todos foram soldados com metal de adição correspondente ao material do corpo de prova, com e sem tratamento térmico. Paralelamente, foram elaborados corpos de prova com os aços dissimilares (Maraging 300 e 300M) soldados com metal de adição de Maraging, também nas condições tratado e não tratado termicamente. A solda de dissimilares envolve alguns desafios, tais como a de decidir qual metal de adição utilizar, ou mesmo não usar (soldagem autógena), e também de definir um ciclo térmico compatível com os dois metais, de forma a alcançar as propriedades desejadas em ambos os aços envolvidos. Para avaliação das propriedades mecânicas foram efetuados os ensaios de dureza, tração e impacto. Foram realizadas também análises por Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), permitindo a caracterização da interface das juntas soldadas (Cordão de Solda), da Zona Termicamente Afetada (ZTA) e do Metal Base. Com base nos resultados e nos processos empregados, permite-se afirmar que o aço maraging 300 possui um grande potencial para substituir o aço 300M na fabricação de envelopes motores para a indústria aeroespacial.

O presente trabalho visa à caracterização, à avaliação e à comparação das propriedades mecânicas e microestruturais das juntas soldadas dos aços ultra-alta resistência baixa liga SAE 4140, 300M e dissimilar (SAE 4140/300M), utilizando processo de soldagem a arco transferido a plasma, através da técnica keyhole, em único passe, com metal de adição. Foram analisadas amostras dos aços soldados similares e dissimilares nas condições como recebido e tratados termicamente, e dos aços sem solda, nas condições temperado e revenido. Foram adotados critérios de aceitação macroestrutural da solda para verificar defeitos na região da solda, utilizando a técnica de inspeção visual e a radiografia, conforme norma AWS D17.1. A análise microestrutural da junta soldada foi realizada, após ataque químico, com solução de Nital 3%, com objetivo de identificar os microconstituintes, utilizando a Microscopia Ótica (MO). A superfície de fratura dos aços foi avaliada através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados permitem compreender que predominam microestruturas de martensita nas juntas soldadas nas condições como recebido e tratados termicamente. Foram verificadas dendritas na zona fundida. O ensaio de microdureza Vickers apresentou, nas condições como recebido, elevados valores de dureza nas regiões da zona fundida e da zona termicamente afetada, devido ao endurecimento com a microestrutura martensita. O tratamento de revenimento diminuiu os valores de microdureza da condição anterior (como recebido), devido ao alívio de tensões. Na condição temperado e revenido, foi possível observar valores de microdureza mais uniformes em todas as regiões soldadas, já que ocorreu a recuperação e recristalização dos grãos. Nos aços dissimilares, foram constatados valores de microdureza semelhantes nas regiões da junta soldada, exceto no metal base. Os resultados do ensaio de tração indicam que o aço dissimilar possui excelentes propriedades mecânicas. Na condição temperado e revenido, o aço dissimilar possui propriedades semelhantes aos aços sem solda 300M e SAE 4140. As imagens da fractografia permitem relatar que todas as fraturas dos aços soldados ocorreram no metal base, com predominância de fratura dúctil, exceto a fratura mista, ocorrida no aço soldado 300M nas condições como recebido e revenido. No aço dissimilar, a fratura aconteceu no lado do aço SAE 4140, devido à composição química.

O desempenho de serras de fita bimetálica depende principalmente das características da junção de suas extremidades, executada pelo processo de soldagem topo-a-topo por centelhamento. Este é um processo de soldagem por resistência, constituído por um aquecimento elétrico, seguido por um rápido forjamento dos materiais. O presente trabalho tem como objetivo, estudar a influência da variação da corrente elétrica, força de recalque e tratamento térmico de revenimento nas microestruturas e propriedades mecânicas das juntas soldadas topo-a-topo por centelhamento. Neste estudo, foram utilizadas amostras de serras de fita bimetálica de 27 mm de largura e 0,9 mm de espessura. O material é um composto bimetálico constituído por aço rápido M42 para os dentes, soldado a um corpo de aço carbono de baixa liga e alta resistência D-6a. As microestruturas e as propriedades mecânicas das amostras soldadas foram investigadas. Foi observado que os parâmetros de soldagem e o revenimento afetam as propriedades mecânicas. A dureza na seção transversal à linha central da solda apresentou valores levemente superiores à respectiva dureza na seção longitudinal. Amostras não revenidas resultaram em maior resistência à tração, associada ao parâmetro de menor temperatura de revenimento. Ficou evidenciado que o revenimento reduziu a dureza e a resistência à tração de todas as amostras. / The performance of bimetal band saw blades depends mainly on the features of joining their ends, carried out by flash butt welding process. This is a resistance welding method, which consists of electrical heating followed by a fast material forging. The present work has the objective of studying the influence of changing the electrical current, upset force and tempering heat treatment on the microstructures and mechanical properties of the flash butt welded joints. In this study, samples of bimetal band saw blades having width of 27 mm and thickness of 0.9 mm were employed. The material consists of a composite M42 high speed steel for the teeth welded together with a D-6a ultra-high strength carbon low alloy steel for the backer. The microstructure and mechanical properties have been investigated. It is pointed out that welding parameters and tempering affected the mechanical properties. The transversal hardness to the welding center line has shown values slightly higher than the respective longitudinal hardness. Non-tempered samples gave the highest tensile strength with the parameter of lowest tempering temperature. It is also found that the tempering reduces the hardness and the tensile strength of all samples.

Submitted by WILLIAN ROBERTO VALICELLI SANITÁ null (willian.r.sanita@gmail.com) on 2017-03-17T01:27:33Z No. of bitstreams: 1 API 5L X-70 NdYAG - REV-00.pdf: 14588761 bytes, checksum: 027f498ff74dcf88e5b24148813899ae (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-03-21T18:52:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sanita_wrv_me_ilha.pdf: 14588761 bytes, checksum: 027f498ff74dcf88e5b24148813899ae (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T18:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sanita_wrv_me_ilha.pdf: 14588761 bytes, checksum: 027f498ff74dcf88e5b24148813899ae (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Conduziu-se um estudo da soldagem laser na condição “bead on plate” no aço microligado ARBL API 5L Gr. X70 na forma de chapas com 1,0 x 20 x 120 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, 8, 7, 6, 5 Hz, velocidade de soldagem de 1 mm/s, profundidades de foco iguais a 0,57 mm abaixo da superfície da peça e energia do pulso (Ep) fixada em 10,0 J. A largura temporal (Lt) foi mantida em 10 ms. O aporte térmico foi variado em 90, 80, 70, 60 e 50 J/ mm. Os resultados foram analisados com base na relação entre potência, geometria do cordão de solda, corrosão, dureza Vickers e microestrutura. Para revelação dos metais de solda utilizou-se reagente Nital 5%. As medidas de geometria (largura e profundidade) dos cordões de solda foram realizadas através de imagens obtidas em câmera digital em um microscópio óptico comum. Foram realizados ensaios de microscopia em microscópio eletrônico de varredura em detector retroespalhado (BSD), afim de verificar com maior clareza as microestruturas das amostras. Para verificação da resistência mecânica foi ensaio de tração nas amostras e no metal de base sem a inserção de entalhe. Para verificação de dureza foram analisados quatro parâmetros sendo eles três linhas horizontais e uma linha vertical no centro do cordão de solda. Para verificação da corrosão foi conduzido ensaio em um potenciostato para ensaio de polarização potenciodinâmica onde foram analisadas as curvas de polarização. Os maiores valores de largura profundidade foram encontrados em maiores valores de potência e largura temporal. As microestruturas das amostras apresentaram formações de ferrita acicular, ferrita alotriomórfica e possíveis elevados teores de martensita no caso das amostras de menor aporte térmico (60 e 50 J/ mm). Todas as amostras apresentaram maior resistência mecânica do que o metal de base, visto que todas romperam no metal de base. Os coeficientes de dureza se mostraram mais elevados para amostras de menor aporte térmico. As resistência de corrosão se mantiveram próximas ao metal base e alguns casos superiores (Ap 70 J/ mm) , visto que provavelmente tenha se formado um filme passivo de óxido após processo de soldagem, resultando em maior resistência. / We carried out a study of laser welding provided "bead on plate" in micro-alloyed steel ARBL API 5L Gr. X70 in the form of plates with 1,0 x 20 x 120 mm (H x W x D). 12 welds was performed in argonic gas flow of 15 l/min, beam diameter 0,2 mm, angle of 90°, repetition rate of 9, 8, 7, 6 and 5 Hz, welding speed of 1 mm/s, gas depths focus equal to 0,57 mm below the surface of the workpiece and the pulse energy (Ep) set at 10,0 J. The time width (Lt) set at 10 ms. The heat input was varied at 90, 80, 70, 60 and 50 J/mm. The results were analyzed based on the relationship between power, weld bead geometry, corrosion, Vickers hardness, chemical analysis and microstructure. For structure revelation of the weld metals used both Nital 5%. Measures of geometry (width and depth) of the weld beads were made using images taken by digital camera on an ordinary optical microscope. Microscopy tests were carried out using a scanning electron microscope in a backscattered detector (BSD), in order to verify with greater clarity the microstructures of the samples. For verification of mechanical strength was tensile test on samples and base metal without notch insertion. For verification of hardness were analyzed four parameters being three horizontal lines and a vertical line in the center of the weld bead. To verify the corrosion, a potentiostat test was conducted for potentiodynamic polarization test where the polarization curves were analyzed. The greatest values of depth width were found in higher values of power and temporal width. The microstructures of the samples showed formations of acicular ferrite, allotriomorphic ferrite and possible high martensite contents in the case of samples with lower heat input (60 and 50 J / mm). All samples showed higher mechanical strength than the base metal, since all of them broke in the base metal. The coefficients of hardness were higher for samples with lower thermal input. The corrosion resistance remained close to the base metal and some higher cases (Ap 70 J / mm), since a passive oxide film probably formed after welding, resulting in higher strength.