Submitted by Larissa Ribas de Lima null (larissa.ribas@grad.itapeva.unesp.br) on 2017-04-27T03:51:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Larissa R L Soares.pdf: 3649346 bytes, checksum: 2227d304d6690e062c3d9c68bced5199 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-03T14:10:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 soares_lrl_me_guara.pdf: 3649346 bytes, checksum: 2227d304d6690e062c3d9c68bced5199 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-03T14:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 soares_lrl_me_guara.pdf: 3649346 bytes, checksum: 2227d304d6690e062c3d9c68bced5199 (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Alternativas para otimizar os processos de fabricação por usinagem têm sido buscadas com o objetivo de diminuir custos, aumentar produtividade e diminuir problemas ambientais. Entre essas alternativas destacam-se a procura pela usinagem a seco, o desenvolvimento e aprimoramento de materiais para ferramentas de corte e de recobrimento da mesma e a usinagem de aços endurecidos com o intuito de eliminar o processo de retificação. Com base nisto, neste trabalho foi analisado o fresamento frontal, do tipo abertura de canal, do aço SAE 4340 na forma recozida e na forma endurecida (temperado e revenido), utilizando ferramenta de metal duro com recobrimento de TiAlN e TiN na condição à seco. Este aço é comumente utilizado em componentes mecânicos, solicitados à esforços dinâmicos, na indústria automobilística e aeroespacial. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade da usinagem a seco deste aço na forma endurecida, através da análise do comportamento da qualidade superficial, da potência consumida, da vibração, da emissão acústica, do desgaste das ferramentas e das formas e tipos de cavacos produzidos nas diferentes condições de usinagem. Esta pesquisa foi realizada em um Centro de Usinagem CNC, variando-se os parâmetros velocidade de corte e avanço. Os ensaios foram realizados em duas etapas, no qual, na primeira etapa as amostras do material, nas duas formas mencionada (recozido e endurecido), foram usinadas com Vc de 200 e 300 m/min e avanço de 0,1 e 0,04 mm/dente. Na segunda etapa, o material recozido foi ensaiado com uma Vc de 400 m/min e o material endurecido foi ensaiado com uma Vc de 300 m/min, em ambos os casos, os ensaios foram realizados nos dois níveis de avanço. Através da análise dos resultados, conclui-se que o endurecimento do aço 4340 contribuiu para uma menor rugosidade (Ra e Rt) das peças produzidas. Comprovando, através dos valores obtidos para o parâmetro Ra, que o fresamento frontal do aço 4340 endurecido, com uma Vc de 200 m/min e avanço de 0,04 mm/dente, pode substituir o processo de retificação em boa parte das aplicações. E por fim, a utilização da velocidade de corte de 300 m/min com usinagem a seco, se mostrou inviável em relação ao desgaste provocado na ferramenta de corte e aos resultados obtidos para as variáveis de saída. / Alternatives to optimize machining processes have been sought with the aim of reducing costs, increasing productivity and reducing environmental problems. Among those options, it is highlighted the demand for dry machining, the development and improvement of materials for cutting and covering the same tools and the machining of hardened steels in order to eliminate the grinding process. On this basis, this paper analyzed the steel face milling, of channel opening type, SAE 4340 in annealed form and in hardened form (quenched and tempered) using carbide tool with coating TiAlN and TiN in the dry condition. This steel is commonly used in mechanical components, ordered the dynamic forces in the automotive and aerospace industry. The aim of this study was to investigate the behavior of the surface quality, consumed power, vibration, acoustic emission, wear of tools and forms and types of chips produced in different machining conditions. This research was conducted in a CNC Machining Center, varying the parameters cutting speed and feed. The tests were carried out in two stages, in which, in the first step, samples of the material in the two forms mentioned (annealed and hardened) were machined with Vc of 200 and 300 m/min and advance of 0,1 and 0,04 mm/tooth. In the second step, the annealed material was tested with a Vc of 400 m/min and the cured material was tested with a Vc of 300 m/min, in both cases the tests were performed at both feed rates. In which, through the analysis of the results, it is concluded that the hardening of the 4340 steel contributed to a lower roughness (Ra and Rt) of the produced parts. Verifying, through the values obtained for parameter Ra, that the front milling of hardened 4340 steel, with a Vc of 200 m/min and an advance of 0.04 mm/tooth, can replace the grinding process in most applications. Finally, the use of the cutting speed of 300 m / min with dry machining was not feasible in relation to the wear caused by the cutting tool and the results obtained for the output variables.

Foi estudado o efeito do elemento químico berílio nos aços inoxidáveis austeníticos objetivando um material com boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Para isso foram fundidas a vácuo, três ligas inoxidáveis experimentais utilizando a matriz do aço inoxidável austenítico AISI do tipo 18-10. Os resultados foram direcionados às ligas experimentais nos estados solubilizado; solubilizado e envelhecido; solubilizado deformado 30% e envelhecido. Os testes metalográficos, de microdureza, corrosão e dilatométricos evidenciaram o berílio como um elemento de forte efeito envelhecedor, em tempos de tratamento relativamente curtos, propiciando aos aços inoxidáveis experimentais bons padrões de alongamento em parceria com boa resistência ao escoamento. Tais parâmetros possibilitam às ligas experimentais serem utilizadas como materiais que possam ser obtidos em formas desejadas e possuindo a propriedade que não é própria dos aços inoxidáveis austeníticos, isto é, o envelhecimento. / The effect of the chemical element beryllium in austenitic stainless steel was studied as an attempt to design a material with good mechanical properties and resistent to corrosion. Three experimental stainless steel alloy were cast in vaccum using the matrix of the austenitic stainless steel type 18-10. The results were directed with the experimental alloys in the states solubilised, solubilised and aged, and solubilised and worked to 30% and aged. The metallographic, micro-hardness, corrosion and dilatometric tests showed the remarkable effect of the element beryllium as a powerful aging agent for relatively short treatment times giving good paters of elongation as well as good mechanical properties to the tested stainless steels. Such parameters make it possible for the experimental alloys, to be used as materiais in different shapes and having the property which is not a characteristic of this steel, that is, aging.

Orientador: Paulo Roberto Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T15:44:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Libardi_Rodolfo_D.pdf: 11570692 bytes, checksum: ae65646f59b17829db3dc6fa7cd5ba8e (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Realizou-se um estudo em diferentes condições de laminação em aços eutetóides com adições isoladas e múltiplas de microligantes , totalizando ao todo cinco composições, denominados 8Ti = 0,01 %Ti / 8Nb = 0,02 %Nb / 8 NbTi = 0,01 % Nb e 0,015% Ti / 8NbV = 0,01 % Nb e 0,12 % V / 8NbVTi = 0,01 % Nb, 0,019 % Ti e 0,12 % V (% em peso).... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The influence of different rolling conditions on eutectoid steels with single and multiple microalloying additions has been studied. The steels were designated as : 8Ti = 0.01 %Ti; 8Nb = 0.02 %Nb; 8 NbTi = 0.01 % Nb and 0.015% Ti; 8NbV = 0.01 % Nb and 0.12 % V; 8NbVTi= 0.01 % Nb, 0.019 % Ti and 0.12 % V (weight %). ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Os aços de ultra resistência com médio carbono e baixa liga apresentam excelentes propriedades de resistência mecânica e à fadiga além de uma elevada temperabilidade. No entanto, tais aços apresentam o fenômeno da têmpera ou de tratamentos superficiais. O aço 300M foi desenvolvido visando a ampliação desta faixa, permitindo tratamentos em temperaturas em torno de 350ºC viabilizando o emprego da técnica de nitretação do mesmo por plasma sem a consequente fragilização. Neste trabalho comparou-se as características e propriedades do aço 300M nitretado por plasma à 350ºC e 550ºC com os aços de alta-resistência AISI 4340, 4140 e 5140 nitretados à 550ºC. Variou-se as condições de tratamento de forma a verificar a influência do tempo de nitretação e de frequência de pulso nas camadas nitretadas. Verificou-se que a nitretação por plasma demostrou ser bastante efetiva para conferir resistência ao desgaste abrasivo para todos os aços nitretados. O aço 300M nitretado em 350ºC apresentou no ensaio de desgaste abrasivo comportamento similar aos demais aços nitretados em 550ºC, enquanto que o melhor resultado geral foi alcançado pelo 300M nitretado à 550ºC em CC durante 6 horas, devido à formação de uma camada dupla de levada dureza e espessura. / The ultrahigh-strength steels with medium carbon and low alloy, like AISI 4340, show excellent tensile strength and fatigue properties further higher hardenability. However, these steels have the phenomenon of tempering embrittlement, that restrict the temperature of treatments after quench or surfaces treatments. The 300M steel was developed aiming the enlargement this area of application, this steel permits treatments in temperatures about 350°C what allowed to use the plasma nitriding without problems with the embrittlement. In this production were compared the properties of the nitrited layers of the 300M nitriding by plasma in 350°C and 550°C with the steels AISI 4340, AISI 4140, AISI 5140 nitriding in 550°C. Plasma nitriding conditions like time and pulse frequency were varied. It was checked that the plasma nitriding showed good performance to improve the resistance to the abrasive wear in ali the steels tested. The 300M steel nitrited in 350°C showed results similar to the others in the pin-on-disk test and the better result occurred to the 300M steel nitrited in 550°C in dC plasma during 6 hours, because of a duble compound lawyer that arouse with a high thickness and high hardness.

Diversas pesquisas em processos de soldagem para construção naval concentram-se em reduzir peso, aumentar a eficiência de energia, melhorar a resistência à corrosão e à tenacidade, bem como reduzir custos e tempo na construção dos navios. O aço naval microligado, AH36, apresenta boa correlação entre estrutura, propriedades mecânicas e soldabilidade. Estas características se devem principalmente a redução dos teores de carbono em função do uso de elementos microligantes como V, Nb e Ti, e do tipo de processo de obtenção das chapas pelo processo termomecânico seguido de resfriamento acelerado (em inglês: Thermomechanical control process -TMCP). Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar a soldagem do aço naval AH 36 pelo processo de arco submerso com um e dois arames. Para tanto foram empregados os ensaios mecânicos de tração, de dobramento e de dureza. A tenacidade foi determinada pelo ensaio de Charpy com entalhe em V. Para caracterização metalográfica foram aplicadas as seguintes técnicas: Microscopia óptica (MO) e Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X. Os resultados mostraram que as juntas soldadas apresentaram limite de resistência máxima de 561 MPa, com rompimento localizado no metal de base. No ensaio de microdureza foi observado que a região de crescimento de grão da zona afetada pelo calor, no experimento com a técnica Tandem, apresentou-se a região mais rígida das juntas analisadas, também o valor de microdureza no metal de solda foi 10% maior que no metal de base. Os resultados dos ensaios de impacto Charpy V mostraram que a temperatura de transição dúctil frágil do metal de base é de -30ºC. Da mesma maneira, o menor valor de energia absorvida foi para região do metal de solda. Através da análise da micrografia foi possível identificar diferentes morfologias de ferrita, a presença de perlita e pequenas regiões de martensita, bem como a presença de agregados MA. / Several researches in welding processes for shipbuilding has been focusing on reducing weight, increasing energy efficiency, improving corrosion resistance and toughness as well as reducing costs and time in the construction of ships. The microalloyed steel AH36 shipbuilding presents a good correlation among structure, mechanical properties and weldability. These features are mainly because reduction in carbon content due to the use of microalloying elements such as V, Nb and Ti, together with the process of steel plates by thermomechanical control process (TMCP), Therefore, the objective of this study is to evaluate the welding of shipbuilding steel AH 36 by submerged arc process with one and two wires. It was utilized tests such as: tensile, bending and hardness tests. The toughness was determined by Charpy V-Notch test. The metallographic characterization was carried out by the following techniques: optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) and X-Rays diffraction. The results showed that the tensile test for welded joints presented maximum resistance limit of 561 MPa, and the rupture was located in the base metal. Microhardness test showed that the region of coarse grain of heat affected zone, in the tandem submerged arc welding (SAW), presented the hardest region of the welded joint, also the microhardness value in the weld metal was 10% greater than the metal base. Charpy V notch test tests depicted a ductile brittle transition temperature at about -30 ºC. In the same way, the lowest absorbed energy was identified in the weld metal region. Through microstructure characterization it was possible to identify different morphologies of ferrite, pearlite and the small presence of martensite, as well as, the presence of aggregates MA.

Para a garantia do bom desempenho dos fluxantes para lingotamento contínuo de aços no molde, a determinação da sua composição química é importante para garantir as propriedades necessárias para o seu perfeito funcionamento. O carbono é adicionado ao fluxante para controlar a velocidade de fusão do fluxante sobre o aço líquido, já que, se adequada, colabora para a disponibilidade de escória líquida suficiente para alimentar o intervalo existente entre a placa de aço em solidificação e o molde, garantindo a perfeita lubrificação. Neste trabalho é demonstrada a influência do efeito de duas fontes de carbono na velocidade de fusão dos fluxantes, através da utilização de uma nova concepção de forno elétrico no qual são colocados dois cadinhos vazados contendo fluxante in natura. Um dos cadinhos é utilizado para avaliação da amostra de referência. O desenvolvimento das reações de fusão do fluxante com o aumento da temperatura resulta em uma escória que, em função de sua fluidez, gera o escorrimento da massa fundida a uma taxa característica, a qual é registrada em um gráfico de massa x temperatura. Desta forma, é demonstrada a eficiência do uso deste equipamento para avaliação da velocidade de fusão, e da influência da fonte e teor de carbono, possibilitando a avaliação de diferentes alternativas de composições. Os ensaios de microscopia com aquecimento e análises térmicas também foram utilizados. / In order to assure good performance of mould flux for continuous casting of steel, the chemical composition definition is important to guarantee the properties needs to its perfect behavior in the mould. Carbon is added to the mould flux to control the melting rate, since this property is related to the availability of liquid slag to fill in the gap between the solidified steel and the cupper wall that assure a perfect lubrication. This work presents the influence of two carbon sources evaluated by an apparatus designed for testing the melting rate of mould fluxes. It is an electric resistance furnace in which two perforated at the bottom crucibles contain flux sample in natura. One of the crucibles is used for the reference sample. As the temperature increases and the melting of the flux takes place, liquid slag starts dropping from the crucible, which is attached to a load cell. Weight losses and temperature are simultaneously recorded and a plot of mass (grams) versus temperature (degree Celsius) is produced. The effect of carbon content of the flux mixtures on the melting rate has been investigated. The heating microscope and thermal analysis were also evaluated.

A corrosão é um dos problemas mais graves enfrentados pela indústria petroquímica, pois o desgaste de máquinas e equipamentos, decorrentes do processo corrosivo, acarreta um grande impacto tanto em termos econômicos, como operacionais e de segurança. A combinação de boas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão dos aços inoxidáveis duplex, especialmente em ambientes agressivos, tem sido o principal atrativo para sua crescente utilização na indústria petroquímica. Estes aços possuem estrutura mista de austenita e ferrita cujo arranjo e distribuição influenciam suas propriedades. A formação de fases intermetálicas durante o processo de solidificação e de tratamentos térmicos destes aços é um ponto decisivo no seu desempenho, podendo impedir a obtenção ou provocar a degradação das suas propriedades. O presente trabalho teve como objetivo investigar a evolução microestrutural do aço inoxidável duplex SAF 2205 na condição bruta de solidificação após tratamento térmico de solubilização em diferentes condições. O intuito foi detectar os efeitos produzidos na microestrutura e sua influência tanto na dureza como na resistência à corrosão do aço, com a variação do tempo de solubilização e da forma de resfriamento. A avaliação dos resultados se baseou em análises microestruturais, espectrometria de energia dispersiva, difração de raios X, determinação de dureza e ensaios eletroquímicos. Observou-se que o tratamento de solubilização afeta a homogeneidade da microestrutura do aço, e a forma de resfriamento promove a precipitação de fases intermetálicas. O resfriamento lento, em forno, levou à precipitação das fases intermetálicas, sigma e ’. A solubilização por 240 minutos possibilitou a obtenção de uma razão favorável entre as fases ferrita e austenita, o que beneficiou o processo de passivação do aço. Além disso, os resultados mostraram que para tempos maiores de solubilização combinados com um resfriamento lento, em forno, ocorre um aumento da dureza e reduz significativamente a resistência à corrosão do aço, devido ao aparecimento das fases sigma e ’. / Corrosion is one of the most serious problems faced by the petrochemical industry, because the wear of machinery and equipment, resulting from the corrosion process, entails economic, operational and safety impacts. The combination of good mechanical properties and corrosion resistance of duplex stainless steels, especially in harsh environments, has been the main attraction for its increasing use in the petrochemical industry. This steel has a mixed structure of austenite and ferrite whose arrangement and distribution influence its properties. The formation of intermetallic phases during the heat treatment of this steel is a crucial point in its performance, may avoid the obtainment or lead to degradation of its properties. This study investigates the SAF 2205 duplex stainless steel as-cast and its microstructural evolution after solution annealing treatment under different conditions. The aim was to detect the effects on the microstructure and its influence both in hardness and corrosion resistance of the steel, with the variation of the solution aneealing duration and the way of cooling. The evaluation of the results was based on the microstructural analysis, energy dispersive spectrometry measurements, X-ray diffraction, hardness and electrochemical tests. It was observed that the solution annealing treatment affects the microstruture homogeneity, and the way of cooling promotes the intermetallic phases’ precipitation. The slow cooling, in furnace, induces the precipitation of intermetallic phases, sigma and '. The solution annealing during 240 minutes allowed obtaining a favorable ratio between ferrite and austenite phases, which improve the steel passivation process. Besides, the results showed that the increase of the solution annealing duration combined with a slower cooling, in furnace, increase the hardness and decrease significantly the corrosion resistance of steel due to the precipitation of the sigma and ’ phases. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento quanto à corrosão do aço 300M em contato com 1,1,1-tricloroetano nas diversas condições de seu uso, tanto na ausência como na presença de água como impureza. O aço 300M é utilizado na fabricação de um dos componentes do Veículo Lançador de Satélites (VLS) denominado envelope motor. Diversos ensaios gravimétricos foram realizados simulando as condições quando o aço 300M é submetido à limpeza superficial pela ação de 1,1,1-tricloroetano, que é impelido, sob pressão, em direção às paredes internas do envelope motor à temperatura de ebulição do solvente. Dessa forma, a superfície do aço fica exposta à ação das fases líquida, vapor e líquida condensada do hidrocarboneto clorado. De conformidade com alguns trabalhos existentes na literatura que se referem a outros metais ou tipos de aço diferentes daquele utilizado neste trablaho, foi constatado que, no meio contendo apenas 1,1,1-tricloroetano, o aço 300M praticamente não sofreu corrosão, tanto na fase líquida como na fase de vapor. Entretanto, comportamento diverso foi observado quando a água estava presente no meio sendo constatado aumento da velocidade de corrosão do aço 300M em função da quantidade crescente de água. Outra constatação foi a de que o processo de corrosão ocorria na fase aquosa enquanto a fase orgânica pura não produzia qualquer perturbação à superfície do metal imerso e em contato com as duas fases. Foi observado, também, a existência de um tempo de "incubação" para a ocorrência do processo de corrosão, tempo esse que pode ser interpretado como sendo necessário para que fosse atingida uma concentração suficiente de HCl produzido na fase aquosa.

Neste trabalho é apresentado o efeito do tratamento térmico no aço inoxidável Fe-Mn-Si-Cr-Ni-Co com Efeito de Memória de Forma (EMF), processado por trefilação com diferentes reduções de áreas (RA). As amostras foram caracterizadas em termos da evolução microestrutural e do EMF. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio de técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, e medidas obtidas por difração de raios X. Foram realizadas medidas de dureza Vickers para acompanhar o encruamento e o amolecimento das amostras tratadas termicamente. A caracterização do EMF foi realizada por meio de ensaios de tração, com deformação de até 4%. A técnica de trefilação com posterior tratamento térmico de recozimento promoveu aumento na dureza do aço inoxidável em estudo de até 639 25 HV para a condição deformada com 57% de RA, seguida de recozimento em 550C por 1 h. Obteve-se uma recuperação de forma total de até 83% para uma amostra deformada com 57% de RA, seguida de recozimento em 850C durante 1 h.

Neste trabalho é apresentado o efeito do tratamento térmico e da composição química de aços inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-Ni com Efeito de Memória de Forma (EMF) processados por forjamento nas propriedades mecânicas e capacidade de recuperação de forma. As amostras foram caracterizadas em termos da evolução microestrutural, propriedades mecânicas, desgaste e recuperação de forma. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio de técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Foram realizadas medições de dureza nas diferentes condições de estudo para compreender a evolução do encruamento e amolecimento das amostras tratadas termicamente em diferentes temperaturas. A caracterização do EMF foi realizada por meio de ensaio de compressão, sendo aplicadas deformações de 4% e 6%, e do mecanismo de desgaste foi realizada por meio de ensaio do tipo pino contra lixa. Empregou-se a técnica de calorimetria diferencial de varredura para determinar as temperaturas de transformação de fase. O aumento da temperatura de austenitização e do tempo de patamar promoveu um aumento do tamanho de grão austenítico. A liga com maiores teores de cromo e níquel e menor teor de manganês apresentou menor crescimento de grão, maiores valores de dureza e de tensão de escoamento, independente da temperatura de austenitização utilizada, e melhor resistência ao desgaste. Também foi evidenciado, para esta liga, um contínuo incremento da máxima tensão em compressão à medida que a temperatura de austenitização aumentou, independente da deformação aplicada durante o ensaio de compressão. Comportamento exatamente inverso foi observado para a liga com menores teores de cromo e níquel e maior teor de manganês. Ao aumentar a temperatura de austenitização, independente da composição química, ocorreu uma redução significativa de dureza, mas não foi observada alteração da tensão de escoamento, que até apresentou um pequeno aumento. As ligas estudadas apresentaram resultados de módulo de elasticidade estatisticamente iguais mesmo com a diferença de composição existente. A alteração da temperatura de revenimento não implicou em mudança significativa de dureza. No entanto, a liga com maiores teores de cromo e níquel e menor teor de manganês apresentou aumento de dureza após o revenimento, comportamento exatamente oposto às demais ligas estudadas. Na análise microestrutural observou-se o aparecimento de pequenos precipitados ricos em cromo e silício, o que confirma a ocorrência de endurecimento secundário para esta liga. Este efeito parece ser tanto maior quanto maior é a temperatura de austenitização utilizada. A liga com menores teores de cromo e níquel e maior teor de manganês apresentou melhor capacidade de recuperação total independente da deformação aplicada. Comprovou-se que, se a resistência mecânica da matriz é menor, obtém-se uma melhor capacidade de recuperação de forma. Para este material, a contribuição da recuperação de forma supera a contribuição associada à recuperação elástica. Obteve-se uma recuperação total de 3,9% para a liga com menores teores de cromo e níquel e maior teor de manganês ao ser aplicada deformação de 6%, resultado obtido quando a austenitização foi realizada a 950C. Esta liga não apresentou variação significativa nas temperaturas de transformação de fase independente da temperatura de austenitização empregada.