Visando-se determinar as temperaturas mais adequadas de nitretação e carbonitretação por plasma dos aços inoxidáveis austenítico AISI 316L, ferrítico AISI 409 e super duplex ASTM A890 Gr 5A e suas influências nas resistências ao desgaste e à corrosão, amostras desses aços foram tratadas a 400, 450 e 500°C, e submetidas a ensaios micrográficos, de raios X, ensaios microabrasivos e de corrosão. Todas as temperaturas de tratamentos utilizadas nos vários aços estudados produziram camadas com grande regularidade, que tiveram suas espessuras e durezas aumentadas com o aumento da temperatura de tratamento. Em todos os casos, ocorreu um grande aumento nas resistências ao desgaste microabrasivo das amostras nitretadas ou carbonitretadas, em comparação com o substrato, comprovando a efetividade da fase \"S\", produzida nas temperaturas mais baixas, no aumento das durezas e resistências ao desgaste. No caso das amostras tratadas em temperaturas mais elevadas, o nitreto de cromo foi o responsável principal pelo aumento dessa resistência. Verificou-se por meio dos resultados das curvas de polarização anódicas das camadas nitretadas e carbonitretadas a 400°C que, para os três tipos de aços em estudo, tais camadas apresentaram comportamentos semelhantes e superiores aos dos substratos, devido a formação de austenita ou ferrita expandidas. No caso das temperaturas de tratamentos de 450 e 500°C, as amostras carbonitretadas apresentaram desempenho superior ao das nitretadas e, próximos aos dos substratos, não tendo ocorrido degradação dessa propriedade. Os tratamentos de nitretação e carbonitretação por plasma, realizados nas temperaturas adequadas definidas no presente trabalho para os principais tipos de aços inoxidáveis, produziram camadas com elevadas durezas e resistências ao desgaste, sem perdas nas características de corrosão, que inclusive melhoraram em alguns casos, permitem a ampliação do uso dos aços inoxidáveis para situações que requeiram aquelas propriedades. / Aiming to determine the most appropriate temperatures of plasma and carbonitriding of the AISI 316L austenitic stainless steel, AISI 409 stainless steel and ASTM A890 Gr5A super duplex steel and their influence corrosion and wear resistances of those steel samples, they were treated 450 and 500°C, and submitted to micrography analyses, X-ray diffraction, abrasive wear and corrosion tests. All treatment temperatures used in the several studied steels produced layers with great regularity, which increased their thickness and hardness with the increase of the treatment temperature. In all the cases, a great increase occurred in the micro-abrasivive resistance of the nitrided and carbonitrided samples, in comparison with the substrate, proving the effectiveness of the \"S\" phase, produced in the temperatures, in the increase of the hardness and wear resistances. In the the samples treated at higher temperatures, the chromium nitride was the responsible one for the increase in the wear resistance. It was verified through the results of the potenciodinâmicos corrosion the nitrided and carbonitrided layers at 400°C, that for the three types of stee study, such layers presented similar and superior behaviors to that of the substrate, due to austenite or expanded ferrite formation. In the case of the treatment temperatures of 450 and 500°C, the carbonitrided samples presented s performance to the nitrided one and similar performance to the substrates s without the occurrence of any degradation of that property. The plasma nitriding and plasma carbonitriding treatments, carried out in the temperatures defined in the present work, for the principal types of stainless to produce layers with high hardness and wear resistances, without losses corrosion characteristics, which even got better in some cases, allow to expand the use of the stainless steels in situations where those properties are required.

Neste trabalho foram soldadas 4 amostras de rodas para veículos comerciais pelo processo de soldagem Tandem-MIG. Para cada amostra foram utilizados parâmetros de soldagem diferentes de modo a se obter formatos de cordão de solda distintos. O objetivo do trabalho foi avaliar a influência desses formatos de cordão de solda no desempenho em fadiga. Para os materiais utilizados, SAE1010AA e SAE1015A, foram realizados os seguintes ensaios: análise de composição química, análise micrográfica, levantamento das curvas tensão x deformação, medidas de microdureza Vickers e levantamento das curvas SN pelo método de flexão alternada (R=-1). Através da composição química constatou-se que ambos os aços são de baixo carbono e atendem o especificado pela norma SAEJ403. Através da análise micrográfica foi verificado que as fases presentes foram ferrita e perlita, e o tamanho médio de grão foi de 11,2 ?m para os dois materiais. O aço SAE1010AA apresentou limite de escoamento médio de 265,2 MPa, limite de resistência de 384,8 MPa e alongamento médio de 43,9%. Já o aço SAE1015AA apresentou limite de escoamento médio de 260,1 MPa, limite de resistência de 407,3 MPa e alongamento de 41,9%. Para os dois materiais, o limite de resistência à fadiga (2.10-6 ciclos) foi de 225 MPa. Foi realizada a caracterização das 4 amostras soldadas. Através das curvas SN observou-se que o limite de resistência à fadiga para as amostras soldadas apresentou redução para valores entre 180 e 160 MPa. Com os mapas de microdureza Vickers levantados foi possível perceber as diferenças de microdureza obtidas de acordo com os parâmetros de soldagem utilizados e consequentemente com as microestruturas formadas. Com as imagens obtidas na análise micrográfica observou-se a formação de microestruturas com formatos e tamanhos diversos tanto nas regiões da zona termicamente afetada das amostras como na região de solidificação do cordão de solda. Finalmente, com a realização da análise via MEV, constatou-se que todas as trincas por fadiga iniciaram na superfície dos corpos de prova. Foram observadas estrias de fadiga, com maior e menor intensidade de acordo com cada amostra, ao longo da região de fratura. Além disso, foi observada a geração de múltiplas trincas por fadiga em duas amostras. / In this study four samples of commercial vehicle wheels were welded using the Tandem-MIG process. For each sample different welding parameters were used to get different kinds of weld bead shape. The aim of this study was to evaluate the influence of these weld bead shapes in fatigue performance. For the SAE1010AA and SAE1015AA materials the following tests were performed: chemical composition analysis, microstructure characterization, SN curves by alternating bending method (R=-1). Through analyzing chemical composition, it was found that both materials are low carbon steel and they meet the SAE J403 standard. In microstructure characterization, ferrite and perlite microstructure were found, with an average grain size of 11,2 ?m for both steels. The SAE1010AA showed an average yield strength of 265,2 MPa, an average tensile strength of 384,8 MPa, and alongation of 43,9%. The SAE1015AA showed an average yield strength of 260,1 MPa, an average tensile strength of 407,3 MPa, and alongation of 41,9%. For both materials, the fatigue limit (2.10-6 ciclos) was 225 MPa. The characterization of the four samples was done. In SN curves the fatigue limit for welded samples showed a reduction to values of between 180 and 160 MPa. In the Vickers microhardness test, it was possible to notice the differences between the microhardness obtained in accordance with welding parameters used and, consequently, the microstructure formed. In microstructure analysis, different kinds and sizes of microstructure were observed to have formed in both the heat-affected zone and the welded zone. Finally, through MEV analysis, all fatigue cracks were seen to have begun on the surface of the samples. Fatigue estriaton, with major and minor intensity depending on the sample, was observed along the fracture region. Furthermore, the beginning of multiple fatigue cracks were seen in two samples.

A disputa por espaço no mercado automotivo tem sido intensificada a cada ano. A cobrança por componentes mais leves e de menor custo aliados à preocupação ambiental têm exigido a busca de novas alternativas de materiais e/ou processos produtivos mais eficientes. Uma das respostas a estas tendências é o aumento significativo no uso de aços de alta resistência baixa liga e dual phase nos últimos anos a fim de reduzir peso dos componentes. Entretanto, o custo destes aços no Brasil está entre 20 a 40% maior que os aços baixo carbono. Desta forma, para alguns segmentos está descartada esta hipótese, pois o mercado brasileiro exige redução de peso aliada à redução de custo. Sendo assim, a melhoria do processo produtivo ganha força nesta disputa. O processo de repuxamento (spinning) tem sido utilizado há anos para produção do componente disco de rodas para veículos comerciais e é um processo de trabalho à frio severo, o que pode resultar em aumento das propriedades mecânicas do material e redução do uso de matéria-prima em função da porcentagem da redução de espessura proposta. Sendo assim, neste trabalho foram analisadas 3 condições de repuxamento de disco, 41% de redução de espessura, 52% de redução de espessura e 64% de redução de espessura a fim de se obter o limite de redução de espessura do material S355JR por meio do processo de repuxamento do disco sem que haja perda das propriedades mecânicas do mesmo e, assim, gerar aumento da vida em fadiga do componente roda e redução de peso. Para isso, foram realizados os seguinte ensaios: análise de composição química, análise de microdureza, análise metalográfica, ensaios de tração e obtenção das curvas tensão x deformação, ensaios de fadiga por flexão alternada (R=-1,0) e obtenção das curvas S-N. A análise da composição química do aço S355JR verificou que o mesmo atende o especificado em norma DIN EN-10025-2. Por meio da análise metalográfica foi verificado que as fases presentes nos materiais analisados eram ferrita e perlita dispersa na matriz e nos contornos de grão. Através dos ensaios realizados foi observado que houve aumento das propriedades mecânicas do material para as amostras repuxadas e também aumento na vida em fadiga dos mesmos. Além disso, foi observado aumento das propriedades mecânicas e da vida em fadiga para a amostra com maior porcentagem de redução de espessura. / The battle for space in the automotive market is becoming fiercer. Calls for lighter and cheaper components, and also environmental concerns, have led to the search for alternative materials and more effective processes. One of the answers is the recent significant increase in sales of dual phase and high strength low alloy steel, which has reduced the weight of the products. However, in Brazil, the price of these steels is 20% to 40% higher than low carbon steel price and thus it is necessary to look for other options. On this way, for some segments this hypothesis is ruled out because the Brazilian market requires weight reduction combined to cost reduction. Thus, the improvement of the manufacturing process gains strength in this battle. The spinning process has long been used to make the disc of commercial vehicle wheels. It is a hard cold working process which could achieve an improvement of the material mechanical properties and a raw material reduction based on the thickness reduction during the process. Thus, three spun disc conditions were analyzed, corresponding to 41, 52% and 64% of thickness reduction, in order to find out a reasonable limit of thickness reduction with no loss of the material mechanical properties, purposing to increase the fatigue life of the wheel and reducing the wheel weight. The following tests were carried out: chemical composition analysis, metallographic analysis, tensile tests to obtain the stress v strain curves, and fatigue tests by alternated bending (R=-1.0) to obtain the S-N curves. The chemical composition analysis of the S355JR steel proved that it met the DIN EN10025-2 standard. Through metallographic analysis, it was confirmed that, for S355JR steels, whose microstructure is ferrite and perlite, the perlite was near the grain boundaries. Throughout the realized tests, it was observed that there was an increasing of the mechanical properties and the fatigue life of the spun samples. In addition, the mechanical properties and fatigue life of the sample with 64% of thickness reduction had increased more than the others spun samples had.

Como conseqüência à necessidade de desenvolver-se projetos cada vez mais otimizados em termos de custos e desempenho, existe uma crescente utilização de aços com melhores características, adequadas a uma ampla variedade de aplicações. Embora em relação ao grande número de projetos de elementos mecânicos realizados com sucesso as falhas mecânicas sejam mínimas, o custo envolvido com a ocorrência das mesmas é enorme. Dentre os diversos modos de falha em metais, a falha por fadiga tem uma especial importância por ser responsável por 50 a 90% das ocorrências sendo que a maioria destas falhas ocorre de forma inesperada. O principal objetivo deste trabalho é explorar a utilização do aço SAE 4340, em uma aplicação anteriormente restrita aos aços ferramenta, e estudar a efetividade da deposição de nitreto de titânio quanto ao aumento da vida em fadiga deste aço. O projeto de experimento desenvolvido para o presente trabalho considera o teste de corpos-de-prova nos estados recozido, temperado / revenido e temperado / revenido e revestido por TiN. Como resultado, são obtidas as curvas S - N para cada condição, sendo possível estudar a aplicabilidade do aço SAE 4340 e a tendência de aumento da vida em fadiga para os corpos-de-prova revestidos.

Este trabalho visa avaliar a possibilidade da utilização de um laser de CO2 de 50 W para realizar o tratamento térmico superficial do aço AISI M2. Para minimizar a reflexão do aço ao feixe de luz incidente, aplicou-se na superfície do aço, uma fina camada de grafita que atua como um absorvedor da radiação incidente, e em seguida, transfere parte do calor absorvido a superfície do aço. As alterações micro-estruturais, ocorridas no aço, em conseqüência da troca térmica com a grafita, foram avaliadas através de microscopia ótica (MO) e análise de microdureza (Hv). Por MO, observou-se na secção transversal da região tratada por laser, à presença de uma camada mais clara que o núcleo da amostra, com espessura da ordem de 40 micrometros e por Hv constatou-se que esta camada apresenta uma dureza cerca de 30% maior que as regiões sem tratamento com o laser. Utilizando-se um difratômetro de raios X (DRX) avaliou-se as transformações de fase decorrentes do aquecimento e resfriamento rápido do aço. Por meio de ensaios tribológicos sobre o revestimento de grafita, após a irradiação com o laser, observou-se que o coeficiente de atrito foi reduzido em cerca de 70%.

A principal causa das falhas mecânicas está relacionada à fadiga. Chapas de aço de alta resistência e baixa liga bifásicos (ARBL) são de grande interesse para a indústria dos transportes por causa de suas propriedades únicas, as quais permitem produtividade e redução de peso. Dados sobre o comportamento cíclico desses aços são escassos, no entanto estes dados são extremamente importantes para o projeto mecânico. O teste de fadiga por controle de deformação em corpos-de-prova submetidos a forças uniaxiais é um método poderoso para determinação do comportamento cíclico e da vida em fadiga. O teste de fadiga por controle de deformação a temperatura ambiente de chapas de aço de alta resistência e baixa liga bifásicos (ARBL) foi estudado. O experimento foi realizado com dois corpos-de-prova: um com seção retangular (CDPSR) e outro com seção circular lenticular (CDPSCL). O comportamento cíclico e a vida em fadiga de uma chapa de aço DP600 foram determinados em ciclos totalmente reversos (R = -1). Uma caracterização completa do material foi realizada por meio de análise química, metalografia óptica, ensaio de tração monotônico e teste de dureza. Os resultados de fadiga de baixo ciclo comprovam que os corpos-de-prova de seção retangular superestimam a vida em fadiga em baixo ciclo em relação aos corpos-de-prova de seção circular lenticular. Em fadiga de alto ciclo não há diferenças significativas para os resultados de ambos os corpos-de-prova.

Os aços inoxidáveis austeníticos com adição de Mo têm sido a grande estratégia para se enfrentar a corrosão por ácidos naftênicos provenientes dos petróleos pesados durante a etapa de destilação atmosférica e a vácuo nas refinarias brasileiras e do exterior. Os óleos pesados com elevado Índice de Acidez Total (IAT) têm sido chamados de "óleos de oportunidade" e, devido ao diferencial de baixo preço, seu mercado tem crescido continuamente. Dentro deste contexto, este trabalho esta voltado para a seleção e caracterização dos melhores metais de adição para a soldagem dos tubos de aço inoxidável austenítico ASTM A 312 TP 317L para a unidade de destilação da Refinaria Henrique Lage. A primeira etapa do trabalho foi a soldagem seis Peças de Teste, identificadas de PT-01 a PT-06, em condições de campo, com a utilização de cinco metais de adição diferentes, variando principalmente no teor de Mo. A partir dessas peças de teste, foram retirados corpos-de-prova para ensaios mecânicos, metalográficos e corrosão correlacionados com metais de adição. Os primeiros resultados mostram que os metais de adição de mesma composição dos tubos resultam em menor energia de impacto absorvida pelas juntas soldadas, da ordem de 70%, em comparação ao metal de base. Os melhores resultados foram obtidos com a utilização de metais de adição com maiores teores de elementos de liga e ou com adição de N.

Os tratamentos de superfície têm apresentado grande importância na melhoria das propriedades dos materiais, visando a economia e viabilização de novos métodos e processos de fabricação. O tratamento de refusão e têmpera a laser promove o rápido aquecimento e resfriamento da camada superficial dos metais, resultando em transformações microestruturais que melhoram as propriedades mecânicas sem provocar distorções ou empenamentos. No presente trabalho foi utilizado um laser a fibra de alta potência para produzir uma camada endurecida num aço ferramenta para trabalho a frio VC131. Os parâmetros de refusão estudados foram a velocidade de varredura, a desfocalização do feixe e a potência do laser. A escolha das melhores condições de tratamento para a superfície completa foi feita a partir de ensaios em ponto e linha, analisando os parâmetros onde foi alcançada maior dureza, com pouco material fundido, e sem defeitos. A variação de temperatura foi acompanhada nos ensaios em linha, mostrando que a peça permanece fria com aumento da temperatura nunca ultrapassando 13C. A partir da variação da temperatura foi feito o cálculo da absortividade sendo aproximadamente 37 % nas condições analisadas. Foram feitas análises microestruturais e por difração de raios-X do aço, verificando-se que a microestrutura resultante da superfície temperada apresenta quantidade significativa de martensita e austenita retida, que confere ao material o aumento da dureza. A zona fundida apresentou dureza entre 400 e 500 HV, enquanto um pico de dureza de até 800 HV foi observado na interface da zona fundida e da zona termicamente afetada. A máxima profundidade de têmpera ficou entre 1 e 2 mm, para os ensaios onde toda a superfície foi tratada. Os ensaios tribológicos indicam que a superfície tratada a laser apresenta uma resistência ao desgaste superior àquela observada nas amostras não-tratadas.

Neste trabalho, são apresentados os resultados da avaliação tribológica da aplicação de lubrificantes sólidos, no caso grafita, sobre a superfície do aço AISI 52100 via laser de CO2. O trabalho surgiu da busca pela melhoria das propriedades superficiais dos materiais que têm solicitações diferenciadas na superfície. A utilização do laser para tratamentos de superfícies, por exemplo, aplicação de lubrificantes sólidos em atmosfera ambiente, tem possibilitado grandes avanços nesta área. No entanto, determinar quais parâmetros operacionais do laser e a resultante destas influências sobre as propriedades tribológicas dos materiais tem sido uma busca incessante. Os resultados deste trabalho confirmam que existe uma faixa de processamento laser eficaz na redução do atrito e do desgaste. Sendo que as energias necessárias variam de 3 a 11 J/m2. Ainda, verifica-se que as amostras tratadas com laser, apresentam um coeficiente de atrito da ordem de 0,3 enquanto, amostras sem tratamento laser o atrito é da ordem e 0,7. As análises químicas por EDX e EDS demonstram uma difusão atômica de curto alcance nas zonas tratadas com o laser.

A indústria aeronáutica utiliza dezenas de ligas metálicas na fabricação de aeronaves e seus equipamentos, que necessitam estreitos e restritos padrões de segurança e confiabilidade, onde se incluem os da fragilização pelo hidrogênio. O presente trabalho avalia a resistência mecânica do aço AMS 6414 (ABNT - 4340), largamente utilizado na fabricação de trens de aterrissagem. Os corpos-de-prova são confeccionados segundo as normas ASTM-E-8 e ASTM F-519, sendo 50% com entalhe e 50% seu entalhe.O material é tratado para uma dureza de 50,5 a 53,0 HRC (alta resistência). Após tratamento térmico, é submetido à aplicação de cromo duro convencional e cádmio LHE ("Low Hydrogen Embrittlement"), desidrogenação em forno convencional.São levantadas as curvas de resistência à ruptura do aço, utilizando-se tempos de desidrogenação de 8, 12, 16, 19 e 23 horas, à temperatura de 190 5C (devido ao fato de ser a temperatura mais utilizada para este processo na indústria aeronáutica). Os resultados obtidos apontam para perda de resistência mecânica pela possível fragilização pelo hidrogênio, mas também por fadiga térmica do material em determinados intervalos de tempo e temperatura, para o processo de cromo duro.O processo de cádmio LHE apresenta perda de resistência mecânica somente por fragilização provocada pelo hidrogênio. Analisando-se os resultados deste trabalho com os obtidos da literatura (com dureza mais baixa e em ensaio de fadiga por flexão rotativa), conclui-se que os ciclos de produção podem ser reduzidos, mantendo-se o mesmo grau de confiabilidade praticado atualmente.