Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-04T20:45:12Z No. of bitstreams: 1 DissRJCS.pdf: 5091629 bytes, checksum: 8fddeebbe2a4dcfc48b890ec734001f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:16:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRJCS.pdf: 5091629 bytes, checksum: 8fddeebbe2a4dcfc48b890ec734001f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:16:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRJCS.pdf: 5091629 bytes, checksum: 8fddeebbe2a4dcfc48b890ec734001f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T18:16:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRJCS.pdf: 5091629 bytes, checksum: 8fddeebbe2a4dcfc48b890ec734001f0 (MD5) Previous issue date: 2015-07-22 / Não recebi financiamento / Boron steel has excellent hardenability due to the addition of small quantities of boron. Boron atoms reduces the nucleation rate of ferrite and bainite [1]. It is known that austenitizing temperature and time and cooling rate are the main factors responsible for hardenability loss on boron steel. The austenitizing temperature relates to the boroncarbide precipitation that happens during the heat treatment. The boroncarbide precipitation is related to the austenitization temperature during heat treatment. The austenitization time defines the grain size condition that during cooling may or not transform into martensite which is decisive to the final properties. This study was conducted to simulate different grain sizes for a given boron steel (50B35), keeping the austenitizing temperature and the cooling rate constant, so that the only variable was the grain size. Therefore, the objective of this study was to understand the grain size effect on boron steel by keeping or not the hardenability effect and characterize the non-martensitic phases like ferrite and bainite and its consequences on the mechanical properties. It was observed fully martensitic structure for finer grain size (ASTM N.5), loss of hardenability characterized by the presence of bainite, for intermediate grain size (ASTM N.4) and hardenability recovery, by increasing the martensite percentage for bigger grains size (ASTM N.3). To conclude, there is a limit for the boron atom to lead the hardenability effect, from a given grain size the effect of hardenability is driven by the grain size itself, like in a normal carbon steel. There was loss on the ductility when increasing the austenitic grain size. For intermediate grain size both yield and tensile strength were reduced and it can be associated to the presence of bainite. For bigger grain size, both yield and tensile strength were recovered to levels near those observed at that for smaller grain size but without recovering ductility. / A principal característica dos aços ao boro é a excelente temperabilidade com a adição de pequenos percentuais de boro. O boro diminui a taxa de nucleação da ferrita e bainita [1]. A temperatura e tempo de austenitização e a taxa de resfriamento são os principais fatores que influenciam a perda de temperabilidade do boro nos aços. A temperatura de austenitização está associada à precipitação de borocarbetos durante o tratamento térmico. Já o tempo de austenitização define a condição de tamanho de grão da austenita que, durante o resfriamento, se transformará, ou não, em martensita sendo portanto decisivo para as propriedades finais do material. O objetivo desse estudo foi simular diferentes tamanhos de grão austenítico para determinado aço ao boro (50B35), mantendo constante a temperatura de austenitização e a taxa de resfriamento, de modo que a única variável fosse o tamanho de grão austenítico. Observou-se, para grãos finos (ASTM N.5), o aparecimento de martensítica; para tamanhos de grãos intermediários (ASTM N.4), notou-se aparecimento de bainita, caracterizando perda de temperabilidade e para tamanhos de grãos maiores (ASTM N.3), reabilitação da temperabilidade, aumentando o percentual de martensita formada. Os resultados mostraram que há um limite de tamanho de grão austenítico para o qual o boro é efetivo na manutenção da temperabilidade; a partir de certo tamanho de grão, o efeito da temperabilidade é influenciado pelo tamanho de grão do material, efeito observado nos aços convencionais. Houve perda de ductilidade com o aumento do tamanho de grão austenítico. Para o tamanho de grão intermediário houve perda de tensão de escoamento e de limite de ruptura, efeito esse associado à presença de bainita. Porém para os tamanhos mais grosseiros houve reabilitação tanto da tensão de escoamento quando de ruptura, chegando a níveis próximos daqueles observados na condição de grãos finos, porém com perda da ductilidade.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-10-06T12:12:03Z No. of bitstreams: 1 DissDBB.pdf: 5945041 bytes, checksum: 5a06b23fa8083a6bb659bd41406da36b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:19:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDBB.pdf: 5945041 bytes, checksum: 5a06b23fa8083a6bb659bd41406da36b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:19:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissDBB.pdf: 5945041 bytes, checksum: 5a06b23fa8083a6bb659bd41406da36b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T20:20:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissDBB.pdf: 5945041 bytes, checksum: 5a06b23fa8083a6bb659bd41406da36b (MD5) Previous issue date: 2015-09-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The oil exploitation and production in deep water involves drilling risers with over 7 km deep. In this condition, the environments found in such wells are too adverse, acting under the exploration and production equipment, high pressures, low temperatures, severe conditions of corrosion, wear and enabling environments to hydrogen formation in the presence of H2S. Stainless steels, such as supermartensitic, duplex and super duplex have corrosion resistance and mechanical properties suitable for use in pipes in oil exploitation; however, such materials have low wear resistance. Recent studies in DEMa-UFSCar shown promising results related to supermartensitic stainless steel with boron addition, promoting the borides formation which, in turn, increases the wear resistance of these materials. In this situation, no studies have yet been performed in relation to another critical requirement in this type of request: the hydrogen permeation. It is known that hydrogen in its atomic form, when it diffuses through the steel is deleterious to the mechanical properties. Thus, a more detailed study is needed to assess the influence of this element in such properties, analyzing his performance in microstructural character. The materials produced were characterized by techniques with X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). After this stage, tensile specimens were hydrogenated by electrolytic technique and tested with low strain rate. The results were compared with the same material without a prior hydrogenation and showed a major influence of the microstructure in relation to the reduction of the absolute value of some important mechanical properties. / A exploração e produção do petróleo em águas profundas envolve a perfuração de poços com mais de 7 km de profundidade. Nessa condição, os ambientes encontrados em tais poços são demasiadamente severos, exercendo sob os equipamentos de exploração e produção, pressões elevadas, baixas temperaturas, condições severas de corrosão, desgaste e ambientes propícios à formação de hidrogênio na presença de sulfeto de hidrogênio (H2S). Aços inoxidáveis, como o supermartensítico, duplex e superduplex, por exemplo, possuem resistência à corrosão e propriedades mecânicas adequadas para utilização em tubos na exploração do petróleo, no entanto, tais materiais possuem baixa resistência ao desgaste. Trabalhos recentes realizados no DEMa-UFSCar mostraram resultados promissores relacionados ao aço supermartensítico com a adição de boro, promovendo a formação de boretos que por sua vez aumentam a resistência ao desgaste desses materiais. Nesta situação, é necessário um estudo mais aprofundado em relação a outro requisito fundamental nesse tipo de solicitação: a permeação do hidrogênio. É conhecido que o hidrogênio em sua forma atômica, quando se difunde através dos aços é deletério para as propriedades mecânicas. Dessa forma, um estudo mais detalhado é necessário para avaliar a influência desse elemento em tais propriedades (como limite de resistência a tração e deformação até a fratura), analisando sua atuação em caráter microestrutural. Os materiais produzidos foram caracterizados por técnicas como difração de raios X, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Após essa etapa corpos de prova de tração foram hidrogenados por via eletrolítica e ensaiados com baixa taxa de deformação. Os resultados foram comparados com os mesmos materiais ausentes de uma hidrogenação prévia e mostraram uma grande influência da microestrutura na redução do valor absoluto de algumas propriedades mecânicas importantes.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-11T17:37:07Z No. of bitstreams: 1 DissES.pdf: 5707212 bytes, checksum: 73d9fa94bc24928be2706dce9d1155ea (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T12:16:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissES.pdf: 5707212 bytes, checksum: 73d9fa94bc24928be2706dce9d1155ea (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T12:16:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissES.pdf: 5707212 bytes, checksum: 73d9fa94bc24928be2706dce9d1155ea (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T12:16:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissES.pdf: 5707212 bytes, checksum: 73d9fa94bc24928be2706dce9d1155ea (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Não recebi financiamento / The discovery of new promising oil extraction sites in Brazil coast led to a great search for novel functionalized materials to withstand the demanding conditions from offshore oil exploitation. Stainless steels, such as duplex, superduplex and supermartensitc grades, are well established materials for applications in which a good balance of cost, mechanical strength and corrosion resistance is required. However, depending on the environment and working conditions, for instance in the risers (which connect the well head on the sea floor to the platform), stainless steels might present unfavorable wear resistance. Consequently, there are coating processes that can deposit thicker layers of wear resistant materials (also called hardfacing) used for applications in which wear conditions are demanding. Also, recent studies conducted in DEMa/UFSCar showed that boron addition in stainless steels composition led to the formation of borides which increased wear resistance. In this work, the microstructure and wear resistance of boron-modified stainless steels coatings, namely superduplex and supermartensitic with different boron additions, produced by Plasma Transferred Arc (PTA) were investigated. This welding process allows the deposition of thick and dense coatings with metallurgical bonding and very low dilution. Microstructural characterization revealed that the coatings were dendritic in all cases, however the amount of borides formed was significantly different. The wear resistance was evaluated by dry sand/rubber wheel and reciprocating pin-on-plate tests. The results showed different wear resistance depending on wear mechanism involved. Although, in both tests, the wear resistance presented by the boron-modified superduplex coating was far superior. The formation of hard borides and its higher phase fraction in the microstructure were responsible for the good wear performance. / A descoberta de novos campos de exploração de petróleo na costa do Brasil, como o pré-sal, levou a uma grande busca por materiais capazes de suportar as condições severas de resistência mecânica, desgaste e corrosão a fim de que a extração seja feita de maneira segura e confiável. Os aços inoxidáveis, como o duplex, superduplex e supermartensítico, são materiais já bem estabelecidos para aplicações nas quais seja necessário um bom balanço entre custo, resistência mecânica e à corrosão. Entretanto, dependendo do ambiente e das condições de trabalho, os aços inoxidáveis podem apresentar uma resistência ao desgaste desfavorável. Por conseguinte, existem processos de revestimento capazes de depositar camadas espessas de materiais resistentes ao desgaste (hardfacing) utilizados quando o desgaste severo é parte das condições de trabalho. Ainda, estudos recentes conduzidos no DEMa/UFSCar mostraram que a adição de boro à composição química dos aços inoxidáveis leva à formação de boretos que melhoram a resistência ao desgaste. Neste trabalho, foram investigadas a microestrutura e a resistência ao desgaste dos revestimentos de aço inoxidável (supermartensítico e superduplex), modificados com diferentes quantidades de boro, depositados pela técnica de Plasma com Arco Transferido (PTA). Este processo permite a fabricação de depósitos espessos e densos, com ligação metalúrgica com o substrato e baixa diluição. A caracterização microestrutural revelou que os revestimentos possuem estrutura de solidificação dendrítica em todos os casos; contudo, a quantidade de boretos formada foi significativamente diferente. A resistência ao desgaste foi avaliada através dos ensaios de areia seca contra roda de borracha e pino-sobre- placa com movimento recíproco. Os resultados demonstraram diferentes resistências dependendo do mecanismo de desgaste envolvido. Contudo, em ambos os testes, o revestimento de aço inoxidável superduplex modificado com boro apresentou a menor perda volumétrica. A formação de boretos duros e sua elevada fração na microestrutura foram os fatores responsáveis pelo seu desempenho muito superior.

Submitted by MARCELO ANTUNES DE PAULA null (marcelo13.antunes@yahoo.com.br) on 2016-10-01T16:36:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - Correção da DEFESA - REV04.pdf: 4198970 bytes, checksum: 93b55a568d4e3eb31cf4efbb257c4894 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-10-05T14:42:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 paula_ma_me_guara.pdf: 4198970 bytes, checksum: 93b55a568d4e3eb31cf4efbb257c4894 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T14:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paula_ma_me_guara.pdf: 4198970 bytes, checksum: 93b55a568d4e3eb31cf4efbb257c4894 (MD5) Previous issue date: 2016-08-04 / Pró-Reitoria de Pós-Graduação (PROPG UNESP) / Muitos materiais são utilizados para diversas aplicações em projetos de engenharia. Os aços inoxidáveis martensíticos que são ligas de ferro e cromo (11-18%) com teor de carbono acima de 0,1% são aplicados na fabricação de válvulas, bombas de equipamentos, ferramentas de cutelaria, eixos acionadores, hastes de pistão, componentes de turbinas hidráulicas e instrumentos cirúrgicos. A evolução das propriedades e desempenho dos materiais utilizados em componentes para aplicações em engenharia é contínua ao longo dos anos, consequentemente os processos e as ferramentas utilizadas para fabricação desses componentes precisam evoluir conjuntamente. A proposta desse trabalho é avaliar o desempenho das ferramentas de corte de Metal Duro revestidas pelos processos (PVD-Physical vapor deposition e CVD-Chemical vapor deposition) na usinagem a seco e MQL do aço inoxidável martensítico AISI 410 tratado termicamente e a qualidade do acabamento superficial da peça, nas condições de corte com (vc = 125-150-175 m/min, f = 0,1-0,25 mm/rev e ap = 0,5 mm). A análise dos desgastes das ferramentas de corte foi realizada com auxilio de microscópios. A medição da rugosidade foi realizada com auxílio de um rugosímetro. Resultados finais evidenciaram que a ferramenta com revestimento CVD apresentou um melhor desempenho em ambas às condições de corte porque a amostra teve um bom acabamento superficial. A ferramenta com revestimento PVD apresentou avarias durante a realização dos ensaios, as avarias ocorreram na ferramenta em ambas às condições de corte durante os testes, primeiramente, na forma de pequenas lascas, em seguida, ocorrendo à quebra da ferramenta. Os cavacos obtidos durante os ensaios de uma forma geral foram na forma de lascas. / Many materials are used for various applications in engineering projects. The Martensitic Stainless Steels are alloys containing from 11.5 to 18% of chromium and 0.09 to 0.15% of carbon, which are widely used in the manufacturing of valves, pumps, cutlery tools, drive shafts, piston rods, hydraulic turbine components and surgical instruments. The evolution of the properties and performance of materials used in components for engineering applications is continuous over the years, therefore processes and tools used to manufacture these components must develop together. The purpose of this work is to evaluate the performance and wear of coated carbide tools (PVD - Physical vapor deposition e CVD - Chemical vapor deposition) in dry machining and MQL of Martensitic Stainless Steel AISI 410 heat-treated and the quality of workpiece surface finishing in cutting conditions (vc = 125-150-175 m/min, f = 0,1-0.25 mm/rev, ap = 0.5 mm). The tool wear analysis was realized with the aid of microscopes. The measurement of roughness was obtained with the aid of roughness meter. Final results showed that the coated carbide tool (CVD) performed well in both cutting conditions because the piece had a good surface finishing, the flank wear were not significant for the tested cutting lengths and the tool no damage showed. The coated carbide tool (PVD) showed damage in both cutting conditions during the tests, firstly on shape of small splinters, then to break the tool. The chips were obtained during tests on shape of small splinters. / CAPES: 175.715

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos pre-textuais.pdf: 406055 bytes, checksum: 640628bc545d177cd5885fd75b8a3711 (MD5) Previous issue date: 2006-10-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The high speed steel is one of the important materials used in the machining world. Its use is diversified in the production of drills, milling cutters, saws, bits and others. It is sometimes the only solution to substitute the other cut materials such as the ceramics, sintering carbides and other more brittle materials. HSS is a material that possesses good toughness and wear resistance. Another advantage is its low cost, mainly in relation to the sintered carbides. The objective of this work is to study of AISI M2 high speed steel inserts for cylindrical turning, looking for better mechanical properties, as high hardness, toughness and wear resistance. The inserts were produced by powder metallurgy technique: compacted to 700 MPa, sintered to a temperature of 1270 ºC for one hour in a N2 - 8% H2 protecting atmosphere, followed by the heat treatments of quenching and double tempering. They were quenched in a temperature of 1200ºC (for three minutes). The tempering was accomplished at a temperature of 560ºC by two hours. Before use, the inserts were sharpened. The machining tests were based on ISO 3685 - 1993 (standard cylindrical turning and enter point). Cutting fluid was not used in the tests. The suitable material for the machining tests was the SAE 1045 steel. It was used a constant feed rate of 0,1 mm/rev and a depth of cut of 1 mm. The tool-life criterion used during the test was VBBmáx = 0,6 mm. The wear analysis was performed in the flank of the tools every 5 minutes of machining. The analyses were accomplished using a scanning electron microscopy (SEM). The cutting speeds were of 27, 45, 50 and 54 m/min, regardless the standard. The aim is to study the influence of the wear mechanisms on the tool-life, with the variation of the cutting speed, in severe machining conditions. The results demonstrate the feasibility of the use of high speed steel inserts for machining. / O aço rápido é um dos importantes materiais utilizados no mundo da usinagem. A sua utilização se diversifica na produção de brocas, serras, fresas, bits e outros. Às vezes é a única solução para substituir os demais materiais de corte tais com a cerâmica, metalduro e outros mais frágeis. É um material que possui boa tenacidade, resistência ao desgaste. Outra vantagem é o seu baixo custo, principalmente em relação ao metal-duro. Este trabalho está empenhado no estudo de insertos sinterizados de aço rápido AISI M2 para torneamento cilíndrico, buscando melhores propriedades mecânicas como elevada dureza, boa tenacidade e resistência ao desgaste. Os insertos foram produzidos através de técnicas de metalurgia do pó: compactados, a 700 MPa, sinterizados a uma temperatura de 1270 ºC por uma hora em atmosfera protetora de N2 8% H2, seguidos dos tratamentos térmicos de têmpera e duplo revenido. A tempera foi executada a uma temperatura de 1200ºC (por três minutos). O duplo revenido foi aplicado a uma temperatura 560ºC por duas horas. Após os tratamentos térmicos, os insertos passaram pelo processo de afiação. Os ensaios de usinagem basearam-se na ISO 3685 1993 (ensaio de torneamento retilíneo e entre pontas). Não foi utilizado fluido de corte nos ensaios de usinagem. O material indicado para os ensaios de usinagem foi o aço SAE 1045. Utilizou-se um avanço de 0,1 mm/rev e profundidade de 1 mm para todos os ensaios, assim respeitando a ISSO 3685 1993. O critério de fim de vida utilizado durante os ensaios foi VBBmáx = 0,6 mm. A análise de desgaste era executada no flanco da ferramenta a cada 5 minutos de usinagem. As análises foram realizadas em microscopia eletrônica de varredura (MEV). As velocidades utilizadas foram de 27, 45, 50 e 54 m/min, independente de critérios normalizados. A intenção foi de estudar a influência dos mecanismos de desgaste na vida útil da ferramenta, com a variação da velocidade de corte, em condições severas de usinagem. Os resultados demonstram a viabilidade da utilização de insertos de aços rápidos para usinagem.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROMARIO NOGUEIRA 001.pdf: 4095332 bytes, checksum: 43c55dbd4784d332bea4e1650e48921b (MD5) Previous issue date: 2004-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work one determined the parameters of processing and wear resistance of the high-speed steels AISI M2, M3/2 AND T15 produced trough conventional powder metallurgy. The compacting of the test specimen was carried through by the uniaxial process the cold with pressure of the 700 MPa in floating matrix of double effect. And the sintering had been carried through with six different temperatures of level, determined for dilatometry, under gas atmosphere (H2-8%N2). After sintering the test specimen were thermally treated by hardness and double tempering. The materials were characterized by microstructural analysis carried out by optical and electronic microscopy and by density, hardness and volumetric variation. For the realization of this research was developed a die for the manufacturing of triangular inserts which were used in the wear test by machining. From the following sintering temperatures used, 1150°C, 1200°C, 1225°C, 1270°C and 1285°C, the most adequate was 1225°C for the sintering of M3/2 and T15 steels. For the M2 the best temperature was 1285°. In the heat treatments that were carried out through hardness followed by double tempering carried out at temperature of 560° for 2 hours and air cooling, the best austenitizing temperature for the three materials was 1150°. In the wear tests by machining, even the inserts having the sintering finish without polishing or sharpening was possible to use them at a speed of 27m/min during 30 minutes, in the continuos cut turning of the ABNT 1045 rolled steel, being the machinig carried out without the use of cutting fluid and with cutting depth and feed, respectively of 0,05 mm/revolutions, resulting a good perspective for the use of these materials like inserts for machining. / Neste trabalho determinou-se os parâmetros de processamento e a resistência ao desgaste dos aços rápidos AISI M2, M3/2 e T15 produzidos através de metalurgia de pó convencional. A compactação dos corpos de prova foi realizada pelo processo uniaxial a frio com pressão de 700 MPa em matriz flutuante de duplo efeito. E as sinterizações foram realizadas com seis diferentes temperaturas de patamar, determinadas por dilatometria, sob atmosfera de gás (H2-8%N2). Após a sinterização os corpos de prova foram tratados termicamente por têmpera e duplo revenido. Os materiais foram caracterizados através da análise microestrutural realizada por microscopia ótica e eletrônica e pela medição da densidade, da dureza e da variação volumétrica. Para a realização desta pesquisa foi desenvolvida uma matriz para a fabricação de insertos triangulares que foram utilizados nos ensaios de desgaste por usinagem. Das temperaturas de sinterização utilizadas, 1150ºC, 1200ºC, 1225ºC, 1250ºC, 1270ºC e 1285ºC a temperatura de 1225ºC se mostrou a mais adequada para a sinterização dos aços M3/2 e T15, já para o M2 a melhor temperatura foi de 1285ºC. Nos tratamentos térmicos que foram realizados através de têmpera seguida de duplo revenido realizados a temperatura de 560ºC por 2 horas e resfriamento ao ar, a melhor temperatura de austenitização para os três materiais foi de 1150ºC. Nos ensaios de desgaste por usinagem mesmo os insertos tendo o acabamento da sinterização sem polimento ou afiação foi possível emprega-los na velocidade de 27 m/min durante 30 min, no torneamento com corte contínuo do aço ABNT 1045 laminado, sendo a usinagem realizada sem a utilização de fluido de corte e com avanço e profundidade de corte, respectivamente de 0,05 mm/rotação e 0,5 mm, resultando em uma boa perspectiva para a utilização destes materiais como insertos para usinagem.

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.

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.

Chapas laminadas a quente com 6 mm de espessura dos aços AISI 304L e 316L apresentaram na condição inicial uma microestrutura composta por grãos recristalizados equiaxiais de austenita e ilhas de ferrita δ, em maior quantidade no centro da chapa. A austenita apresentou textura cristalográfica fraca, com um gradiente de textura ao longo da espessura. Os tratamentos térmicos de solubilização causaram a eliminação da ferrita, mas não causaram modificação substancial na textura. Os fenômenos de encruamento, recuperação e recristalização foram então estudados após solubilização, seguida de deformação por laminação em diferentes temperaturas e posterior recozimento das amostras deformadas. O endurecimento por deformação e a porcentagem de martensita α’ formada mostraram forte dependência com a composição química da austenita e com a temperatura de deformação. A textura de deformação encontrada nos aços inoxidáveis austeníticos 304L e 316L é característica dos materiais CFC com baixa e média energia de empilhamento laminados a frio. A temperatura de reversão da martensita α’ foi próxima de 550°C, praticamente não depende da quantidade presente e é praticamente idêntica nos dois aços. O aço 316L apresentou maior resistência à recristalização, pois tem maior EDE e apresenta menor endurecimento por deformação em relação ao 304L. A temperatura de recristalização situouse aproximadamente 150°C acima da temperatura de reversão da martensita α’. A temperatura de laminação não influenciou significativamente a temperatura de recristalização. A textura de recristalização nos dois aços continuou sendo semelhante à textura de deformação. As propriedades mecânicas de tração dos dois aços mostraram-se muito sensíveis à temperatura do ensaio. Tratamentos mecânicos e térmicos adequados produziram combinações interessantes de propriedades mecânicas nos dois aços, tais como limite de escoamento por volta de 1000 MPa com alongamento da ordem de 10%. Os resultados do presente trabalho sugerem que para se obter nos aços inoxidáveis austeníticos combinações atrativas de alta resistência mecânica com ductilidade razoável, por meio de tratamentos mecanotérmicos ou termomecânicos, duas diretrizes devem ser observadas: i) durante a deformação grandes quantidades de martensita devem ser produzidas e as principais variáveis neste aspecto são a EDE do aço e a quantidade e a temperatura de deformação; ii) durante o recozimento do material encruado deve ocorrer reversão da martensita, mas a recristalização completa deve ser evitada, por meio do controle rigoroso da temperatura e do tempo de recozimento, obtendo-se uma microestrutura muito fina de grãos e sub-grãos. A possibilidade de tratamentos sucessivos de deformação/recozimento é promissora e deve ser explorada em trabalhos futuros. A caracterização microestrutural foi realizada com auxílio de várias técnicas complementares de análise microestrutural, tais como microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), medidas magnéticas, difração de raios X (análise de fases e determinação de textura) e microdureza Vickers. A caracterização mecânica envolveu a realização de ensaio de tração em várias temperaturas, com a determinação de limite de escoamento, limite de resistência, alongamento total e coeficiente de encruamento n. / Hot rolled AISI 304L and 316L austenitic stainless steel sheets, 6mm thick, presented recrystallized equiaxial grains with austenite and islands of delta ferrite, in larger quantities mainly in the center of both steel sheets. The austenite had a weak texture, with a gradient through the thickness. The solution annealing eliminated delta ferrite, however it did not change the texture. Phenomena such as work hardening and strain induced α’ martensite formation showed strong dependency on the chemistry composition and rolling temperature. The rolling texture observed in AISI 304L and 316L austenitic stainless steels is characteristic of FCC materials with low and medium stacking fault energy (SFE), after cold rolling. The α’ reversion temperature was around 550°C for both steels and was independent of the volume fraction of α’ martensite. The AISI 316L showed a strong recrystallization resistance as it has higher SFE and smaller work hardening than the AISI 304L. The recrystallization start temperature is approximately 150°C higher than the α’ reversion temperature. The rolling temperature did not influence the recrystallization temperature. Recrystallization texture for both steels remained similar to the rolling texture. Proper thermal and mechanical treatments provided interesting combinations of mechanical properties for both steels, such as yield strength around 1000 MPa with 10% elongation. These results suggest that the obtained austenitic stainless steels provide attractive combinations not only with high mechanical resistance but also with reasonable toughness and ductility. Through thermo-mechanical treatments, two point must be stressed: i) during the deformation great quantities of α’ martensite are being produced due to the SFE of the steel and the degree and the temperature of deformation; ii) during the annealing treatment of the work hardened material the α’martensite reverts to austenite, but complete recrystallization must be avoided, thus strict control of temperature and annealing time must be ensured to obtain a refined microstructure (of grains and subgrains). The possibilities of employing successive deformation / annealing treatments is promising and should be explored in future research. Several microstructural characterization techniques have been employed: optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), magnetic measurements, X-ray diffraction to analyze phases and textures, and Vickers microhardness tests. Mechanical characterization involved tensile testing at different temperatures, with determination of yield strength, tensile strength, total elongation and strain hardening coefficient n.

A produção de superfícies funcionais sobre componentes, para a obtenção de melhores resistências ao desgaste, à corrosão e à fadiga constitui-se num persistente desafio tecnológico. Os processos termoquímicos de nitretação e nitrocementação por plasma são técnicas de engenharia de superfície usadas para aumentar a dureza superficial e resistência ao desgaste de aços inoxidáveis, sem deteriorar suas resistências à corrosão. O presente trabalho teve como objetivo a avaliação da influência das temperaturas de nitretação e nitrocementação por plasma na estrutura das camadas produzidas nos aços inoxidáveis UNS S31603 (austenítico), S31254 (superaustenítico) e S41425 (supermartensítico) e seus desempenhos quanto ao desgaste, à corrosão e à fadiga. Verificou-se que os tratamentos produziram camadas homogêneas e contínuas, sendo mais espessas, para os aços UNS S31603 e S31254 nitrocementados, e para o aço UNS S41425 nitretado, em uma dada temperatura. As microdurezas das camadas cresceram com o aumento da temperatura, para ambos os tratamentos e para os três aços estudados. A difração de raios X indicou que as fases expandidas, fase-S ou α\'N, foram obtidas nas temperaturas de tratamento mais baixas (400 e 450ºC). O aumento na temperatura de tratamento promoveu a formação de carbonetos e/ou nitretos, para a nitrocementação e nitretação, respectivamente. Para os aços UNS S31603 e S31254, isto ocorreu devido a decomposição da fase-S, em uma microestrutura tipicamente lamelar composta por ferrita e nitretos de cromo. Já no caso do aço UNS S41425, o aumento na temperatura de tratamento proporcionou um aumento na quantidade de carbonetos e/ou nitretos. Tal aumento na temperatura de tratamento também promoveu um decréscimo nas resistências ao desgaste das camadas dos aços UNS S31603 e S31254. A resistência ao desgaste aumentou com a temperatura de tratamento, para o aço UNS S41425, para ambos os tratamentos. A resistência à corrosão em solução de NaCl diminuiu com o aumento da temperatura de tratamento, para os três aços estudados, devido a presença dos carbonetos e/ou nitretos. Os ensaios de fadiga de contato indicaram que nos aços UNS S31603 e S31254 o aumento na temperatura de tratamento não causou mudanças significativas nas tensões de ruptura das camadas. No aço UNS S41425, tal tensão diminuiu com o aumento da temperatura. / The production of functional surfaces on engineering components, in order to obtain improved wear, corrosion and fatigue resistance is a persistent technological challenge. The plasma nitriding and nitrocarburizing thermochemical processes are surface engineering techniques used to improve surface hardness and wear resistance of stainless steels, without compromising its corrosion resistance. The main goal of this study is to evaluate the influence of plasma nitriding and nitrocarburizing temperature on the structure of the layers produced on UNS S31603 (austenitic), S31254 (superaustenitic) and S41425 (supermartensitic) stainless steels and in addition their wear, corrosion and fatigue performance. It was found that both treatments produced homogeneous and continuous layers. Of all the samples in this work, the nitrocarburized UNS S31603 and S31254 steels and the nitrided UNS S41425 steel presented the thickest layers at a given temperature. Regardless of the treatment used, the microhardness of the layers increased with the raising of the temperature for all the samples. The X-ray diffraction indicated that expanded phases, either S-phase or α\'N, were obtained at lower treatment temperatures (400 and 450°C). The increase in treatment temperature promoted the formation of carbides and/or nitrides for nitrocarburizing and nitriding, respectively. For the samples of UNS S31603 and S31254 steels, this occurred due to the decomposition of S-phase in a typical lamellar microstructure consisting of ferrite and chromium nitride. In the case of UNS S41425 steel, the increase in treatment temperature caused an increase on the amount of carbides and/or nitrides. This increase in treatment temperature also promoted a decrease of the wear resistance for the layers produced on the UNS S31603 and S31254 steels samples. On the other hand, the wear resistance increased with treatment temperature for the UNS S41425 steel for both treatments. The corrosion resistance in NaCl solution decreased with increasing treatment temperature for all the samples, due to the presence of carbides and/or nitrides. The contact fatigue tests on UNS S31603 and S31254 steels indicated that an increase on treatment temperature did not cause significant changes on rupture stress of the layers. In UNS S41425 steel, such critical stress decreased with increasing temperature.