Foi estudado o comportamento da nitretação de aços inoxidáveis austeniticos AISI 304 e 316 através de comparação entre diferentes graus de deformações anteriores aos processos de nitretações gasosa, plasma e líquida. A microestrutura, espessura, microdureza e microcomposição química foram avaliadas por técnicas de microscopia óptica, microdureza, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios x. Por meio destas técnicas observou-se que deformações plásticas prévias não influenciaram diretamente na espessura da camada nitretada. Uma maior profundidade de difusão pode ser observada nos aços AISI 304. Além disso, duas camadas distintas podem ser identificadas como resultado dos tratamentos, uma formada por uma matriz de austenita expandida pelos átomos de nitrogênio e outra abaixo com menor espessura expandida por átomos de carbono. / The nitriding behavior of AISI 304 and 316 austenitic stainless steel was studied by different cold work degree before nitriding processes. The microstructure, thickness, microhardness and chemical micro-composition were evaluated through optical microscopy, microhardness, scanner electronic microscopy and x ray diffraction techniques. Through them, it was observed that previous plastic deformations do not have influence on layer thickness. However, a nitrided layer thicker can be noticed in the AISI 304 steel. In addition, two different layers can be identified as resulted of the nitriding, composited for austenitic matrix expanded by nitrogen atoms and another thinner imediatelly below expanded by Carbon atoms.

A microestrutura e a composição química dos aços inoxidáveis duplex são responsáveis pela sua resistência mecânica e sua resistência à corrosão que, geralmente, é superior aos aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos convencionais. A soldagem destes materiais causa tanto alteração de microestrutura como de composição química, que podem ser alteradas dependendo dos processos de soldagem, dos parâmetros de soldagem, da utilização ou não de metal de adição e da composição química do gás de proteção, nos processos que utilizam proteção gasosa. No caso dos aços inoxidáveis duplex baixa liga, a solidificação é completamente ferrítica, podendo produzir tamanho de grão exagerado no metal de solda e na ZAC. O objetivo deste trabalho é de avaliar o efeito da freqüência de pulsação do processo TIG autógeno na soldagem de aços inoxidáveis duplex baixa liga. Foram soldadas chapas de aços inoxidáveis duplex baixa liga UNS S32304 e UNS S32101 (lean duplex), sem metal de adição e empregando-se argônio como gás de proteção. A soldagem foi executada com o processo TIG, mantendo-se a energia de soldagem constante, de 340 J/mm, e variando-se a freqüência de pulsação entre 1, 5, 10 e 20 Hz. As microestruturas resultantes tanto no metal de solda, região central e região sem mistura, bem como na zona afetada pelo calor foram caracterizadas através de microscopia ótica. Os resultados mostraram que, na soldagem autógena, independente de ter ou não a pulsação da corrente, ocorre um aumento no tamanho do grão da zona fundida devido a solidificação ferrítica deste aço. Comparando-se os resultados do tamanho do grão e da fração volumétrica de ferrita no metal de solda, notouse um aumento no tamanho de grão e na fração volumétrica da ferrita com o aumento da freqüência de pulsação. / The microstructure and chemical composition of duplex stainless steel are responsible for their mechanical strength and corrosion resistance. The welding of these materials produces a change in the microstructure and chemical composition. These changes depend on: welding processes, welding parameters, the use or absence of filler metal and composition of shielding gas in processes that use shielding gas. In the case of lean duplex stainless steel the solidification is fully ferritic, which may produce an excessive grain size in the weld metal and in the heat affected zone (HAZ). The main goal of this paper is to evaluate the effect of pulse frequency in autogenous TIG welding process of lean duplex stainless steel. In this sense, plates of UNS S32304 and UNS S32101 lean duplex were welded without filler metal and using argon as shielding gas. The welds were made using the GTAW process, keeping the heat input constant at 340 J/mm and varying the pulse frequency between 1,5,10 and 20 Hz. The results showed that, independent of pulse frequency, grain growth in the fusion zone took place since this duplex stainless steel type has a ferritic solidification mode. Comparing the grain size and ferrite volumetric fraction in the weld bead, an increase in the mean value of grain size in the central region and unmixed region of weld beads was related to an increase of pulse frequency.

Os aços para tubos API 5L X80 são aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) usados na fabricação de tubos para o transporte de gás e petróleo conduzidos através de dutos. Os tubos API 5L X80 se caracterizam por terem excelentes propriedades mecânicas como resistência à tração, tenacidade, ductilidade e resistência à corrosão, além de boa soldabilidade. Estes tubos trazem muitos benefícios como, por exemplo, o fator econômico já que ao ter boa resistência mecânica estes tubos podem ser fabricados com espessuras de parede menores. Estas reduções nas espessuras diminuem os custos de transporte, construção, soldagem e instalação. Além disso, estes tubos podem ser fabricados com grandes diâmetros, permitindo o transporte de grandes quantidades de fluidos a elevadas pressões e vazões. A tenacidade confere ao material a propriedade de ser resistente à fratura frágil, uma vez que estes tubos em sua maioria trabalham em condições ambientais severas. O objetivo deste trabalho é simular fisicamente e estudar as propriedades mecânicas de regiões da zona afetada pelo calor (ZAC) produzidas por diferentes ciclos térmicos, que ocorrem quando o tubo é fabricado e o duto montado. A ideia foi estudar a ZAC produzida no tubo fabricado pelo processo UOE (solda longitudinal) e a solda feita no campo quando o tubo é montado (solda circunferencial) além da ZAC na intersecção entre a soldagem longitudinal e circunferencial. Foram usinados corpos-de-prova nas orientações L-T e T-L e com o cordão de solda longitudinal do tubo no centro. Estes corpos-de-prova foram submetidos a quatro ciclos térmicos únicos com temperaturas máximas de 650, 800, 950 e 1300 °C e ciclos térmicos multipasse 950-800 e 950-800- 650 °C. Estes corpos-de-prova foram submetidos a diferentes ensaios e caracterizações. Foram feitos ensaios de impacto a 0 °C, as superfícies fraturadas foram analisadas no MEV e mediu-se a expansão lateral produzida pelo ensaio de impacto. Mediu-se a dureza da microestrutura por meio do ensaio Vickers com 300g de carga. A microestrutura da ZAC foi caracterizada por microscopia óptica, com ataque convencional e ataque colorido Klemm, e microscopia eletrônica de varredura. Metalografia quantitativa foi usada para obter a quantidade de perlita na matriz dos corpos-de-prova. A trajetória da fratura na microestrutura dos corpos-de-prova simulados, provocada pelo ensaio Charpy, foi analisada com microscopia óptica e eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que as energias absorvidas no ensaio de impacto pelos corpos-de-prova simulados cumprem com os requisitos exigidos pela norma API 5L para o metal base sem simulação e que as microestruturas observadas variam segundo o tipo de ciclo térmico aplicado a cada posição do tubo. / API 5L Grade X80 steel are high strength low alloy steels (HSLA) used in the manufacture of pipes for transporting oil and gas by pipelines. API 5L X80 pipes are characterized by having excellent mechanical properties such as tensile strength, toughness, ductility, corrosion resistance, and good weldability. These pipes bring many benefits, for example, the economic factor related to the good mechanical strength of these tubes which can be produced with smaller wall thicknesses. This reduction in thickness lowers costs for transportation, construction, welding and installation. In addition, these tubes can be fabricated with large diameters, allowing the transport of large amounts of fluids at high pressures and flow rates. The toughness gives, to this material, the characteristic of being resistant to brittle fracture, since these tubes mostly work in aggressive environmental conditions. The objective of this work is to physically simulate and study the mechanical properties of regions of the heat affected zone (HAZ) produced by different thermal cycles, which occur when the duct pipe is manufactured and assembled. The idea was to study the HAZ produced in the pipe manufactured by the UOE process (longitudinal weld) and the welding done in the field when the tube is mounted (HAZ beyond the intersection between the longitudinal and circumferential welding). Charpy V samples were machined in the L-T and T-L orientations and in the longitudinal weld in the center of the tube. These samples were subjected to single thermal cycles with maximum temperatures of 650, 800, 950 and 1300°C and multipass thermal cycling with maximum temperatures of 950-800 and 950-800-650°C. The samples were subjected to different tests and characterizations. Impact tests were made at 0°C, measured the lateral expansion produced and the surface fracture were examined under SEM. Vickers 300g microhardness was also measured in the simulated HAZ region. The microstructure of the HAZ was characterized by optical microscopy with conventional etching and Klemm colorful etching, and scanning electron microscopy. Quantitative metallography was used to obtain the amount of pearlite in the matrix of samples. The Charpy V fracture propagation path trajectory in the simulated microstructure was analyzed with optical microscopy and scanning electron microscopy. The results showed that the Charpy V absorbed energy by the simulated samples complies with the requirements of the API 5L standard for the base metal without simulation and the HAZ observed microstructures vary according to the thermal cycle type applied to each tube position.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANO BORGES MARTINS DA SILVA.pdf: 3121513 bytes, checksum: 07dee82c52a009778c436836023d7495 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / The Kraft pulping process responsible for producing more than 130 million tons / year of all pulp produced in the world, is widely spread due to recycling of the chemicals used in pulping, NaOH and Na2S and co-generation of energy and steam for the chemical recovery process, where the residual weak black liquor from the wood cooking, is transformed into heavy black liquor by water evaporation and concentration of the liquor. Evaluating the chemical composition and the difference in solids caused by the water evaporation liquor has been proposed to study the corrosion process caused by the presence of black liquor in different types of metals used in evaporation plant, evaluating the physico-chemical properties of the black liquor in two distinct points of the evaporation plant, the impact caused by the effect of the presence of black liquor in 1020 alloy steel, stainless steel 304L and SAF 2205 duplex and compare the corrosion rate and polarization resistance experienced by the 1020 steel, stainless steel 304L and SAF 2205 duplex at two different concentrations. For verification of corrosion rate, electrochemical concepts were used according to the method ASTM G59-97, where electrodes were fabricated with three types of steels to be studied, the latter being immersed in the solution of black liquor, and evaluated their respective corrosion rates. In all conditions studied the 1020 alloy steel showed the worst corrosion rate and polarization resistance among the studied metals. For the 304L stainless steel and SAF 2205 duplex stainless steel both have acceptable corrosion rates for use with small additions between certain situations between 304L and SAF 2205 duplex steels, but as corrosion rates remained near the various situations studied so it is necessary to evaluate the financial viability of the application of one of the two leagues in the process. / O processo de polpação KRAFT responsável pela produção de mais de 130 milhões de toneladas/ano de toda celulose produzida no mundo, é amplamente difundido devido à reciclagem dos produtos químicos utilizados na polpação, NaOH e Na2S e a co-geração de energia e vapor durante o processo de recuperação química, onde o licor negro fraco residual do cozimento da madeira é transformado em licor negro forte, pela evaporação da água e concentração deste licor. Avaliando a composição química e a diferença no teor de sólidos ocasionado pela evaporação da água do licor foi proposto estudar o processo corrosivo causado pela presença de licor negro em diferentes tipos de metais utilizados em planta de evaporação, avaliando as propriedades físico-químicas do licor negro em dois pontos distintos da planta de evaporação, o impacto causado pelo efeito da presença de licor negro em ligas de aço 1020, aços inoxidáveis 304L e duplex SAF 2205 e comparar a taxa de corrosão e a resistência de polarização sofrida pelo aço 1020, aços inoxidáveis 304L e duplex SAF 2205 em duas concentrações diferentes. Para verificação da taxa de corrosão, foram utilizados conceitos eletroquímicos conforme a metodologia ASTM G59-97, onde foram confeccionados eletrodos com os três tipos de aços a serem estudados, sendo estes imersos na solução de licor negro, e avaliados suas respectivas taxas de corrosão e resistência de polarização. Em todas as condições estudadas o aço 1020 apresentou a pior taxa de corrosão entre os metais estudados. Para os aços inoxidáveis 304L e duplex SAF 2205, os dois apresentam taxas de corrosão aceitáveis para sua utilização, com pequenas vantagens entre determinadas situações entre os aços 304L e o duplex SAF 2205, porém como as taxas de corrosão se mantiveram próxima nas várias situações estudadas assim é necessário avaliar a viabilidade financeira da aplicação de uma das duas ligas em processo.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eliane Engel Gogola.pdf: 5376053 bytes, checksum: d9613bf1e372ef92965596e2136c6891 (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / In this work were studied of the chemical product’s influence once used through the membrane’s cleaning process of the ultrafiltration plant in the effluent treatment station, in a pulp and paper company, located in Paraná State – Brazil on the corrosive process presented in the plant. It was determined the electrochemical parameters through electrochemical methods, according to the norm ASTM G 59-97. It was used for the determinations a potentiostat/galvanostat AUTOLAB, model PGSTAT 30. As the electrolyte, it was used the effluent itself to be treated in the plant, and solutions of NaOH 500 mg/L, H2SO4 0,012 mol/L and 0,1 mol/L and H2O2 5,0g/L and 10,0g/L at 25ºC. The corrosion rates highest were in sulfuric acid, being that for concentration of 0,012 mol/L, was 1,26 mm/year for the steel AISI 1020, 0,54 mm/year for the AISI 304L, 0,00229 mm/year for the SAF 2205. For the steel AISI 316L there was variation between the rates measured for the electrodes removed from regions of the base metal, of the heat effected zone and of the cast zone, being 0,0055, 0,0033 and 0,0038 mm/year, respectively. For the solution of acid at 0,1 mol/L was increased the corrosion rates to all those studied metals, being more pronounced this increase to the AISI 304L, going to 0,94mm/year. Now to the duplex steel SAF 2205 the increase was lower than 5%. The effluent has a high corrosion only for steel AISI 1020, of 0,18mm/year, with lesser rates 0,004 mm/year. In this mean, the material that have had better performance was AISI 304L with values of 0,0016 mm/year. In the sodium hydroxide solution all metals had corrosion rates similar, being the least to the AISI 304L, of 0,0012 mm/year, and at most to cast zone of AISI 316L, with 0,0018 mm/year. The variation in the concentration of the solutions of hydrogen peroxide from 5,0 g/L to 10,0 g/L had no significant effect in the corrosion rates for steels AISI 316L e SAF 2205. For the steel AISI 304L the corrosion rate doubles, going from 0,014 mm/year to 0,032 mm/year, to twice the concentration. For the steel AISI 1020 was observed the opposite effect, the corrosion rate dropped almost in half, going from 0,072 mm/year to 0,037 mm/year, to increase the concentration, being intermediates between as rates observed for acid mean, more aggressive, and for alkaline mean, less aggressive. As a results of this study, it’s been possible to suggest doing a sequence to cleaning plant with objective to minimize the corrosion through the passivation of metals in alkaline mean. / Neste trabalho foi estudada a influência dos produtos químicos utilizados na lavagem da membrana da planta de ultrafiltração da estação de tratamento de efluentes de uma empresa de celulose e papel do interior do Paraná – Brasil sobre o processo corrosivo apresentado na planta. Foram determinados os parâmetros de corrosão através de método eletroquímico segundo a norma ASTM G 59-97. Para as determinações foi utilizado um potenciostato/galvanostato AUTOLAB, modelo PGSTAT30. Como eletrólitos foram utilizados o próprio efluente tratado na planta, soluções de NaOH 500mg/L, H2SO4 0,012 mol/L e 0,1mol/L e H2O2 5,0 g/L e 10g/L a 25ºC. As taxas de corrosão mais altas foram em ácido sulfúrico, sendo que para concentração de 0,012 mol/L, foi de 1,26 mm/ano para o AISI 1020, 0,54 mm/ano para o AISI 304L, 0,00229 mm/ano para o SAF 2205. Para o aço AISI 316L houve variação entre as taxas medidas para os eletrodos retirados da região do metal base, da zona afetada pelo calor e da zona fundida, sendo 0,0055, 0,0033 e 0,0038 mm/ano, respectivamente. Para a solução de ácido a 0,1 mol/L houve aumento nas taxas de corrosão de todos os metais, sendo mais acentuado esse aumento para o AISI 304L, indo para 0,94 mm/ano. Já para o aço duplex SAF 2205 o aumento foi menor que 5%. O efluente apresenta uma corrosão elevada apenas para o aço AISI 1020, de 0,18 mm/ano, com taxas menores que 0,004 mm/ano para os demais eletrodos. Nesse meio, o aço com melhor desempenho foi o AISI 304L com uma taxa de 0,0016mm/ano. Na solução de hidróxido de sódio todos os metais tiveram taxas de corrosão similares, sendo a mínima para o AISI 304L, de 0,0012 mm/ano e a máxima para a zona fundida do AISI 316L, com 0,0018 mm/ano. A variação de concentração das soluções de peróxido de hidrogênio de 5,0 g/L para 10,0 g/L não teve efeito significativo nas taxas de corrosão para os aços AISI 316L e SAF 2205. Para o AISI 304L a taxa de corrosão dobra , indo de 0,014 mm/ano para 0,032mm/ano, para o dobro de concentração de H2O2. Para o aço AISI 1020 observou-se o efeito contrário, a taxa de corrosão caiu praticamente à metade indo de 0,072 mm/ano para 0,037 mm/ano, com o aumento da concentração, sendo essas taxas intermediárias entre as observadas para meio ácido, mais agressivo, e para o meio alcalino, menos agressivo. Com os resultados obtidos foi proposta uma sequência de lavagem da membrana com objetivo de minimizar a corrosão através da passivação dos metais pelo meio alcalino.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dannilo Eduardo Ferreira.pdf: 9079253 bytes, checksum: c166172d47d556878be0589dd0a79c96 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Austenitic stainless steels have a wide range of applications and are widely used in applications requiring high corrosion resistance, and CF-8M class are generally submitted to corrosive environments in liquid media. The microstructure of these steels has an austenitic matrix and a variable amount of delta ferrite resulting from the casting process, which is affected by process variables like cooling rate, and chemical composition of the melt. In this work were characterized four alloys of CF-8M class austenitic stainless steels. The chemical compositions differ only in chromium and nickel contents in order to generate different amounts of chromium equivalent (Creq) and nickel equivalent (Nieq) according to the Schoefer diagram with ratio Creq/Nieq ranging between 0.95 and 1.35. The variation in the value of the ratio Creq/Nieq aims to observe the influence of chemical composition on solidification mode and the phase transformations during processing of the alloy. The alloys were cast in the form of pins which samples were removed for characterization. The microstructural characterization of alloys was made with the techniques of optical microscopy with image analysis, Field emission microscope (SEM / FEG) with energy dispersive X-ray spectrometry and electron backscatter diffraction (EDS / EBSD) to compositional map. The ferritoscopy technique, EBSD phase map and XRD were used to determine the ratio between phases. Thermal analysis by DSC determined the solidification interval for alloys in the study and phase transformations resulting during cooling to room temperature. The results showed that alloys 1, 2 and 4 solidify with FA mode, as expected. The alloy 3 showed a corresponding microstructure of eutectic/peritectic solidification, not presented in any of the existing diagrams in the literature. The measures of δ-ferrite fraction for all leagues were valid for the values proposed by Schoefer diagram. The examination of the micrographs of alloys shows the variety of microstructures that a CF-8M steel can display only altering its chemical composition. The EDS/EBSD maps showed a higher segregation of alloying elements between the phases for alloys 1, 2 and 4, due to the solidification mode and further transformation in solid state. The alloy 3 showed a smaller difference in composition between phases and less variation within the same phase, which features a eutectic/peritectic solidification. The comparison between the different regions of the samples presented variation in the fraction and morphology of ferrite. The range of solidification of the four alloys in the study was within a maximum level of 4 ° C, expected to solidification with ferrite as the first phase to form from the liquid. It was observed for the alloys to solidify with FA mode a phase transformation in the solid state in the range 1320 °C to 1340 °C, corresponding to γ transformation. The energy of this transformation is inversely proportional to the amount of ferrite observed in the final microstructure of alloys. / Os aços inoxidáveis austeníticos têm uma vasta gama de aplicações, sendo muito utilizados em aplicações que requerem grande resistência à corrosão, sendo as ligas da classe CF-8M geralmente submetidas a ambientes corrosivos em meios líquidos. A microestrutura desses aços apresenta uma matriz austenítica e uma quantidade variável de ferrita delta resultante do processo de fundição, a qual é afetada por variáveis de processo como a taxa de resfriamento e composição química da liga. No presente trabalho foram caracterizadas quatro ligas de aços inoxidáveis austeníticos da classe CF-8M. As composições químicas variam somente os teores de cromo e níquel com o intuito de gerar valores diferentes de cromo equivalente (Creq) e níquel equivalente (Nieq) segundo o diagrama de Schoefer com relações Creq/Nieq variando entre 0,95 e 1,35. A variação no valor da relação Creq/Nieq tem por objetivo observar a influência da composição química no modo de solidificação e nas transformações de fase durante o processamento das liga. As ligas foram vazadas em forma de pinos dos quais foram retiradas as amostras para caracterização. A caracterização microestrutural das ligas foi feita com auxílio das técnicas de microscopia óptica com análise de imagens, microscópio eletrônico de varredura de efeito de campo (MEV/FEG) com microanálise química e difração de elétrons retro espalhados (EDS/EBSD) para mapeamento composicional. A técnica de ferritoscopia, mapeamento de fases por EBSD e difração de raios X foram utilizadas para a determinação da proporção entre fases. As análises térmicas por DSC determinaram o intervalo de solidificação para as ligas em estudo e as transformações de fase decorrentes ao longo do resfriamento até a temperatura ambiente. Os resultados mostraram que as ligas 1, 2 e 4 se solidificam pelo modo FA, como esperado. A liga 3 apresentou uma microestrutura correspondente à solidificação eutética/peritética, não sendo apresentada em nenhum dos diagramas existentes na literatura consultada. As medidas da fração de ferrita para todas as ligas foram válidas para os valores propostos pelo diagrama de Schoefer. A análise das micrografias das ligas mostra a variedade de microestruturas que um aço CF-8M pode apresentar apenas alterando sua composição química. Os mapeamentos por EDS/EBSD apresentaram uma maior segregação de elementos de liga entre as fases para as ligas 1, 2 e 4, devido ao modo de solidificação e posterior transformação no estado sólido. A liga 3 apresentou uma menor diferença de composição entre as fases bem como uma menor variação dentro da mesma fase, o que caracteriza uma solidificação eutética/peritética. A comparação entre as regiões distintas das amostras apresentaram variação nas fração e na morfologia da ferrita. O intervalo de solidificação das quatro ligas em estudo ficou dentro de um patamar máximo de 4 °C, esperado para a solidificação com ferrita como primeira fase a se formar a partir do líquido. Foi observada para as ligas com modo de solidificação FA uma transformação de fase no estado sólido no intervalo de 1320°C a 1340 °C, correspondendo a transformação →γ. A energia dessa transformação é inversamente proporcional à quantidade de ferrita observada na microestrutura final das ligas.

Recozimentos realizados nos aços elétricos semiprocessados pelos fabricantes de motores sem um controle adequado da descarbonetação pode resultar em regiões das läminas com pequeno tamanho de grão e consequentemente aumento das perdas magnéticas com queda no rendimento dos motores elétricos. A maioria dos fabricantes de motores nacionais utilizam este tipo de aço e fazem internamente o recozimento final em fornos contínuos com atmosfera à base de nitrogênio com cerca de 5 a 10% de H2 e uma pequena fração de vapor dágua suficiente para gerar uma atmosfera que reaja com o carbono do aço, removendo-o. Caso esta descarbonetação não seja realizada com êxito há uma perda significativa no rendimento do motor pela aumento das perdas magnéticas. Amostras comerciais de diferentes aços com variados teores de carbono foram selecionadas para avaliar a influência do teor de carbono, do grau de redução, do tempo e da atmosfera do forno no aumento do tamanho de grão e nas perdas magnéticas. Foram realizados recozimentos a vácuo e em atmosfera descarbonetante. Medições de perdas magnéticas e do tamanho de grão além da avaliação da microestrutura foram efetuados para determinar esta influência. Foi verificado que no recozimento a vácuo, mesmo em variados graus de deformação, amostras com o teor de carbono inicial maior que 300 ppm, tiveram um significativo atraso no aumento do tamanho de grão. Nas situações em que não ocorreu significativo aumento do TG as perdas magnéticas apresentaram valores altos e 9 indesejáveis. Por outro lado amostras isentas de deformação não apresentaram aumento significativo do tamanho de grão mesmo com descarbonetação durante o recozimento. Foi verificado ainda que a formação de grãos colunares ocorre em faixas de deformação específicas, em recozimentos com descarbonetação para aços com mais de 300 ppm de carbono e onde haja um rápido aquecimento da amostra até a temperatura de recozimento. / Annealing applied by the motors plants that are made on the semi processed electrical steels without an exact and precisious control of the decarburization on the lamination can brings undesirable results on the grain size coarsening and as a result an increasing on the core losses with a significant depreciation on the efficiency of the electrical motors. Most of the domestic motors fabrics make use of this kind of electrical steel and they do on their process the final annealing on continuous furnaces with atmospheres based on nitrogenium with around 5 until 10% of hidrogeniun and a little fraction of water vapor enough to generate an atmosphere that reacts to the carbon from the steel, eliminating it. If this decarburization is not been made sucessfully there will be an effective loss on the motor efficiency due the incresing on the core losses. Commercial samples from different steels with several carbon contents were choosen to evaluate the influence of carbon content, strain grade, time and furnace atmosphere on the grain size coarsening and core losses. It was effetived vacumn and decarburizing annealing. Core losses and grain size measurements were made in addition to the evaluation of the microstructure to determine this influence. It was verified that on the vacumn annealing, even on differents strain reductions grades, the samples with initial carbon content bigger than 300 ppm, had a meaninfull late on the grain size increase. On the situation that do not occurred a significative increase on the grain size the core losses presented undesirable high values. On the other hand samples without strain did not presented a significative increase on the grain size even with decarburization during the annealing. It was still verified that the columnar grain formation occur on specific strain grades, on decarburizing annealing and to more than 300 ppm carbon content steels. In addition where there is a fast heating rate until the annealing temperature.

O processo de conformação de chapas planas, estampagem, consiste na obtenção de peças conforme o projeto do processo e do produto. Faz-se necessária uma margem de segurança para que as variações de processo e do material possam ser absorvidas e o sucesso seja alcançado no processo de produção do componente. O presente trabalho mostra aspectos de estampabilidade de uma chapa de aço de baixo teor de carbono, o material mais utilizado no processo de estampagem. Estes aspectos são descritos e demonstrados como influenciam no processo de estampagem. No caso prático apresentado, evidencia-se que com a aplicação dos conhecimentos científicos de comportamento mecânico do material obtém-se uma melhoria no desempenho do processo e, conseqüentemente, na redução de custos e no aumento de competitividade. Como objetivo principal, tem o presente trabalho estudar a influência da redução a frio de acabamento do processo de relaminação no coeficiente de encruamento e mostrar como este estudo teve participação na solução e aplicação de uma peça-exemplo. Conseqüentemente há como objetivos secundários o estudo da influencia do tamanho de grão no coeficiente de encruamento, o desenvolvimento da textura cristalográfica antes e após a conformação da peça-exemplo e demonstrar a importância da utilização do método de elementos finitos no processo de conformação por estampagem para determinação dos tipos de conformação predominante no processo. Para realização do trabalho foram utilizados dois aços de baixo teor de carbono com composição química semelhantes porem com processos de fabricação diferenciados. Atenção especial foi dada a redução aplicada na laminação de acabamento de ambos os aços, através do uso de medidores de espessura e redução através de raios-X. Os aços foram caracterizados antes da conformação da peça-exemplo quanto a orientação cristalográfica através de difração de raios-X e EBSD, quanto as propriedades mecânicas através de ensaios mecânicos de tração e quanto a microestrutura e tamanho de grão através de metalografia. Foi realizada uma simulação de estampagem da peça-exemplo através de elementos finitos afim de determinar o tipo de conformação predominante na região mais solicitada da peça-exemplo. A peça exemplo foi conformada na pratica e caracterizada a distribuição das deformações através da medições da rede circulo previamente impressa na superfície da chapa na região mais solicitada conforme previamente determinado através da simulação. A orientação cristalográfica da região mais solicitada também foi caracterizada. Os resultados mostram a influencia de uma pequena variação na redução, 0,73% e 0,34%, aplicada na laminação de acabamento no coeficiente de encruamento. Para confirmação de que a redução aplicada foi a principal influenciadora no resultado o coeficiente de encruamento foi calculado através de equações disponíveis na literatura que correlacionam composição e tamanho de grão com o coeficiente de encruamento. A textura preferencial dos dois aços também foi avaliada através de figuras de função de orientação da distribuição e o comportamento dos dois aços foi relativamente semelhante, onde o aço com melhor desempenho demonstrou um aumento na componente {223} também conhecida como γ'. O estudo através de elementos finitos mostra que região mais solicitada da peça tem conformação predominada por estiramento. Por fim é mostrada a melhor distribuição das deformações na peça-exemplo produzida com aço de maior coeficiente de encruamento. Concluindo o trabalho permitiu a avaliação da influencia da redução aplicada na laminação de acabamento de aços de baixo teor de carbono nas propriedades mecânicas do aço e também o resultado deste comportamento mecânico na peça-exemplo adotada.Também permitiu avaliar a evolução da textura cristalográfica dos dois aços escolhidos antes e após a conformação da peça-exemplo. / The forming process of plain sheets, stamping, consists on the obtainment of parts according to the project of the process and the product. A safety margin becomes necessary so that the process variations and of the material can be absorbed and the success is reached in the process of production of the component. The present paper shows aspects of formability of a steel sheet of low carbon content, the most used material in the stamping process. These aspects are described and demonstrated how they influence the stamping process. In the presented case, it is proven that with the application of the scientific knowledge of mechanical behavior of the material an improvement in the performance of the process is reached and, consequently, the reduction of costs and the increase of competitiveness. As main objective, the present work study the influence of the cold reduction applied on skin pass of the cold rolling process on the strain hardening coefficient and to show how this study had participated on the solution and application of an part. Consequently it has as secondary objective the study of influences of the size of grain in the coefficient of strain hardening, the development of texture before and after forming of the part and to demonstrate the importance of the use of the method of finite elements in the forming process for determination of the predominant types of forming in the stamping process. For accomplishment of this paper two steel of low carbon content had been used with similar chemical composition but with differentiated rolling processes of manufacture. Special attention was given to the reduction applied in the skin pass of both steel, through the use of measurers of thickness and reduction through x-ray. The steel had been characterized before the stamping of the part above crystallographic texture through x-ray diffraction and EBSD, above mechanical properties through mechanical tensile tests and above microstructure and size of grain through metallography. A simulation of stamping process of the part through finite elements was carried out with the objective of determine the type of predominant forming in the most requested region of the part. The part was formed in mechanical presses and characterized the distribution of the deformations through the measurements circle grids, previously printed in the surface of the sheet, in the region most requested as previously determined through the simulation. The crystallographic orientation of the most requested region was also characterized. The results show influence of a small variation in the rolling reduction, 0.73% and 0.34%, applied in the skin pass on the strain hardening coefficient. For confirmation that the pplied skin pass was the main influence in the strain hardening coefficient result, was calculated hrough available equations in literature that correlate composition and grain size with the strain hardening coefficient. The preferential texture of two steel was also evaluated through figures of orientation function distribution and the behavior of two steel was relatively similar, where the steel with better performance demonstrated an increase in the {223} component also known as γ'. The study through finite elements shows that the more requested region of the part has forming predominated for stretching. Finally the best distribution of the deformations in the part produced with steel of higher coefficient of train hardening is shown. Concluding the work allowed the evaluation of influences of the skin pass on the rolling of steel of low carbon content in the mechanical properties of the steel and the result of this mechanical behavior in the adopted part. Also it allowed to evaluate the evolution of the crystallographic texture of two steel chosen before and after.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os aços inoxidáveis duplex vêm sendo cada vez mais utilizados em aplicações que demandam maior resistência à corrosão que os aços inoxidáveis tradicionais. Suas aplicações em estruturas ao ar livre, ou submersas, motivam estudos sobre seu desempenho em variadas situações, como no caso de exposição ao desgaste erosivo.O presente trabalho estuda os efeitos da erosão por impacto de partículas sólidas em superfícies de amostras de um aço inoxidável duplex UNS S32205, tanto do ponto de vista morfológico quanto do topográfico. Superfícies de amostras polidas e posteriormente submetidas a ataques erosivos com partículas de alumina em fluxo de ar, foram examinadas por microscopia eletrônica de varredura, para verificação das formas de desgaste obtidas, e submetidas a ensaios de rugosidade, para determinação do perfil e avaliação da evolução do processo erosivo. Foi feito um exame mais detalhado de formatos de crateras, para comparação com mecanismos propostos em modelos descritos na literatura e com resultados de simulações pelo método dos elementos finitos. Nesse aspecto, o método utilizado mostrou-se tão eficaz quanto aos métodos tradicionais de estudos balísticos com uma só partícula, além de mais abrangente e econômico. As medidas de rugosidade superficial e as informações estatísticas derivadas sinalizaram a possibilidade de utilização dessa ferramenta para avaliar as condições de efetiva perda de massa, que caracterizam a erosão. / Duplex stainless steels are being increasingly used in applications that require a greater corrosion resistance than traditional stainless steels. Its applications in both, outdoor or submerged structures, motivate the studies on its performance in various situations, as in the case of exposure to erosive wear. This work studies the effects of erosion by impact of solid particles on surfaces of samples of duplex stainless steel UNS S32205, from the point of view of both aspects, morphological and topographycal. Polished surfaces of the samples were subjected to erosive attacks by alumina particles in air flux, with different exposure times. These were examined by scanning electron microscopy, looking at the forms of wear obtained and the surfaces roughnesses were measured, aiming to follow the evolution of the erosive process. It was made a more detailed examination of craters, for comparison with the proposed mechanisms in models described in the literature and with the results of simulations by the finite elements method. In this aspect the method proved to be as effective as the traditional methods of ballistic studies using single particles, as well as to be more comprehensive and economic. The measures of surface roughness and the statistics from the derived data signaled the possibility of use of this tool to evaluate the beginning of the effective loss of mass, which characterizes the erosion.

Submitted by Douglas dos Santos (santosdouglas@bol.com.br) on 2017-02-14T16:15:07Z No. of bitstreams: 1 DOUGLAS SANTOS.pdf: 21576460 bytes, checksum: bffe3cdab84e078db037d13093fdd016 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-16T15:17:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_d_dr_guara.pdf: 21576460 bytes, checksum: bffe3cdab84e078db037d13093fdd016 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T15:17:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_d_dr_guara.pdf: 21576460 bytes, checksum: bffe3cdab84e078db037d13093fdd016 (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / O aço 300M surgiu como uma melhoria do aço de alta resistência SAE 4340, este foi desenvolvido para adquirir melhor tenacidade e soldabilidade em aplicações que exigem melhores propriedades mecânicas, foram feitas pequenas alterações nos elementos de liga como a adição de vanádio e elevação no teor de silício. Este trabalho realizou tratamentos de superfície de nitretação a Plasma e de carbonetação a Laser na superfície de um aço 300M com estrutura bainítica. A microestrutura bainítica foi obtida por resfriamento isotérmico na temperatura de 300°C durante 60 minutos, a partir da região de austenitização, elevando a dureza de 380 para 474 HV. O tratamento de superfície de carbonetação, utilizando um laser de CO2 de baixa potência (125 W) utilizou como revestimento negro de fumo, com objetivo de adicionar carbono e criar uma camada protetora. O tratamento de superfície por nitretação a plasma ocorreu na temperatura de 500ºC durante 3 horas, em uma atmosfera com mistura de gases N2 e H2. As amostras foram caracterizadas por microscopia óptica. Foram analisadas as espessuras da camada de compostos formada na superfície, em torno de 20 μm, e da zona termicamente afetada pelo calor (ZTA), em torno de 45 μm, para tratamento a laser. Pelo tratamento de nitretação, a camada formada na superfície do aço, apresentou uma região branca com aproximadamente 3 μm e uma camada de difusão atômica endurecida com cerca de 20 μm. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de ensaios de tração e fadiga uniaxial. Os resultados mostraram que o comportamento mecânico em tração foi fortemente afetado pela microestrutura bainítica, aumentando os níveis do limite de escoamento e de resistência. Estas propriedades em tracão não foram afetadas pelos tratamentos de superfície. No desempenho da vida em fadiga, o tratamento de superfície a plasma apresentou melhor comportamento, melhorando significativamente as propriedades em fadiga. / 300M steel was developed from high-strength steel SAE 4340, the goal of this improvement was get better toughness and weldability in applications requiring improved mechanical properties; with small changes in alloy elements, addition of vanadium and especially the silicon content. This work uses low-power laser CO2 (125 W) for introducing carbon into the surface of 300M steel with bainitic structure. The bainitic microstructure was obtained by isothermal cooling at 300 °C for 60 minutes after austenitizing at 850 ºC for 30 minutes; this heat treatment increased the hardness of 360 HV for 474 HV. The CO2 laser parameters as resolution and power were kept constant and the speed is varied. It was used as carbon black coating to better the absorption of light laser. Treatment plasma nitriding surface was at a temperature of 500° C for 3 hours in atmosphere having a gas mixture N2 e H2. The samples were characterized by optical microscopy. They were analyzed thicknesses of the layers formed on the surface around 20 μm, and the heat affected zone (HAZ) about 45 μm, for laser treatment. To nitriding treatment, the layer formed on the surface of the steel showed a white area of approximately 3 μm and 20 μm near HAZ. The mechanical properties were analyzed using tensile and fatigue tests. The results showed that the mechanical properties in tensile tests was strongly affected by the bainitic microstructure. The steel that received the nitriding surface plasma treatment showed better fatigue behavior.