O presente estudo foi desenvolvido com tratamentos térmicos de um aço de Alta Resistência e Baixa Liga - ARBL, contendo 0,11%C e outros elementos como Mn, Si, somando-se a adição de Nb como microligante. Os tratamentos térmicos contemplaram diversos roteiros de aquecimento e resfriamento, com austenitização plena e intercrítica. Os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de tração, dureza, fadiga e metalografia com microscopia óptica. Dessa forma puderam ser associadas propriedades mecânicas e textura do material, correlacionando-as com os tratamentos térmicos. O trabalho divide-se em duas etapas denominadas exploratória e direcionada. A etapa exploratória destinou-se a ampla avaliação da gama de propriedades que o aço poderia oferecer, e servir de base para uma etapa complementar denominada direcionada. A etapa direcionada utilizou-se como referência dos roteiros de tratamentos térmicos da etapa exploratória que resultaram em propriedades mecânicas de maior significância, reproduzindo tais tratamentos em parte, porém com alterações que apontavam no sentido de incrementar a resistência mecânica do aço. Todos os tratamentos térmicos envolveram têmpera do aço, porém devido ao baixo teor de carbono, fases como ferrita e carbetos compartilharam estruturas polifásicas com a martensita. A ocorrência de ferrita, perlita, bainita e martensita em diversos roteiros, caracterizam a microestrutura como multifásica. Apesar da ocorrência de martensita em ilhas, é na condição de martensita dispersa que foram obtidos os mais elevados valores de resistência mecânica, majorando-se em até cerca de 90% o limite de resistência médio previsto pelo fabricante, na condição de fornecimento.

Este trabalho teve como objetivo investigar a viabilidade de um novo método de micro-soldagem de chapas finas utilizando um laser de Cu-HBr que emite pulsos intensos com duração de nanosegundos em alta taxa de repetição. Nos métodos tradicionais, a micro-soldagem de chapas finas é realizada com laser contínuos ou com pulsos de baixa intensidade e de longa duração ( > 1ms) que permitem um comprimento de difusão térmica da ordem da espessura das chapas. Lasers com pulsos curtos (10 a 100 ns) são utilizados preferencialmente em processos de corte e furação de materiais. Um amplo estudo experimental do processo de micro-soldagem com pulsos curtos foi realizado utilizando chapas de aço inoxidável (AISI 304) com espessuras entre 25 mm e 100 mm. As principais características do feixe do laser de Cu-HBr foram medidas em todas as condições experimentais, permitindo uma determinação precisa da intensidade do laser na região de micro-soldagem. Os resultados deste estudo indicaram que é possível controlar o intervalo de parâmetros do processo para se obter um cordão de solda com alta razão de aspecto e reduzida zona afetada termicamente. Foi desenvolvido um modelo teórico para explicar a interação de pulsos curtos emitidos com alta taxa de repetição no processo de soldagem. Os resultados deste modelo indicaram que embora a intensidade do laser de Cu-HBr seja suficiente para perfurar as chapas de aço, é possível controlar a geometria do furo de forma a que o material vaporizado fique aprisionado e condense nas paredes internas da cavidade perfurada. Nestas condições experimentais controladas as chapas finas de aço foram soldadas com potências médias de laser entre 10 e 20 W, muito inferiores aos valores utilizados pelos métodos tradicionais.

O presente trabalho analisa as propriedades metalúrgicas de aços ligados para a fabricação de moldes e os seus reflexos na usinabilidade. Os aços em questão são: ISO P20, ISO P50 e ISO P100. Os parâmetros de usinabilidade estudados são: vida de ferramenta com passadas retilíneas, vida de ferramenta por meio de abertura de cavidade, força de corte, avaliação do cavaco e acabamento superficial. Para uma mesma condição de corte, o aço ISO P50 destaca-se no parâmetro de vida de ferramenta. Isto se deve a adição de cálcio, que refina os grãos, e à ausência de cromo em sua composição. O ISO P20, o aço mais tradicional nas ferramentarias, possui cromo em sua liga que, por ser abrasivo à ferramenta de corte prejudicou o resultado da vida de ferramenta. O ISO P100 apresenta carbonitretos em sua liga, elementos altamente duros e abrasivos, porém com pouca tensão residual. A tarefa de seleção do aço não é fácil. Para lançamentos de novos produtos, onde o tempo de lançamento é fundamental, o uso do aço ISO P50, embora custando em média o dobro que o ISO P20, deve ser levado em conta. Para moldes onde há muitos furos e/ou tolerâncias pequenas, o uso do ISO P100 pode ser necessário. Para o caso de produtos já em linha, e que existe a necessidade de substituição de um molde em funcionamento e a um maior tempo de planejamento, o ISO P20 ainda mantém o melhor custo benefício.

Este trabalho tem por objetivo estudar as propriedades térmicas, de retardância de chama e de proteção contra corrosão de uma tinta comercial à base de resina epóxi-siloxano (Polysiloxane XLE) modificada. Diferentes concentrações de polifosfato de amônio e hidróxido de alumínio foram utilizados como retardantes de chama e a concentração ótima para emprego na tinta foi determinada por um viscosímetro Brookfield, termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e índice limite de oxigênio (LOI). Os ensaios de viscosidade, TG, DSC e LOI mostram que a tinta com 20% (m/m) de hidróxido de alumínio apresenta os melhores resultados. As amostras de aço carbono foram recobertas aplicando-se uma demão de tinta, duas demãos de tinta e uma demão de um primer comercial (Sumazinc 280) seguido de uma demão de tinta. Os testes de corrosão foram feitos por exposição às câmaras úmida, de névoa salina, Q-Fog, e de SO2, e por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Segundo os ensaios de névoa salina e Q-Fog as amostras pintadas com primer e tinta são mais resistentes à corrosão. Por EIS verifica-se que os maiores resultados de resistência à corrosão (> 1011 Ohm cm-2) foram obtidos a partir das amostras recobertas com duas demãos (tinta ou primer e tinta) da tinta sem retardante de chamas. A adição do retardante de chama contribui para o aumento da porosidade do filme formado pela tinta, entretanto, a resistência dos filmes foi maior que ~109 Ohm cm-2.

Bactérias da espécie Acidithiobacillus ferrooxidans têm sido largamente estudadas ao longo dos últimos anos devido a sua capacidade de oxidação do ferro e do enxofre, o que permite seu emprego em biolixiviação de minérios. Por outro lado, estas bactérias podem acarretar sérios danos de engenharia, devido à corrosão induzida por elas, conhecida como biocorrosão. Para inibir a ação das bactérias, costuma-se empregar biocidas, entretanto a maioria destes compostos pode gerar danos ao meio ambiente. Neste trabalho, avaliou-se a corrosão induzida por Acidithiobacillus ferrooxidans sobre aço carbono AISI 1020 e sobre superfícies recobertas com uma tinta a base de epóxi-siloxano (Polysiloxane XLE). Ensaios de polarização potenciodinâmica, de espectroscopia de impedância eletroquímica e de perda de massa foram realizados para avaliar a potencialidade de corrosão das bactérias e microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para avaliar a microestrutura das superfícies submetidas aos meios de cultura contendo microorganismos. Os resultados mostraram que, na ausência de tinta epóxi-siloxano, a bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans acelera a corrosão do aço 1020 e, após 7 dias, observou-se a formação de biofilme poroso e frágil. Para amostras revestidas com tinta, observou-se a formação de uma espessa camada de biofilme após 5 dias, não sendo visualizada corrosão da amostra durante este período e os ensaios eletroquímicos apontaram para uma maior proteção à corrosão nestas amostras.

Estima-se que o prazo médio de planejamento das grandes corporações japonesas ultrapassa duas décadas, enquanto que o do governo nipônico avizinha-se de meio século. No Brasil, onde décadas de instabilidade produziram a cultura do curto prazo, o debate sobre os contornos do mercado da siderurgia no futuro reveste-se de particular interesse (CGEE, 2009). Afinal, bom número dos sucessos a que se assiste hoje na área empresarial e das políticas de governo deve-se a decisões que souberam antecipar o futuro. Menos do que um exercício de ficção corporativa, e mais adequado na condição de exercício intelectual, este trabalho tem o objetivo de trazer ao debate os possíveis desdobramentos das grandes mudanças que já começam a emergir no universo siderúrgico. Que valores vão fundamentar seu crescimento? A evolução recente da produção siderúrgica não deixa dúvidas com relação a sua reorganização no cenário mundial. Com o crescimento praticamente estagnado e queda do valor estimado da produção na década de 90, sintomas típicos da fase de maturidade da indústria, um fluxo de investimentos localizado, principalmente na região do sudeste asiático, deu a este setor uma nova dinâmica. Este trabalho investiga este setor e utiliza reconhecida metodologia de cenários prospectivos para analisar o futuro da demanda e da produção de aço na China no ano de 2025, fato que pode justificar decisões de investimentos de longo prazo nesse segmento de mercado, criar conhecimento para o desenvolvimento de políticas públicas focada nessa indústria estratégica para o Brasil, aumentar e/ou proteger o potencial das siderúrgicas brasileiras, identificar oportunidades (ou ameaças) para a indústria siderúrgica no Brasil e justificar investimentos das empresas siderúrgicas no Brasil. Os resultados encontrados apontam para o aumento da demanda por aço nos quatro cenários distintos elaborados.

Aços constituem a categoria de material metálico mais utilizada industrialmente. Sua grande aplicação deve-se a diversos fatores, como produção em larga escala, baixo custo, por possuírem uma vasta faixa de propriedades mecânicas, entre outros. O aço SAE/AISI 4340 é tratável termicamente, baixa liga, contendo níquel, cromo e molibdênio, combina excelente temperabilidade com alta ductilidade, tenacidade e resistência, possui alta resistência à fadiga e à fluência. O fenômeno de fratura por fluência é um dos grandes problemas da área industrial devido ao crescente nível de exigência das condições de operação empregadas em usinas de geração de energia, instalações químicas e em componentes estruturais aplicados nas indústrias aeroespaciais. Com o objetivo de compreender o mecanismo de fluência e caracterizar microestruturalmente o aço 4340, elaborou-se corpos-de-prova de seção cilíndrica para ensaios de fluência com 500C (200 MPa), 550C (200, 250 e 300 MPa) e 600C (200 MPa), a partir de uma barra de aço laminado, na condição como recebido. Foram traçadas as curvas de fluência e determinadas as taxas de fluência de segundo estágio para as condições ensaiadas, foi obtido o expoente de tensão n para 550C e a energia de ativação Q para 200MPa. A caracterização microestrutural do material depois do ensaio de fluência foi feita através de microscopia óptica. O expoente de tensão de 8.02 e a energia de ativação de 372.2 kJ/mol indicam que o mecanismo de fluência se dá por movimentação de discordâncias. O aumento da temperatura e o aumento da tensão causam aumento exponencial da taxa de fluência.

Neste trabalho foram estudadas e desenvolvidas conexões para serem utilizadas no Sistema de Controle de Rolamento do Veículo Lançador de Satélites (VLS) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) do Comando-Geral de Tecnologia Aeroespacial (CTA). Foi utilizada a técnica de soldagem por fricção de materiais dissimilares. Os materiais utilizados foram: aço inoxidável AISI 304 e ligas de alumínio 6351-T6 e 5052. Primeiramente, foram elaborados corpos-de-prova e submetidos a testes de soldagem de topo, com o intuito de serem levantados alguns parâmetros de soldagem. Houve também a necessidade de se fazer um estudo da rugosidade da superfície de fricção do aço inoxidável. Os resultados obtidos retratam as condições de rugosidade para o par aço inoxidável - alumínio. Após os estudos, os corpos-de-prova obtidos pelo processo de soldagem foram submetidos a ensaios mecânicos de tração, para obtenção dos valores do limite de resistência à tração da junta soldada em relação à rugosidade. Após os ensaios de tração, os corpos-de-prova que apresentaram melhores resultados foram preparados metalograficamente e examinados por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, análise química dispersiva de raios X e ensaios de microdureza Vickers. Com base nos resultados obtidos, foi estudada e projetada uma geometria especialmente desenvolvida para atender todas as necessidades de segurança exigidas para a utilização no Sistema de Controle de Rolamento do veículo. A geometria desenvolvida possibilitou a encapsulamento do alumínio, pela diminuição de sua deformação plástica, aumentando a área de contato e o ancoramento entre os dois materiais. Com isto melhorou-se a área de difusão do alumínio na superfície do aço inoxidável e também o ancoramento mecânico.

Nitretos de ferro são importantes materiais em metalurgia, especialmente como constituintes das chamadas camadas de compostos, produzidas na superfície de peças fabricadas em aço e endurecidas por nitretação e carbonitretação. Mais recentemente, os nitretos de ferro reapareceram na literatura, mas agora, como filmes finos e potenciais candidatos para utilização em cabeças de gravação magnéticas. Com o objetivo de investigar este assunto, uma série de experimentos de nitretação iônica é conduzida em amostras de aço inoxidável austenítico da classe SAE 303, usando um aparato experimental baseado em uma descarga luminescente dc localizada entre os pólos magnéticos de um eletroíma. Neste sistema, a amostra é colocada como catodo e o campo magnético (B), uniforme e perpendicular à superfície da amostra, pode variar de zero a 1440 gauss. Os processos de nitretação são levados a efeito sob uma temperatura constante de 430 oC e pressão de 5,0 Torr, enquanto diferentes misturas de N2-H2 são usadas. As camadas nitretadas são caracterizadas por difração de raios-X, microdurezas Vickers e Knoop, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia Mössbauer de elétrons de conversão (Conversion Electron Mössbauer Spectroscopy, CEMS). Os resultados mostram uma forte influência do campo magnético aplicado sobre as propriedades mecânicas da superfície das amostras, como conseqüência das diferentes fases de nitretos formadas. Um decréscimo na dureza superficial, com o aumento do campo magnético, é observado em todas as condições estudadas. As camadas nitretadas obtidas, utilizando-se uma mistura de 20% N2 - 80% H2, são monofásicas, consistindo de nitretos do tipo e. Já as camadas nitretadas, produzidas utilizando-se misturas mais ricas em nitrogênio, 50% N2 - 50% H2 e 80% N2 - 20% H2, revelam-se polifásicas, sendo contituídas pelos nitretos e e g', ocorrendo a formação do nitreto Fe4.4N em detrimento do nitreto Fe3N com o aumento do campo magnético.

O presente trabalho estuda a relação entre as transformações de fase que podem ocorrer durante o envelhecimento a 475C e 650C e o grau de sensitização do aço inoxidável dúplex UNS S31803, por meio da realização de ensaios de reativação eletroquímica potenciocinética de ciclo duplo (DL-EPR) em solução 2M H2SO4 + 0,5M NaCl + 0,01M KSCN. Verifica-se que o envelhecimento do aço em estudo a 475C leva a aumentos da dureza global e da fase ferrita do material em função do tempo de envelhecimento, devido à formação de fase alfa linha na ferrita original. Além disso, a análise da amostra envelhecida a 475C por 360 h, pela técnica de microscopia eletrônica de transmissão, indica a presença de precipitados na ferrita, que são de fase alfa linha. No início do envelhecimento, a 650C, verifica-se um aumento na fração de austenita em conjunto a uma redução da fração de ferrita, indicando a formação de austenita a partir da ferrita, que pode ser denominada austenita de reequilíbrio. As análises por microscopia eletrônica de varredura e por difração de raios X das amostras envelhecidas a 650C mostram que, além das fases ferrita e austenita, também há a presença de nitretos de cromo e de fases intermetálicas, como sigma e chi. Assim, na temperatura de 650C, a formação de fases ricas em cromo e molibdênio, como as fases sigma e chi, foi tratada como a formação de fase intermetálica. A 650C verifica-se a presença de fase intermetálica, formada a partir da ferrita tanto homogênea quanto heterogeneamente. Nas amostras envelhecidas a 475C e a 650C, observa-se um aumento na dureza da fase austenita, além da presença de precipitados nesta fase, que devem ser de nitretos de cromo. Quanto ao comportamento eletroquímico, para as amostras envelhecidas até 96 h a 475C e submetidas a ensaios de DL-EPR, observam-se um aumento discreto (em comparação à amostra solubilizada) e uma flutuação dos valores de grau de sensitização, explicada pela ocorrência do mecanismo de decomposição espinodal no que se refere à formação da fase alfa linha. Já o grande aumento nos valores do grau de sensitização observado para a amostra envelhecida por 360 h a 475C, quando comparada com a amostra solubilizada, é um forte indício do severo empobrecimento em cromo sofrido por essa amostra devido à formação de fase alfa linha. Com relação às amostras envelhecidas a 650C e submetidas aos ensaios de DL-EPR, a tendência de aumento observada nos valores de grau de sensitização indica que a crescente formação de fases intermetálicas, nessa temperatura, leva à formação de fases empobrecidas em cromo e molibdênio bastante deletérias no que se refere à resistência à corrosão.