Neste trabalho foram estudadas soldas TIG (Tungsten Inert Gas) nos aços inoxidáveis 304 e 316, e no aço carbono 1020. As alterações das microestruturas foram investigadas por microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), enquanto que a corrosão destas regiões foi estudada por análises de polarização potenciodinâmica. Um sistema miniaturizado de análise corrosão, denominado sensor pontual de corrosão (SPC), foi utilizado com o objetivo de analisar a estreita região dos cordões de solda, estudando assim a influência da corrente de solda na corrosão desta região nos aços inoxidáveis 304 e 316. Os resultados mostraram que a alteração da estrutura cristalina na solda tornou esta região menos susceptível à corrosão que o material base, e o aumento da corrente de solda intensificou ainda mais este efeito, pela formação de estruturas mais compactas. No caso do aço carbono 1020 (mais susceptível à corrosão), o estudo da corrosão de sua solda foi feito utilizando técnicas eletroquímicas globais (potencial de circuito aberto, PCA, e espectroscopia de impedância eletroquímica, EIE) e técnicas de corrosão localizadas (espectroscopia de impedância eletroquímica localizada, EIEL, e técnica do eletrodo vibratório de varredura, TEVV). Para proteção contra a corrosão do aço inoxidável e suas soldas, foi utilizado um revestimento de polianilina (PAni) na forma de base esmeraldina; análises de polarização potenciodinâmica mostraram a eficiência deste revestimento protetor. Para o aço carbono 1020, devido à sua maior facilidade de oxidação, foi sintetizado um revestimento protetor a base de PAni e nanotubos de TiO2 (PAni/n-TiO2). As variáveis estudadas na síntese do polímero foram: temperatura de síntese, meio reacional, grau de dopagem do polímero (condutor ou isolante) e número de camadas. Os polímeros e compósitos foram caracterizados por espectroscopias nas regiões do ultravioleta-visível (UV-vis) e infravermelho (IV), MEV e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX). Os aços recobertos com os filmes foram analisados por MO e MEV, EDX, e por ensaios eletroquímicos de polarização potenciodinâmica, PCA e resistência de polarização, além de ensaio de corrosão acelerada em câmara de névoa salina. As melhores condições encontradas foi para o revestimento de PAni/n-TiO2 desdopado (base esmeraldina) sintetizado a 25°C em meio de H2SO4, e com 3 camadas; o n-TiO2 apresentou um efeito de aumento da aderência do filme ao substrato metálico. / In this work TIG (Tungsten Inert Gas) welds have been studied in the 304 and 316 stainless steels, and in the 1020 carbon steel. The changes in the microstructure were investigated by optical microscope (OM) and scanning electronic microscope (SEM), and the corrosion behavior in these zones were studied by potentiodynamic polarization analysis. A miniaturized corrosion analysis device, named corrosion punctual sensor, has been used to analyze the close weld bead, researching for the influence of the weld current in the corrosion process in this zone of the 304 and 316 stainless steels. The results showed that the change in the crystalline structure of the weld zone became this region less susceptible to corrosion process than their base material, and the increase in the weld current intensified this effect, by the formation of more compact structures. In the case of the 1020 carbon steel (more susceptible to corrosion processes), the corrosion in its weld zone was researched by global (like open potential circuit, OCP, and electrochemical impedance spectroscopy, EIS) and localized (like localized electrochemical impedance spectroscopy, LEIS, and scanning vibrating electrode technique, SVET) electrochemical techniques. For protecting stainless steels and their weld zones against corrosion processes, a polyaniline (PAni) coating in the emeraldine base form was used; potentiodynamic polarization analysis showed the efficiency of this protective coating. For the 1020 carbon steel, due to its mayor oxidation susceptibly, a protective coating of PAni and TiO2 nanotubes (PAni/n-TiO2) was synthesized. The variables researched were: synthesis temperature, reaction medium, degree of doping of the polymer (conductor or insulator) and number of layers. The polymers and composites were characterized by ultraviolet visible (UV-vis) and infrared spectroscopies, SEM and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX). The coated steels were analyzed by OM, MEV and EDX spectroscopies, and by potentiodynamic polarization, OCP and polarization resistance electrochemical measurements, besides accelerate corrosion tests in a salt spray chamber. The best conditions found for the dedoped PAni/n-TiO2 coatings (emeraldine base) were: temperature of synthesis of 25°C, H2SO4 as reaction medium, and with 3 layers; n-TiO2 has presented an effect of increasing the adherence of the coating with the steel.

A demanda da indústria automobilística por aços de boa estampabilidade, para aplicação em peças expostas motivou o desenvolvimento de várias especificações de aços livres de intersticiais (IF) na Companhia Siderúrgica Nacional. A especificação de aço \"IFTi\", pertencente ao grupo de aços para estampagem extra profunda especial (CSN EEPIF), com limite de resistência < 380 MPa está, dentre todos os graus de aço processados nas linhas de laminação a frio, entre os que apresentam a maior porcentagem de desvio por marca de rebarba e outros problemas relacionados ao corte. A geração de uma rebarba com altura excessiva está relacionada a um corte de má qualidade. Durante o processo de laminação a frio essa rebarba pode aumentar ainda mais de tamanho, se desprender, marcar os cilindros de trabalho e conseqüentemente aumentar os custos de produção por desvios e troca precoce de cilindros. Nas linhas de decapagem, a tesoura de pontas final é o equipamento responsável por separar as bobinas soldadas no início do processo e definir a característica de corte das pontas e caudas das mesmas, através de corte por guilhotinamento. Visando aumentar a qualidade, produtividade, diminuir as perdas durante o processo e atender às exigências dos clientes internos e externos, foi necessário desenvolver o processo de corte por guilhotina do aço IF nas tesouras de pontas final das Linhas de Decapagem Contínua 3 e 4 da CSN. Através da simulação de corte em laboratório, usando-se a mesma velocidade de avanço e ângulo de inclinação do equipamento de campo, avaliou-se a relação entre o ajuste de folga entre navalhas e o comportamento força x deslocamento no cisalhamento. Além disso, através da análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível observar o efeito dos varios ajustes de folga na superfície de fratura, identificando as regiões de corte citadas na literatura e sua relação com as características microestruturais e com as propriedades do material. Constatou-se que a tensão cisalhante durante o corte diminuía a medida em que a folga aumentava de forma linear para uma faixa de folga ajustada entre 6 e 12%t em amostras de aço IF-Ti com 1,5mm de espessura. Nas micrografias feitas em MEV, observou-se que as interfaces entre penetração e fratura ficaram irregulares em todos os casos, sendo uma região intermediária, com aspecto misto entre as regiões de penetração e fratura foi relacionado ao desencontro das frentes de trincas principalmente devido ao grande ângulo de fratura. Tanto os perfis de corte quanto as superfícies de fratura mostraram que a fração da região de corte diminuía com o aumento da folga, até certo ponto, quando a partir da mudança do comportamento da tensão cisalhante, voltava a aumentar. Pode-se verificar também, que a fração da região de deformação aumentava à medida que folgas maiores eram testadas e os valores atingidos eram muito superiores as deformações esperadas para as respectivas características do tipo de corte indicado pelas regiões de penetração e fratura. Os melhores resultados de corte foram obtidos na regulagem de folga entre 4 e 8%t, com rebarbas inferiores a 1,5%t, menores frações da região de deformação e interface corte/fratura mais regulares do que nas demais faixas de folga. / The automotive industry\'s demand for high formability steels for use in exposed body panels motivated the development of several interstitial free (IF) steels specifications at Companhia Siderurgica Nacional. The \"IF-Ti\" steel specification belongs to the special deep drawing steels group (CSN EEP-IF), with yield strength <380 MPa, and among all grades of steel processed in the cold rolling lines is the one with the highest amount of deviation by burr marks and other problems related to shearing. The generation of an excessive burr height is related to a poor cut quality. During the cold rolling process the burr can increase in size, break off, mark the work rolls and therefore increase production costs per deviation and early exchange of cylinders. In the pickling lines, the exit shear is the device responsible for separating the coils welded at the beginning of the process and to define the cutting head and tail characteristics, either through guillotine cutting. Aiming to increase quality, productivity, reduce losses during the process and meet the requirements of internal and external customers, it was necessary to develop the guillotine cutting process of the IF steel sheet extremities (head and tail) in the exit shears of Continuous Pickling Lines #3 and #4 at CSN. Through the cutting simulation in the laboratory, using the same forward speed and rake angle adopted in the field equipment, was evaluated the relationship between the adjustment of clearance between blades and the behavior shear force versus displacement. In addition, through the analysis by scanning electron microscopy (SEM) it was possible to observe the effect of several settings on the fracture surface, identifying the different regions cited in the literature and its relation to the microstructural characteristics and to the material properties. It was found that the shear stress during cutting reduced as the gap increased linearly to a range between 6 and 12%t in samples of IF-Ti steel with 1.5 mm thick. In the micrographs taken by SEM, it was observed that the interfaces between burnished and fracture were irregular in all cases, where an intermediate depth, with mixed aspect between the burnished and fracture depths was related to mismatch of crack fronts mainly due to the large fracture angle. Both cut profiles as the fracture surfaces showed that the burnished depth decreased with increasing the gap to some extent, since from the behavior change of shear stress, it started to increase. It was also possible to verify that the fraction of therollover depth increased as larger gaps were tested and the values achieved were much higher than expected for the rollover characteristics of the respective type of cut indicated by the burnished and fracture depths. The best cutting results were obtained for clearance adjustment between 4 and 8%, resulting in burrs below 1.5%t, smaller rollover depth and more regular burnished/fracture interface than in other clearance ranges tested.

Trabalho realizado na empresa STA - Sociedade Transformadora de Alumínios, SA e orientado pelo Eng. José Pedro Costa / Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de mestrado integrado. Engenharia Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Materiais, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Mário Barbosa

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o objetivo de investigar a influência que o molibdênio exerce nas propriedades das camadas passivas das armaduras de aços austeníticos, barras redondas dos aços UNS S30400 e 31600 foram submetidas à ação de soluções que simulam as que são encontradas nos poros de concreto. Para caracterizar o efeito do molibdênio na resistência daqueles aços à corrosão por pites, foram conduzidos ensaios de circuito aberto, polarização anódica, espectroscopia de impedância eletroquímica, análise de Mott-Schottky, tração em baixa taxa de deformação e análise das superfícies por microscopias óptica e eletrônica de varredura. Os resultados obtidos demonstram que, de uma forma geral, o aço UNS S30400 (sem molibdênio) apresentou maior resistência à corrosão localizada que o UNS S31600 (2% de Mo) nas soluções alcalinas cloretadas naturalmente aeradas, comportamento este inverso ao que se observa nos mesmos materiais quando submetidos a soluções cloretadas neutras ou ácidas. / Aiming to investigate the influence that molybdenum has on properties of passive layers of austenitic steels, round bars of UNS S30400 and S31600 steels were subjected to the action of solutions that simulate those found in the concrete pores. To characterize the effect of molybdenum on the resistance of those steels to pitting corrosion, tests were conducted in open circuit, anodic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy, Mott- Schottky analysis, slow strain rate test and surface analysis by optical microscopy and scanning electron microscopy. The obtained results showed that, grosso modo, the stainless steel UNS S30400 (Mo free) has higher corrosion resistance than UNS S31600 (2% Mo) in naturally aerated alkaline solutions containing chloride ions, which characterizes an inverse behaviour in relation to the same materiais in neutral or acidic solutions.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-01-21Bitstream added on 2014-06-13T19:32:50Z : No. of bitstreams: 1 akita_ah_me_araiq.pdf: 2521064 bytes, checksum: d6299e2b6a5a5f33b4d14c1d8463e878 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Dois sistemas foram estudados utilizando uma microcélula desenvolvida no laboratório: a) ferricianeto/ferrocianeto em KCl 0,6 mol L-1 e em H2SO4 0,1 mol L-1 e b) aços ferramentas SAE 1045 e X155CrVMo12-1 e as respectivas regiões aço/cermet/níquel-cobre-níquel/aço em solução aquosa de NaCl 0,6 mol L-1 . Na primeira parte, o sistema ferri/ferrocianeto foi estudado por voltametria cíclica (CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) sobre Pt e carbono vítreo com eletrodos de tamanho convencional e com a microcélula (capilares de 200 e 1200 μm de diâmetro). Os valores de separação dos picos de corrente anódica e catódica e a razão entre as correntes desses picos (ipc/ipa > 0,90) sugerem um processo de eletrodo quase-reversível sem reação química acoplada para todas as condições estudadas. Os valores das funções-corrente mostram diferenças significativas e os coeficientes de difusão diferem em ca. uma ordem de grandeza entre a microcélula e a célula convencional. Espectros de impedância eletroquímica para a microcélula foram similares aos obtidos em eletrodo convencional mostrando uma constante de tempo em alta freqüência associada à transferência de carga e perfil típico de difusão do tipo de Warburg na região de médias freqüências. Em baixas freqüências há um desvio do comportamento esperado para uma difusão do tipo de Warburg. Na segunda parte, os aços ferramenta estudados antes da solda foram SAE 1045, X155CrVMo12-1 (F521) e 90MnCrV8 (F522) usando célula convencional e os dois primeiros também com a microcélula. A microcélula foi usada para os estudos eletroquímicos das regiões aço/cermet/níquel-cobre-níquel/aço formadas pela solda do tipo difusão dinâmica, uma vez que é praticamente impossível preparar um eletrodo com composição semelhante àquela da região de solda. A superfície atacada por solução aquosa de cloreto foi observada em tempo real usando um microscópio. / Two systems were studied using a home made microcell: a) ferricyanide/ferrocyanide in 0.6 mol L-1 KCl and in 0.1 mol L-1 H2SO4, and b) the SAE 1045 and X155CrVMo12-1 tool steels and the corresponding steel/cermet/níquel- copper-nickel/steel interphases in 0.6 mol L-1 NaCl solution. In the first part, the ferri/ferrocynide system was studied by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) on Pt and glassy carbon electrodes with electrodes of conventional size and with a microcell (capillaries of 200 and 1200 µm diameter). For all conditions studied, the anodic and cathodic peak potential difference and the anodic and cathodic current peak ration values suggest a quasi-reversible charge transfer process without coupled chemical reactions. Comparing microcell and conventional cell the current function values showed some significant differences and the diffusion coefficient values are ca. one order of magnitude different each other. Electrochemical impedance spectra were similar for both microcell and conventional cell and were interpreted considering a time constant at high frequencies related to the charge transfer reaction and a typical Warburg type diffusion at middle frequencies region. At low frequencies a deviation from the expected typical Warburg type diffusion was observed. In the second part, the SAE 1045, X155CrVMo12-1 (F521) and 90MnCrV8 (F522) tool steels were studied using a conventional cell and the first two steels also with a microcell. The microcell was mainly used to investigate the steel/cermet/nickel- copper-nickel/steel regions prepared by dynamic diffusion bond, since is almost impossible to prepare an electrode with the same composition of the welding region. The attacked surface by using chloride solution was observed in real time by means of a microscope. Electrochemical and microscopic... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: 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 i... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4604.pdf: 5048279 bytes, checksum: 408066b896c1f87de43eb9de3f805e48 (MD5) Previous issue date: 2012-07-29 / Termomechanical behavior of spray formed 6.5% Si-Carbon steels were analyzed by physical simulation, through torsion tests, and the evolution of preferential orientation were analyzed in order to electrical devices. Low carbon steel was used in spray forming, and the parameters were changed in order to minimize porosity. The carbon content in Specimens influence in hot mechanical behavior were analyzed in torsion tests in only one pass until fracture, in warm temperatures ranging from 700 °C to 930 °C in a specific strain rate of 1s-1. Microstructure evolution was analyzed in SEM (scanning electron microscope) and the texture through EDSD (electron backscatter diffraction). Results shows that alloy ductility are improved with the carbon contents and process used, temperature and strain rate, and in some processes conditions preferential orientation necessary in electrical devices is obtained. / Neste trabalho foi estudado o comportamento termomecânico de ligas Fe-6,5%Si, obtidas por conformação por Spray, através de simulação física do processamento metalúrgico, via ensaios de torção a quente e a análise das texturas preferenciais obtidas após a conformação, com intuito de analisar as propriedades para aplicações elétricas. Na conformação por spray, foram utilizados aços baixo carbono, alterando-se os parâmetros para a produção de amostras com porosidade mínima. O efeito da quantidade de carbono das amostras no comportamento mecânico a quente foi analisado através de ensaios de torção até a fratura, em taxas de deformação de 1 s-1 e variando-se a temperatura de deformação entre 700 e 930 oC. A evolução microestrutural foi analisada por Microscopia Eletrônica de Varredura e a textura através de análises de difração por elétrons retro-espalhados (EBSD). Os resultados obtidos mostram que a ductilidade das ligas melhora com o aumento da quantidade de carbono. Através de variações nas condições de processamento, temperatura e taxa de deformação, foi obtida a textura necessária para aplicações elétricas.