O reforço de elementos estruturais de concreto armado com uso de polímeros reforçados com fibras de carbono (PRFC) está cada vez mais conhecido, seguro e acessível. Em todo o mundo, a aplicação do PRFC vem sendo estudada sob diversas técnicas. Características como elevada resistência à tração e à corrosão, baixo peso, facilidade e rapidez de aplicação são os principais fatores para essa disseminação. Em particular, a técnica aqui estudada é conhecida como Near Surface Mounted (NSM), que consiste na inserção de laminados de PRFC em entalhes realizados no concreto de cobrimento de elementos de concreto armado. Com dupla área de aderência, ela vem a suprir uma deficiência comum no reforço colado externamente, que é o seu destacamento prematuro. Como nas demais técnicas de reforço à flexão, o material é colado na região do concreto tracionado. Sabe-se que, na prática da intervenção, essa região frequentemente encontra-se danificada por razões diversas, como fissuração causada por ações externas, corrosão da armadura e deterioração do concreto, o que exige a sua prévia reparação. Considerando que a boa qualidade desse reparo é imprescindível à eficiência do reforço, propõe-se uma inovação técnica pela reconstituição da face tracionada da viga com um compósito cimentício de alto desempenho, que sirva como substrato para aplicação do PRFC e elemento de transferência de esforços à estrutura a ser reforçada. Produzido à base de cimento Portland, fibras e microfibras de aço, o compósito tem também potencial para retardar a abertura de fissuras e aumentar a rigidez da viga, melhorando o aproveitamento do reforço. Com apoio da mecânica do fraturamento, foi possível encontrar as taxas de fibras e microfibras de aço a serem adicionadas a uma matriz cimentícia especialmente desenvolvida. Foram realizados ensaios de aderência para estudar o processo de transferência de tensões cisalhantes do laminado para o compósito na zona de ancoragem da viga. Uma vez conhecido o comportamento do sistema, foram ensaiadas vigas de concreto armado de tamanho representativo de estruturas reais, em três diferentes versões de ancoragem do laminado, sendo duas delas com uso do compósito cimentício. Comprovou-se a eficiência da inovação proposta, constatando-se o aumento da rigidez e da capacidade de carga da viga reforçada, com excelente aproveitamento do laminado. Além disso, as fibras e microfibras diminuíram a abertura das fissuras em estágios mais avançados de carregamento, sem que se observasse fissuras horizontais próxima ao reforço, que poderiam indicar destacamento iminente do laminado de PRFC. / Strengthening of reinforced concrete elements with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is increasingly well known, safe and accessible. The application of CFRP has been studied worldwide using various techniques. Features like high tensile strength, corrosion resistance, lightweightness and easy and speedy application are the main factors for dissemination. In particular, the technique here analyzed is known as Near Surface Mounted (NSM), which involves inserting CFRP strips into grooves made on the concrete cover of reinforced concrete elements. With double bonding area, this technique avoids the premature peeling-off that usually takes place in externally bonded CFRP reinforcement. As in others flexural strengthening techniques, the material is bonded in the concrete tension region. It is known in strengthening practice that this region usually requires prior repair. Often it shows up damaged by several reasons such as cracking caused by external actions, reinforcement corrosion and deterioration of the concrete. Whereas the good quality of this repair is essential to strengthening efficiency, an innovative technique is proposed. A high-performance cementitious composite is used as a transition layer for insertion of CFRP strips. The composite is made of Portland cement, steel fibers and microfibers of steel. It also has the potential to delay crack opening and to increase the beam stiffness. Based on fracture mechanics, it was possible to find suitable volume fractions of steel fibers and microfibers to be added to the cementitious matrix. Bonding tests were performed to analyze the shear stress transferring from the CFRP laminate to the beam anchorage zone. Once known the system behavior, real size reinforced concrete beams were tested in three different versions of the anchorage conditions, two of them with use of cementitious composites. The efficiency of the proposed innovation was proved by confirming increased stiffness and load capacity of the strengthened beam. In addition, fibers and microfibers allowed the decrease of the crack opening in later loading steps. No horizontal cracks near to the reinforcement were noticed, which means that CFRP laminate peeling-off was not likely to occur.

O objetivo principal do trabalho é analisar o comportamento experimental e teórico de vigas de concreto armado de modo a quantificar a perda de rigidez global através do cálculo de flechas sucessivas ocorridas durante a aplicação de carregamento cíclico, em regime de serviço. A ênfase da pesquisa é dada à análise numérica; a aderência na interface aço-concreto é tratada com uma estratégia onde cada parte é modelada isoladamente de modo a se considerar o contato entre a barra de aço (com o desenho de suas nervuras) e o concreto envolvente. A análise numérica foi feita com o auxílio do aplicativo ABAQUS, baseado no método dos elementos finitos. O modelo constitutivo usado para o concreto é fundamentado na mecânica do dano contínuo. Foram realizados ensaios experimentais com espécimes de concreto contendo uma barra de aço colocada em seu eixo e, também, com vigas de concreto armado sub-armadas e com armadura dupla, com seção transversal retangular e tipo T. Comparações dos resultados obtidos nos ensaios experimentais com as respostas da análise numérica são apresentadas e discutidas. Ao final, propõem-se expressões que quantificam a perda de rigidez em função do número de ciclos aplicado. / The main purpose of this research is to analyze the experimental and theoretical behavior of reinforced concrete beams, in order to quantify the stiffness loss, by calculating successive deflections during the cyclic loads application, under service loads. The emphasis of this research is the numerical analysis. The modeling of steel-concrete interface is done taking into account the contact between the steel bars (with their ribs) and the concrete surrounding the bars. The numerical analysis was made by using the software ABAQUS, based on the finite element method. The concrete’s constitutive model is based on the continuous damage mechanics. The experimental tests were made with cylinder concrete specimens with an axial bar and rectangular and T cross section reinforced concrete beams, where some had only tension reinforcement and others had tension and compression reinforcement. Comparisons between experimental and numerical results are presented and discussed. At the end expressions to quantify the stiffness loss due to number of cycles are proposed.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wagner.pdf: 5111902 bytes, checksum: b4edf3498cca6f9c7e2a9dbde6e62e18 (MD5) Previous issue date: 2013-12-07 / The purpose of hydrologic frequency analysis is to relate magnitude of events with their occurrence frequency based on probability distribution. The generalized probability distributions can be used on the study concerning extreme hydrological events: extreme events, logistics and Pareto. There are several methodologies to estimate probability distributions parameters, however, L-moments are often used due to computational easiness. Reliability of quantiles with high return period can be increased by LH-moments or high orders L-moments. L-moments have been widely studied; however, there is little information about LH-moments on literature, thus, there is a great research requirement on such area. Therefore, in this study, LH-moments were studied under two approaches commonly used in hydrology: (i) local frequency analysis (LFA) and (ii) regional frequency analysis (RFA). Moreover, a database with 227 rainfall stations was set (daily maximum annual), in Paraná State, from 1976 to 2006. LFA was subdivided into two steps: (i) Monte Carlo simulations and (ii) application of results to database. The main result of Monte Carlo simulations was that LH-moments make 0.99 and 0.995 quantiles less biased. Besides, simulations helped on creating an algorithm to perform LFA by generalized distributions. The algorithm was applied to database and enabled an adjustment of 227 studied series. In RFA, the 227stations have been divided into 11 groups and regional growth curves were obtained; while local quantiles were obtained from the regional growth curves. The difference between local quantiles obtained by RFA was quantified with those obtained via LFA. The differences may be approximately 33 mm for return periods of 100 years. / O objetivo da análise de frequência das variáveis hidrológicas é relacionar a magnitude dos eventos com sua frequência de ocorrência por meio do uso de uma distribuição de probabilidade. No estudo de eventos hidrológicos extremos, podem ser usadas as distribuições de probabilidade generalizadas: de eventos extremos, logística e Pareto. Existem diversas metodologias para a estimativa dos parâmetros das distribuições de probabilidade, no entanto, devido às facilidades computacionais, utilizam-se frequentemente os momentos-L. A confiabilidade dos quantis com alto período de retorno pode ser aumentada utilizando os momentos-LH ou momentos-L de altas ordens. Os momentos-L foram amplamente estudados, todavia, os momentos-LH apresentam literatura reduzida, logo, mais pesquisas são necessárias. Portanto, neste estudo, os momentos-LH foram estudados sob duas abordagens comumente utilizadas na hidrologia: (i) Análise de frequência local (AFL) e (ii) Análise de frequência regional (AFR). Além disso, foi montado um banco de dados com 227 estações pluviométricas (máximas diárias anuais), localizadas no Estado do Paraná, no período de 1976 a 2006. A AFL subdividiu-se em duas etapas: (i) Simulações de Monte Carlo e (ii) Aplicação dos resultados ao banco de dados. O principal resultado das simulações de Monte Carlo foi que os momentos-LH tornam os quantis 0,99 e 0,995 menos enviesados. Além disso, as simulações viabilizaram a criação de um algoritmo para realizar a AFL utilizando as distribuições generalizadas. O algoritmo foi aplicado ao banco de dados e possibilitou ajuste das 227 séries estudadas. Na AFR, as 227 estações foram dividas em 11 grupos e foram obtidas as curvas de crescimento regional. Os quantis locais foram obtidos a partir das curvas de crescimento regional. Foi quantificada a diferença entre os quantis locais obtidos via AFL com aqueles obtidos via AFR. As diferenças podem ser de aproximadamente 33 mm para períodos de retorno de 100 anos.

Em estudo com pacientes portadores de síndrome metabólica atendidos em centro de saúde-escola, vinculado ao Sistema Único de Saúde (SUS), avaliou-se a adesão ao tratamento (medicamentoso e não medicamentoso) e a associação/correlação entre o acesso e uso de medicamentos e o nível de conhecimento dos fatores de risco cardiovascular e adesão. Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Ciências Farmacêuticas - Universidade de São Paulo (USP) - em 30 de outubro de 2006 (Protocolo No 395) e compreendeu duas etapas: a primeira compreendeu o corte transversal para a avaliação da adesão ao tratamento medicamentoso e a associação/correlação entre as variáveis; a segunda, que compreendeu a coorte prospectiva com acompanhamento de 12 meses, com avaliações trimestrais, teve o objetivo de avaliar o nível de adesão ao tratamento medicamentoso e não medicamentoso. Utilizou-se a Medida de Adesão ao Tratamento (MAT), uma variação do Teste de Morisky-Green, para a avaliação do comportamento do paciente em relação ao uso de medicamentos. Para a avaliação do tratamento não-medicamentoso, utilizaram-se os seguintes parâmetros: redução de 10% do peso corporal total e realização de atividades físicas em sessões de no mínimo 30 minutos de duração e com a freqüência de pelo menos três vezes por semana. Identificou-se 243 pacientes, dos quais 75 (30,9%) foram incluídos no estudo. O índice médio de adesão ao tratamento medicamentoso foi de 5,44 pontos (desvio-padrão = 0,68), em uma escala de 1 a 6. Não houve nenhuma associação/correlação estatisticamente significante entre as variáveis analisadas e adesão ao tratamento medicamentoso. Entre os 75 pacientes incluídos, 59 (78,7%) apresentaram nível de conhecimento sobre os fatores de risco cardiovascular que variou de regular a bom. As questões relacionadas à dieta e dislipidemia apresentaram os menores níveis de acerto, 33% e 38%, respectivamente. Dos 75 pacientes, 45 (60%) compareceram para todas as avaliações trimestrais. Observou-se que houve alteração significativa da adesão média ao tratamento medicamentoso ao longo dos momentos avaliados. O momento inclusão diferiu significativamente dos momentos 6, 9 e 12 meses, apresentando escore de adesão significativamente menor (p < 0,05). Ao final dos 12 meses, 14 (31,1%) pacientes praticavam atividades físicas. Não houve alteração significativa com relação freqüência e duração das atividades (p=0,889 e p=0,419, respectivamente). Os pacientes portadores de síndrome metabólica que participaram deste estudo apresentaram índices elevados de adesão ao tratamento medicamentoso. No entanto, a avaliação dos parâmetros de adesão ao tratamento não medicamentoso foi indicativa de baixa adesão. / In a study including metabolic syndrome patients being treated in a Health-Medical School Center under the Public Brazilian Healthcare System (SUS), patient compliance with non-drug and drug treatment was evaluated as well as association/correlation between access to and use of medicines and the level of knowledge of cardiovascular risk factors. This study was approved by the Research Ethics Committee of the College of Pharmaceutical Sciences - University of São Paulo (USP) - on October 30th, 2006 (Protocol Number 395) and it was performed in two parts: the first one was a cross-sectional study with the objective of evaluating patient compliance with drug treatment and determining association/correlation between analyzed variables; the second one was a prospective study, with a 12-month follow-up and evaluations performed every three months, aimed at evaluating patient compliance with drug and non-drug treatment. The Measure Treatment Adherence (MTA), a variation of the Morisky-Green Test was used to assess patient behavior associated with the use of medicines. Parameters to evaluate compliance with a non-drug treatment were: to achieve a 10% weight reduction in total body weight and to perform a minimum of 30 minutes of activity at least three-times a week. Among 243 identified patients, 75 (30.9%) were included in this study. An average compliance score was 5.44 points (standard-deviation = 0.68), in a 1 to 6 scale. None of the analyzed variables showed association/correlation with compliance with drug treatment. Among the 75 evaluated patients, 59 (78.7%) showed a good or regular level of knowledge about cardiovascular risk factors. The questions related to diet and dyslipidemia showed the lowest proportion of patients who answered them correctly, 33% and 38%, respectively. Among the 75 patients included, 45 (60%) patients attended all scheduled evaluations. There were statistically significant differences between compliance score during a 12-month follow-up. Compliance score at inclusion moment was significantly lower than compliance score at 6, 9 and 12-month follow-up (p < 0.05). At the end of follow-up period, 14 (31.1%) patients practiced physical activities. There were no statistically significant differences with regard to frequency and duration of activities (p=0.889 and p=0.419, respectively). Patients involved in this research exhibited high level of compliance to drug treatment. Therefore the evaluation of parameters related to compliance with non-drug treatment indicated low patient compliance.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2018-07-19T19:15:24Z No. of bitstreams: 1 Mário César Nascimento.pdf: 1745805 bytes, checksum: ad4c8a4e2dc9ca8de775e2bd0ca30068 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-19T19:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mário César Nascimento.pdf: 1745805 bytes, checksum: ad4c8a4e2dc9ca8de775e2bd0ca30068 (MD5) Previous issue date: 2017-12-15 / The objective of the present study was to evaluate the impact of the level of physical activity and overweight in offspring of normotensives or hypertensives, as well as to validate a scale of prediction of adherence to physical activity. This thesis was divided into two studies. In Study I, we observed that among the twenty items on the adherence scale, ten presented good reproducibility (Kappa> 0.70, Pearson's correlation> 0.81), good internal consistency (Cronbach's Alpha 0.84), good clarity and discriminant validity (p = 0.0006 vs sedentary, t = 4.12), correlation between the sum of the scale and the Mets (metabolic equivalent) evaluated by IPAQ with r = 0.073 and p = 0.048. In Study II, 114 males, young, physically active and insufficiently active adults, offspring of normotensives or hypertensives, overweight or eutrophic were selected. The IPAQ was used for the level of physical activity, the PSS-10 for perceived stress, the WHOQOL for quality of life analysis. Anthropometric, hematological and biochemical analyzes and systemic oxidative stress evaluations were performed. In addition, blood pressure (BP) recording beat-to-beat using the Finometer® was used for evaluation of hemodynamic parameters and of heart rate (HRV) and BP variability (BPV). The results showed a higher BMI and % of fat, both by folds and Bioelectrical impedance analysis, in the overweight groups compared to the eutrophic groups, as well as higher weekly caloric expenditure among the active groups in relation to the sedentary groups, independently of the familial history of hypertension (FHH). In the hematological and biochemical profile all groups presented values within the normal range. The BP values were similar between the studied groups, but a lower heart rate was observed in the active groups with a negative FHH. There was no difference in perceived stress levels, but the quality of life was better in the active groups, with lower benefits in the group with a positive FHH. In relation to HRV, the active eutrophic groups, both with a positive and negative FHH, had higher values of RMSSD (cardiac parasympathetic modulation) and lower sympatho/vagal balance in relation to their respective eutrophic sedentary groups, which was not observed in overweight groups. The groups with a positive FHH presented higher values of both simpato/vagal balance (eutrophic and overweight), SAP variance (just overweight) and vascular sympathetic modulation (LF) (eutrophic and overweight) compared to the group with negative FHH, and these differences were attenuated in the physically active group with FHH and overweight. The active eutrophic group with a negative FHH presented better baroreflex sensitivity in relation to their respective sedentary group, which was not observed in the group with a FHH. With regard to oxidative stress, active groups with a negative FHH had lower levels of hydrogen peroxide and nitrites and greater activity of the antioxidant enzyme glutathione peroxidase (just eutrophic) when compared to their respective sedentary groups, which was not observed for the offspring of hypertensives (sedentary vs actives). In addition, these two parameters and the oxidation of proteins (carbonyls) were increased in the overweight and non-overweight groups with a FHH in relation to the eutrophic group with a negative FHH, being attenuated in the active group with FHH and overweight. In conclusion, the scale of adherence to the physical active developed in this study showed good reproducibility, good internal consistency, clarity and discriminating validity. In addition, our results showed that even under normal clinical conditions, a positive FHH, regardless of the presence of overweight, induced autonomic dysfunction and increases in oxidative stress markers that may be precursors of cardiometabolic diseases in this genetically predisposed population. On the other hand, a physically active lifestyle improves HRV, baroreflex and parameters related to redox status in individuals with a negative FHH. Such benefits seem to be attenuated by the positive FHH, but a physically active lifestyle seems to prevent/attenuate the dysfunctions observed in this condition. / O objetivo do presente estudo foi avaliar o impacto do nível de atividade física e do sobrepeso em filhos de pais normotensos ou hipertensos, bem como validar uma escala de predição da aderência a atividade física. Esta tese foi dividida em dois estudos. No Estudo I, nossos resultados demonstram que entre os vinte itens da escala de aderência, dez apresentaram boa reprodutibilidade (Kappa > 0,70, correlação de Pearson >0,81), boa consistência interna (Alfa de Cronbach 0,84), boa clareza e validade discriminante (ativos p=<0,0006 vs. Sedentários; t= 4,12), Correlação entre o somatório da escala e o Mets (equivalente metabólico) avaliado pelo IPAQ com r=0,073 e p=0,048. No Estudo II, foram selecionados 114 sujeitos do sexo masculino, adultos jovens, fisicamente ativos e insuficientemente ativos, filhos biológicos de pais normotensos ou hipertensos, com sobrepeso ou eutróficos. Foram utilizados o IPAQ para o nível de atividade física, o PSS-10 para estresse percebido, e o WHOQOL para qualidade de vida. Foram realizadas análises antropométrica, hematológicas e bioquímicas sanguínea e de estresse oxidativo sistêmica, além de registro da pressão arterial (PA) batimento-a-batimento utilizando o Finometer® para avaliação de parâmetros hemodinâmicos e avaliação da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) e da PA (VPA). Os resultados evidenciaram conforme esperado maior IMC e %G tanto por dobras quanto por bioimpedância, nos grupos com sobrepeso em relação aos eutróficos, bem como maior gasto calórico semanal entre os grupos ativos em relação aos grupos sedentários, independentemente do histórico familiar de hipertensão (HFH). No perfil hematológico e bioquímico sanguíneo todos os grupos apresentaram valores dentro da faixa de normalidade. Os valores de PA foram semelhantes entre os grupos estudados, porém foi observada menor frequência cardíaca nos grupos ativos com histórico negativo de hipertensão. Não houve diferença para níveis de estresse percebido, mas a qualidade de vida foi melhor nos grupos ativos, com menores benefícios no grupo com HFH positivo. Em relação a VFC, os grupos eutróficos ativos, tantos com HFH positivo quanto negativo, apresentaram valores maiores de RMSSD (modulação parassimpática cardíaca) e menores de balanço simpato/vagal em relação aos seus respectivos grupos sedentários eutróficos, o que não foi observado nos grupos com sobrepeso. Os grupos com HFH apresentaram maior balanço simpato/vagal que os eutróficos com HFH negativo. Quanto a VPA, os grupos com HFH positivo, eutrófico e com sobrepeso, apresentaram valores maiores tanto de variância de PAS quanto modulação simpática vascular (LF) em comparação ao grupo sem HFH, e essas diferenças foram atenuadas no grupo fisicamente ativo. O grupo de eutrófico ativo com HFH negativo apresentou melhor sensibilidade barorreflexa em relação ao seu respectivo grupo sedentário, o que não foi observado no grupo entre os sujeitos com HFH positivo. Com relação ao estresse oxidativo, os grupos ativos com HFH negativo apresentaram menores níveis de peróxido de hidrogênio e nitritos e maior atividade da enzima antioxidante glutationa peroxidase quando comparados aos seus respectivos grupos sedentários, o que não foi observado para os filhos de pais hipertensos. Além disto, estes dois parâmetros e a oxidação de proteínas (carbonilas) estavam aumentados nos grupos com e sem sobrepeso com HFH positivo em relação ao grupo eutrófico com HFH negativo, sendo atenuadas no grupo ativo com HFH positivo e sobrepeso. Em conclusão, a escala de aderência ao exercício desenvolvida neste estudo apresentou boa reprodutibilidade, boa consistência interna, clareza e validade descriminante. Além disto, os resultados evidenciam que mesmo sob condições clínicas de normalidade, o HFH positivo, independentemente da presença de sobrepeso, induz disfunção autonômica e aumento de marcadores de estresse oxidativo que podem ser precursores de doenças cardiometabólicas nesta população geneticamente predisposta. Por outro lado, um estilo de vida fisicamente ativo melhora a VFC, o baroreflexo e parâmetros relacionados ao estado redox em indivíduos com HFH negativo. Tais benefícios parecem atenuados pelo HFH positivo, mas um estilo de vida fisicamente ativo parece prevenir/atenuar as disfunções observadas nesta condição.

No presente trabalho foi avaliado o efeito da microestrutura e da capacidade de suportar carregamento de camadas nitretadas produzidas em aços ferramenta AISI H13 e AISI D2 sobre a aderência e a resistência ao desgaste microabrasivo de revestimentos de TiN-PVD. Em cada um desses aços, foram produzidas camadas nitretadas de diferentes estruturas e espessuras, e foram determinadas experimentalmente as curvas potencial início de formação de camada branca, para a nitretação a 520oC. Para o aço ferramenta AISI H13, o emprego de tempos de pré-tratamento de nitretação mais prolongados ( aproximadamente 11 h) foi necessário para aprofundar a camada nitretada e, conseqüentemente, aumentar a capacidade de suportar carregamento dos revestimentos, evitando a formação de bordas que provocam o lascamento e a escamação das camadas de TiN. Observou-se que esse tipo de falha persiste se a zona de endurecimento for pouco profunda, uma vez que a transição de propriedades mecânicas da camada de TiN para o núcleo não nitretado continua abrupta e a capacidade de suportar carregamento da camada nitretada ainda é baixa. Por outro lado, curtos tempos de nitretação (aproximadamente 42 min.) foram suficientes para aumentar a aderência das camadas de TiN ao aço ferramenta D2, pois o núcleo não nitretado desse aço possui uma capacidade de suportar carregamento razoável. Observou-se que a resistência ao desgaste microabrasivo e a aderência dos revestimentos são prejudicadas com a presença de uma camada preta na interface camada de TiN/camada nitretada. Quando a superfície dos revestimentos é carregada, falhas do tipo “casca de ovo" facilmente ocorrem. / In this work, the influence of both the microstructure and the load-bearing capacity of nitrided layers, formed on top of AISI D2 and AISI H13 tool steels, on adhesion and wear resistance of PVD-TiN coatings was studied. The threshold nitriding potential curves for the above mentioned steels and the optimum conditions of the pre-treatments which increased the adhesion as well as the wear resistance of the PVD-TiN were determined experimentally. By using longer nitriding times (about 11 h) and lower nitrogen contents in the gas mixture (about N2-5%vol.), it was possible to minimize the pile-up degree of the TiN/H13 nitrided substrates and, consequently, the occurrence of coatings chipping. This flaw persists when the nitrided layer is thin, due to an abrupt transition of mechanical properties at the TiN coating / steel core interface. Shorter nitriding times (about 42 min.) and lower nitrogen contents (about N2-5%vol.), on the other hand, are sufficient to guarantee a better adhesion of TiN coatings on AISI D2 tool steel, as the core of such steel possesses relatively better load-bearing capacity than the AISI H13 tool steel. The presence of a black layer at the TiN/nitrided layer interface was observed in all coatings deposited over nitrided layers produced above the threshold nitriding potential curves. This layer affects adversely the wear resistance and the adhesion of the TiN coatings. When higher loads are applied on the coated surface, “egg shell" type flaws easily occur.

No presente trabalho foi avaliado o efeito da microestrutura e da capacidade de suportar carregamento de camadas nitretadas produzidas em aços ferramenta AISI H13 e AISI D2 sobre a aderência e a resistência ao desgaste microabrasivo de revestimentos de TiN-PVD. Em cada um desses aços, foram produzidas camadas nitretadas de diferentes estruturas e espessuras, e foram determinadas experimentalmente as curvas potencial início de formação de camada branca, para a nitretação a 520oC. Para o aço ferramenta AISI H13, o emprego de tempos de pré-tratamento de nitretação mais prolongados ( aproximadamente 11 h) foi necessário para aprofundar a camada nitretada e, conseqüentemente, aumentar a capacidade de suportar carregamento dos revestimentos, evitando a formação de bordas que provocam o lascamento e a escamação das camadas de TiN. Observou-se que esse tipo de falha persiste se a zona de endurecimento for pouco profunda, uma vez que a transição de propriedades mecânicas da camada de TiN para o núcleo não nitretado continua abrupta e a capacidade de suportar carregamento da camada nitretada ainda é baixa. Por outro lado, curtos tempos de nitretação (aproximadamente 42 min.) foram suficientes para aumentar a aderência das camadas de TiN ao aço ferramenta D2, pois o núcleo não nitretado desse aço possui uma capacidade de suportar carregamento razoável. Observou-se que a resistência ao desgaste microabrasivo e a aderência dos revestimentos são prejudicadas com a presença de uma camada preta na interface camada de TiN/camada nitretada. Quando a superfície dos revestimentos é carregada, falhas do tipo “casca de ovo” facilmente ocorrem. / In this work, the influence of both the microstructure and the load-bearing capacity of nitrided layers, formed on top of AISI D2 and AISI H13 tool steels, on adhesion and wear resistance of PVD-TiN coatings was studied. The threshold nitriding potential curves for the above mentioned steels and the optimum conditions of the pre-treatments which increased the adhesion as well as the wear resistance of the PVD-TiN were determined experimentally. By using longer nitriding times (about 11 h) and lower nitrogen contents in the gas mixture (about N2-5%vol.), it was possible to minimize the pile-up degree of the TiN/H13 nitrided substrates and, consequently, the occurrence of coatings chipping. This flaw persists when the nitrided layer is thin, due to an abrupt transition of mechanical properties at the TiN coating / steel core interface. Shorter nitriding times (about 42 min.) and lower nitrogen contents (about N2-5%vol.), on the other hand, are sufficient to guarantee a better adhesion of TiN coatings on AISI D2 tool steel, as the core of such steel possesses relatively better load-bearing capacity than the AISI H13 tool steel. The presence of a black layer at the TiN/nitrided layer interface was observed in all coatings deposited over nitrided layers produced above the threshold nitriding potential curves. This layer affects adversely the wear resistance and the adhesion of the TiN coatings. When higher loads are applied on the coated surface, “egg shell” type flaws easily occur.