O presente trabalho tem como objetivo conhecer o comportamento do aço inoxidável austenítico AISI 304L para o processo de Estampagem Incremental de Chapas (ISF - Incremental Sheet Forming), baseado nos parâmetros: raio da ferramenta RT, ângulo de parede a e passo vertical dz. Os experimentos baseiam-se na variante da Estampagem Incremental denominada Estampagem Incremental com Ponto Simples (SPIF - Single Point Incremental Forming). Foram realizados 29 ensaios, em três ferramentas com raios de 5, 8 e 10 mm. Basicamente, a estrutura empregada foi um dispositivo para fixação da chapa, um centro de usinagem vertical e um software de CAD/CAM. O melhor acabamento da superfície conformada medido através da média da rugosidade Rz foi alcançado com ferramentas de raio de 10 mm. Após a conformação, os corpos de prova apresentaram um significativo encruamento de seus grãos, o que conduziu parte da microestrutura originalmente austenítica a uma transformação martensítica induzida por deformação (efeito TRIP). Pode-se constatar também, que existe uma tendência do aumento do ângulo de parede aumentar a microdureza da região encruada. Os ensaios de Estampagem Incremental nesta pesquisa mostram que os gráficos das deformações exibem a tendência de que o modo como ocorrem as deformações, aproximam-se muito da deformação plana (Q2 0). / The objective of this work is to study the behavior of austenitic stainless steel AISI 304L during the ISF process (Incremental Sheet Forming). The study was based on the following parameters: tool radius RT, wall angle and vertical depth dz. The tests were based on a variation of the ISF process, called SPIF (Single Point Incremental Forming). A total of 29 tests were performed with 5, 8 and 10 mm of tool radius. Basically, the structure used was a rig for attachment of the sheet, a Vertical Machining Center and a CAD/CAM software. The best surface finish formed, measured by parameter RZ, was obtained with 10 mm of tool radius. After the forming, the specimens presented a significant mechanical hardening of the grains, which induced part of the microstructure originally austenitic to a martensitic transformation induced by deformation (TRIP effect). It can also be verified that there is a tendency that the increase of the wall angle increases the micro hardness of the mechanical hardened area. The graphs of strains show a trend: the deformation mode is very close to plane strain conditions (Q2 0).

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1 - Capa - Sumario.pdf: 210050 bytes, checksum: 75a13c6c6fb2214617a3690dcdb4ff02 (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Samples of austenitic stainless steel AISI 304 are submitted to a plasma ential. nitrocarburizing process in flotation potential in graphite hollow cathode. The evolution of the carbonitrided layer in function of the temperature and the composition of the gaseous mixture was studied. Experiments were carried out in two gas mixtures: 10% N2 + 80% H2 + 10% Ar + vaporized carbon e 20% N2 + 70% H2 + 10% Ar + vaporized carbon. The carbon vapor is obtained during the process by sputtering of a graphite hollow cathode, developed to allow the insertion of samples to be treated, with no contact with it, characterizing them in the treatment of floating potential. By applying a thermal gradient along the sample, the microstructure of the layers formed can be evaluated for a range of temperatures (450 a 550ºC). In order to compare the processes, a condition of nitriding in the gas mixture 20% N2 + 70% H2 + 10% Ar was investigated, also in a gradient of temperature system. The techniques used for characterization of the samples were: X-ray Diffraction (XRD), Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), Wave-length Dispersive X-ray Spectroscopy (WDX) and Microhardness Vickers measurements. The formation of diffusion layers and the presence of phases of nitrides (ε-Fe2-3(C,N), γ -Fe4(C,N), CrN) was detected in nitrocarburized samples of stainless steel AISI 304. The results show that plasma nitrocarburizing, in flotation potential, is a feasible and effective process for the surface treatment of materials. It is alternative to conventional nitrocarburizing, forming thick and homogeneous composite layers, and can considerably increase the surface hardness of austenitic stainless steel AISI 304. / Amostras de aço inoxidável austenítico AISI 304 são submetidas ao processo de nitr lasma em potencial flutuante em catodo oco de grafite. A evolução da cam da de carbonitretos em função da temperatura e da composição da mistura gasosa é estudada. Foram realizados experimentos em duas misturas gasosas: 10% N2 + 80% H2 + 10% Ar + carbono vaporizado e 20% N2 + 70% H2 + 10% Ar + carbono vaporizado. O vapor de carbono é obtido durante o processo mediante o sputtering de um catodo oco de grafite, desenvolvido de modo a permitir a inserção das amostras a serem tratadas, sem que houvesse contato com ela, caracterizando o tratamento das mesmas em potencial flutuante. Através da aplicação de um gradiente térmico ao longo da amostra podem-se avaliar as microestruturas das camadas formadas para uma faixa de temperaturas (450 a 550ºC). Para com aração de processos, uma condição de nitretação de mistura gasosa 20% N2 + 70% H2 + 10% Ar foi estudada, também em um sistema de gradiente de temperatura. As técnicas utilizadas para a caracterização das amostras foram: Difratometria de Raios-X (DRX), Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Dis rsão de Energia de Raios-X (EDX), Espectroscopia por Dispersão de Comprimento de Onda de Raios-X (WDX) e Microdureza Vickers (MDV). Detectou-se a formação de cam das de difusão e a presença de fases de nitretos (ε-Fe2-3(C,N), γ -Fe4(C,N), CrN) nas amostras de aço AISI 304 nitrocarbonetados. Os resultados mostram que a nitr a, em potencial flutuante, é um processo viável e eficiente para o tratamento superficial de materiais. É alternativo a nitrocarbonetação convencional, formando camadas de compostos espessas, homogêneas e pode aumentar consideravelmente a dureza superficial do aço inoxidável austenitico AISI 304.

Submitted by Gabriel Giampietro de Andrade (andrade.gabriel01@gmail.com) on 2018-04-10T18:26:39Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO - GIAMPIETRO V11 (FINAL).pdf: 5824886 bytes, checksum: 3a8eda7139617ddad4d5a2e432066cb3 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-04-12T17:23:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 andrade_gg_me_ilha.pdf: 5824886 bytes, checksum: 3a8eda7139617ddad4d5a2e432066cb3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T17:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andrade_gg_me_ilha.pdf: 5824886 bytes, checksum: 3a8eda7139617ddad4d5a2e432066cb3 (MD5) Previous issue date: 2018-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A soldagem é um processo de fabricação utilizado em geral para união de peças e quando utiliza o laser como fonte de calor, denomina-se soldagem a laser. Um tipo bem conhecido é a soldagem a laser Nd:YAG pulsado, utilizado em diferentes tipos de materiais. Um dos materiais mais utilizados na engenharia é o aço inoxidável que possui alta resistência à corrosão, como por exemplo o aço AISI 904L, muito utilizado em tanques de armazenamento de ácido sulfúrico e fosfórico além de ampla aplicação na indústria petroquímica. Conduziu-se uma soldagem à laser Nd: YAG pulsado em chapas de aço inoxidável AISI 904L com espessura de 3 mm, variando-se quatro fatores tais como Potência de pico (PP) , Largura temporal (w), Frequência (F) e Velocidade de soldagem (S), todos eles distribuidos em três níveis de variação. Foi feito um Planejamento Experimental através do Método Taguchi, utilizando-se uma matriz ortogonal L9 e portanto realizando-se 9 experimentos em condições diferentes. A soldagem foi executada em atmosfera protetora com gás Argônio com fluxo de gás de 15 l/min, com deslocamento automatizado. A energia de cada pulso variou de 30 a 38,4J e a energia de soldagem entre 1,5 e 3,2 kJ/mm; as taxas de sobreposição variaram de 60 a 83%. As amostras foram preparadas para metalografia e atacadas com Ácido Oxálico 10% eletrolítico, com 6V e 7 segundos. Apesar da maioria das amostras romperem na Zona Fundida (ZF), a resistência mecânica ficou muito próxima do valor encontrado para o Metal Base (MB). Para o MB, ZT e ZF, os valores médios de microdureza obtidos foram 215, 242 e 238 HV respectivamente, indicando uma soldagem praticamente homogênea, em que a zona fundida apresentou em sua microestrutura apenas fase austenitica assim como o metal base, sendo possível observar alguns defeitos característicos de solidificação como bolhas e trincas. Foi feita uma análise pelo Método Taguchi utilizando os valores médio de resposta e razão sinal-ruído em gráficos complementada por ANOVA com teste de Fisher em que as respostas principais foram limite de escoamento, limite de resistência a tração, limite de ruptura e dureza, indicando os parâmetros ótimos para cada caso. / Welding is a manufacturing process used for joing parts and when a laser is utilized as a heat source, its called Laser Welding. A very known type is the pulsed Nd: YAG Laser Welding, that is used in many different kinds of materials. One of the most applied materials in engineering is the stainless steel that is highly corrosion resistant, for example the AISI 904L that is frequent used in sulfuric and phosphoric acid storage tanks, besides the petrochemical industry. Was carried out a pulsed Nd:YAG laser welding in AISI 904L stainless steel sheets with 3 mm of thickness, varying four factors such as Peak Power (PP), Time width (w), Frequency (F) and Welding Velocity (v), all of them distributed in three levels. A Design of Experiment was made through the Taguchi Method, using a L9 ortogonal array and therefore conducting nine experiments in different conditions. The welding was performed in argon gas flow of 15l/min, with automatic displacement. Pulse energy varied since 30 to 38,4J and welding energy from 1,5 to 3,2 kJ/mm; the overlay rates varied between 60 and 83%. Samples were prepared for metallography and etched with Oxalic Acid 10%, eletrolitic in 6v and 7 seconds. Although most of the samples broke in the Weld Zone (WZ), the mechanical resistance stayed very closer to the values found in Base Metal (BM). For BM, TZ and WZ, the mean values of hardness was 215, 242 and 238 HV respectively, pointing a homogeneous welding wherein the WZ presented only austenitic phase as well as the BM, being possible to observe some solidification characteristics defects as bubbles and cracks. An analysis was performed by the Taguchi Method ploting the main responses and the signal-noise ratio with the parameters, supported by an ANOVA with Fisher’s test in wich the main responses was the yield strength, tensile strength, fracture strength and hardness, indicating optimal parameters for each case.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-30T23:20:43Z No. of bitstreams: 1 AlineCristinaMendesDeFarias_TESE.pdf: 9556716 bytes, checksum: 2350df4b9bbb084a66c9da511159a31d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-01T23:15:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlineCristinaMendesDeFarias_TESE.pdf: 9556716 bytes, checksum: 2350df4b9bbb084a66c9da511159a31d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T23:15:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlineCristinaMendesDeFarias_TESE.pdf: 9556716 bytes, checksum: 2350df4b9bbb084a66c9da511159a31d (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A lubricidade do biodiesel interfere no funcionamento normal dos sistemas de inje??o diesel, principalmente dos bicos injetores, reduzindo o desgaste e elevando o tempo de vida da linha de alimenta??o do motor. O m?todo HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) ? um ensaio padr?o para avalia??o da lubricidade do diesel/biodiesel (ASTM D6079), consistindo principalmente da medi??o da escara de desgaste impressa na esfera numa sonda de movimento alternado sob alta frequ?ncia. Quando o desgaste se desenvolve, algumas caracter?sticas din?micas do sistema variam, resultando em desvios significativos nos padr?es dos sinais de vibra??o, ac?sticos e de atrito. A aquisi??o e caracteriza??o das assinaturas desses sinais obtidos durante os ensaios tribol?gicos representam uma importante ferramenta n?o intrusiva de avalia??o da lubricidade desses combust?veis, cuja representa??o no dom?nio do tempo nem sempre revelam informa??es triviais, sendo necess?ria sua transforma??o para o dom?nio da frequ?ncia usando a Transformada r?pida de Fourier (FFT) do sinal. A presente tese objetivou desenvolver uma forma din?mica de avalia??o de lubricidade de combust?veis (Diesel S50, ?ster Met?lico de Soja e blendas B10 e B20) em bancada HFRR (contato esfera-disco plano), e melhoria aos referenciais metodol?gicos da ASTM D6079, aplicando t?cnicas de an?lise de sinais (vibra??o e n?vel de press?o sonora) e sua associa??o com par?metros disponibilizados pela norma ASTM D6079 (di?metro da escara de desgaste) com dura??o de 75, 120 e 180 minutos. Os perfis e par?metros de rugosidade e an?lise microsc?pica dos discos foram usados para melhor avaliar a influ?ncia do tempo e do combust?vel na evolu??o do desgaste do disco. Nesta avalia??o, a lubricidade dos combust?veis aumentou com o teor de biodiesel utilizado e diminuiu com o aumento do n?mero de ciclos aplicado. A an?lise temporal e o espectro de frequ?ncia dos sinais demonstraram sensibilidade com a mudan?a do combust?vel, o n?mero de ciclos e, consequentemente, com a evolu??o do desgaste pelo uso prolongado dos combust?veis, estando, assim, correlacionados entre si e com os resultados dispon?veis pela ASTM. / The lubricity of biodiesel interferes in the normal operation of diesel injection systems, especially in nozzles. It can reduce the wear and raise the lifetime of the engine supply line. The method HFRR (High Frequency Reciprocating Rig) is a standard test for evaluation of diesel/ biodiesel lubricity (ASTM D6079). The HFRR lubricity evaluation mainly consists of measuring the printed scar wear on the ball. When wear is developing, some dynamic features of the system vary and it results in significant changes in the patterns of vibration, sound pressure level (SPL) and friction signals. The acquisition and characterization of signatures of these signals obtained during tribological tests are an important non-intrusive tool for evaluating of the lubricity of these fuels, whose representation in the time domain not always reveals trivial information. This requires signal transformation to the frequency domain using the Fast Fourier Transform (FFT) and Short-Time Fourier Transform (STFT) analyses. This thesis aimed to develop a dynamic assessment of lubricity fuels (Diesel S50, Methyl Ester of Soybean and B10 and B20 blends) in HFRR bench (ball-on-flat disk contact), and improving the methodological framework of ASTM D6079 standard by application of signal analysis techniques (vibration and SPL) and its association with parameters provided by ASTM D6079 (wear scar diameter) lasting 75, 120 and 180 minutes. The profiles and topographic parameters of scars and their microscopic analysis were used to further evaluate the influence of the time and fuel in the wear evolution of disk. In this evaluation, the fuel lubricity was influenced by increasing of biodiesel content and decreasing of number of cycles applied. From the temporal and frequency spectrum analysis of the vibration and NPS signals it is shown that both vibration and NPS stablish a relation with fuel lubricity, biodiesel content, number of cycles and parameters of profiles from scar of discs.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ErissonADL_DISSERT.pdf: 1589862 bytes, checksum: 6b02f85f6525d125a48a0c38ad306945 (MD5) Previous issue date: 2013-08-09 / O gradiente t?rmico da superf?cie para o interior do s?lido depende da taxa de colis?es das part?culas e da condutividade t?rmica do material utilizado. Quando um s?lido ? imerso em plasma, a transfer?ncia de energia ocorre por radia??o e colis?es das part?culas sobre a superf?cie do material. Dependendo da taxa de colis?es das particulas e da condutividade t?rmica do s?lido existir?o gradientes t?rmicos da superf?cie para o interior das amostras, ocorrendo picos t?rmicos na superficie, ou seja, o aquecimento pontual nas regi?es de colis?es. A fim de estudar esse efeito, amostras de a?o r?pido AISI M35 cujos valores de dureza s?o fortemente sens?veis ? temperatura de revenimento, foram utilizadas como micro sensores t?rmicos. Amostras foram temperadas em forno resistivo e, em seguida, parte das mesmas foram revenidas em forno resistivo e a outra parte em plasma. A partir do gr?fico da dureza (Hv) em fun??o da temperatura (T) das amostras revenidas em forno resistivo foi poss?vel obter uma fun??o Hv(T) para determina??o indireta do perfil t?rmico das amostras tratadas em plasma. As amostras foram revenidas em plasma utilizando temperatura de refer?ncia igual a 550 oC. Em seguida foi obtido o perfil de dureza dessas amostras ao longo da se??o transversal e, subsequentemente, o perfil de temperatura. Verificou-se que amostras tratadas em plasma, ao contr?rio daquelas tratadas em forno resistivo, apresentaram gradiente de temperatura da superf?cie para o n?cleo. Al?m disso, verificou-se que as amostras tratadas em configura??o planar apresentaram gradientes t?rmicos inferiores ?quelas tratadas em configura??o c?todo oco, variando de 20 a 120 ?C, respectivamente

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-02T12:02:51Z No. of bitstreams: 1 FranklinKaicDutraPereira_DISSERT.pdf: 4927080 bytes, checksum: 2819590cb07d91690515be5ccc3a0f65 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-02-06T21:43:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FranklinKaicDutraPereira_DISSERT.pdf: 4927080 bytes, checksum: 2819590cb07d91690515be5ccc3a0f65 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T21:43:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranklinKaicDutraPereira_DISSERT.pdf: 4927080 bytes, checksum: 2819590cb07d91690515be5ccc3a0f65 (MD5) Previous issue date: 2016-07-26 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O biodiesel e o diesel s?o subst?ncias org?nicas e corrosivas, que podem atacar tanques de combust?veis met?licos, hastes de conex?o, sistemas de tubula??es, a?o de transporte e armazenamento, dentre outros constituintes met?licos. Atualmente, metais e a?os, a exemplo do a?o AISI 316, est?o sendo cada vez mais usados em tanques de transporte e armazenamento de biocombust?veis. Com tais pressupostos, o objetivo do trabalho foi avaliar e comparar a a??o corrosiva de diferentes biodieseis sobre o a?o AISI 316. A metodologia consistiu na an?lise fisico-qu?mica dos ?leos de soja, girassol e mamona, posteriormente os biodeiseis foram sintetizados atrav?s da rea??o de transesterifica??o pelas rotas met?lica e et?lica, fazendo uso do KOH como catalisador. Os biocombust?veis foram caracterizados seguindo as normas American Society of Testing Materials (ASTM) e por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Avaliou-se tamb?m o B7 dispon?vel comercialmente. As estabilidades t?rmicas foram avaliadas via Termogravimetria (TG, DTG e DTA) e Calorimetria Explorat?ria Diferencial Din?mica (DSC). O ensaio de corros?o consistiu em teste de imers?o do a?o em estudo, em diferentes horas. Foram utilizadas as medidas de Polariza??o Potenciodin?mica Linear (PPL) e Espectroscopia de Imped?ncia Eletroqu?mica (EIE), para a avalia??o eletroqu?mica de corros?o. Posteriormente, o a?o foi analisado atrav?s de Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), acoplado ao Espectr?metro de Energia Dispersiva de Raios X (EDS), e foi realizado an?lise qu?mica via Fluoresc?ncia de Raio X (FRX). Os resultados comprovaram que os biodieseis est?o conforme as normas espec?ficas da Ag?ncia Nacional do Petr?leo, G?s Natural e Biocombust?veis (ANP). Os conjuntos das t?cnicas indicaram que houve perda de massa e a an?lise da superf?cie evidenciou corros?o localizada por pitting. Com as curvas de polariza??o e imped?ncia eletroqu?mica, observou-se que todos os biocombust?veis s?o agentes corrosivos, portanto, redutores. O B7 ? o flu?do que mais corr?i os corpos de prova, fazendo uma nuclea??o de ?xido, formando a passiva??o met?lica ap?s serem atacados pelo biocombust?vel. Por meio do FRX, observou-se que os biocombust?veis foram contaminados por metais de transi??o, quando expostos ao a?o, catalisando rea??es de degrada??o dos biocombust?veis formando hidroper?xidos, o que se confirmou pelas mudan?as nas vibra??es dos espectros do FTIR. O tratamento estat?stico comprovou que o modelo ? aceit?vel e confi?vel, pois a an?lise de ru?dos est? pr?xima ? linha padr?o. O Modelo de Superf?cie de Resposta (MSR) indicou que o tempo de imers?o ? o fator que mais influencia na taxa de corros?o nos biodieseis sintetizados pela rota met?lica, enquanto o ?ndice de acidez ? o que mais influencia nos ?steres et?licos. / Biodiesel and diesel are organic and corrosive substances that can attack metal fuel tanks, connecting rods, piping systems, transportation and storage of steel, among other metallic constituents. Currently, metal and steel, such as the AISI 316 steel, are being increasingly used in tanks for transport and storage of biofuels. With such assumptions, the study aimed to evaluate and compare the corrosive action of different biodiesels on steel AISI 316. The methodology consisted of physic-chemical analysis of soybean oil, sunflower oil and castor oil. The biodiesels were synthesized by the transesterification reaction by the methyl and ethyl routes, making use of NaOH as catalyst. Biofuels were characterized following the guidelines of the American Society of Testing Materials (ASTM), Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR). Also it evaluated B7 commercially available. The thermal stabilities were evaluated by Termogravimetric Analysis (TG, DTG and DTA) and Differential Scanning Calorimetry Dynamics (DSC). The corrosion test consisted of immersing the steel under biofuel sat different times. It were used Linear Potentiodynamic Polarization (PPL) measurements and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) for the electrochemical evaluation of corrosion. Subsequently, the steel was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled with Energy Dispersive X-Ray Spectrometer (EDS), and was carried out chemical analysis via X-Ray Fluorescence (XRF). Findings showed that biodiesels were like stated by National Agency of Petroleum (NAP) standards. The sets of the techniques indicated a weight loss, and surface analysis evidenced general pitting corrosion. With the polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy, it was observed that all biofuels are corrosive agents, therefore, reducers. The B7 is the fluid that corrodes more the samples, which by having a nucleation of oxide form the metal passivation after being attacked by biofuels. By XRF, it was observed that biofuels have been contaminated with transition metals when exposed to the steel, causing the formation of free radicals that induce autoxidation, forming hydroperoxides, which was confirmed by changes in vibrations of FTIR spectra. Statistical analysis indicated that the model is acceptable and reliable, because the noise analysis is close to the standard range. The Response Surface Methodology (RSM) indicated that the immersion time is the factor that most influences the corrosion rate in biodiesels synthesized by methyl route, while the acid value is what most influences in ethyl esters.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-20T22:31:59Z No. of bitstreams: 1 BrunoCesarRochaVitoria_DISSERT.pdf: 3884668 bytes, checksum: b274f830d7afc157319d7965ca5175fa (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-02-23T22:14:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BrunoCesarRochaVitoria_DISSERT.pdf: 3884668 bytes, checksum: b274f830d7afc157319d7965ca5175fa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T22:14:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoCesarRochaVitoria_DISSERT.pdf: 3884668 bytes, checksum: b274f830d7afc157319d7965ca5175fa (MD5) Previous issue date: 2016-09-23 / Ag?ncia Nacional do Petr?leo - ANP / Na ind?stria metal-mec?nica, um fator que gera muitos custos ? o desgaste de ferramentas de usinagem. Embora a literatura que aborda o assunto seja ampla, ainda n?o foi poss?vel consolid?-lo. Em muitos casos, n?o estim?-lo pode causar distor??es dimensionais e de acabamentos nas pe?as fabricadas, al?m de causar paradas no processo (para avaliar visualmente o qu?o desgastada est? a ferramenta) e, por conseguinte, preju?zos devidos a tempos improdutivos. Uma alternativa que possibilita assegurar boas condi??es da ferramenta de corte ? utilizar t?cnicas de monitoramento em tempo real, de forma indireta. O objetivo desse trabalho ? contribuir na verifica??o do sinal de vibra??o como indicador do estado de desgaste da ferramenta de corte com os par?metros de processo e materiais utilizados. Para isso utilizou-se uma fresa de 50 mm com dois insertos intercambi?veis de metal duro, montados diametralmente opostos. O corpo de prova foi de a?o AISI 4340. Realizou-se um corte concordante com profundidade lateral constante (ae) de 20 mm e avan?o por dente (fz) de 0,1 mm/dente. Para a realiza??o dos experimentos, foram consideradas uma condi??o de corte de desbaste e outra de acabamento. J? as ferramentas de corte foram consideradas como boa, com valor de desgaste de flaco m?dio (VBB) inferior a 0,35 mm e como gasta, com VBB superior a 0,35 mm. A vibra??o foi medida com um aceler?metro uniaxial e estes dados foram adquiridos e armazenados pelo LabView e processados com o Matlab. O sinal foi filtrado em algumas bandas e ent?o foi aplicado uma transformada r?pida de Fourier (FFT) para an?lise do espectro de frequ?ncia, al?m de serem extra?dos par?metros estat?sticos (RMS, Curtose, Pico e Fator de Crista) do sinal no dom?nio do tempo. Para o espectro de frequ?ncia, a banda que mostrou-se mais sens?vel ao desgaste foi a compreendida entre 30 Hz e 700 Hz. J? entre os par?metros estat?sticos, de alguma forma todos mostraram-se sens?veis ao desgaste. Sendo a RMS e a curtose as que foram sens?veis em mais casos e o sinal filtrado na banda de 1,6 kHz e 2,4 kHz foi o que teve uma maior amplitude de resultados positivos.

acarretar em uma série de fenômenos que irão desgastar ambas. O emprego de conceitos tribológicos de forma a reduzir a taxa de desgaste nas superfícies de ferramentas e melhorar o acabamento superfícial de peças produzidas fez com que tratamentos superficiais e revestimentos. Entre os tratamentos superficiais, um dos mais aplicados é a nitretação a plasma, que consiste em criar uma camada de nitretos, aumentando a dureza e resistência ao desgaste do material, podendo ele ser feito com corrente direta (método convencional) e gaiola catódica, um método deenvolvido para reduzir as heterogeneidades. Dureza e resistência ao desgaste são conceitos normalmente confundidos, mas há uma série de outros parâmetros que devem ser considerados, como o aspecto topográfico da superfície. Alguns pesquisadores concluíram que a superfície nitretada com gaiola catódica possuía um aspecto lisoe não atacada por bombardeamento iônico como a nitretada via processo convencional. Este trabalho comparou diferentes parâmetros de nitretação a plasma, caracterizando não só a superfície através de medições de microdureza Vickers e rugosidade superficial média, como também o desgaste através da formação de diferentes pares tribológicos com materiais metálicos (alumínio, aço inoxidável e aço baixo carbono), através de técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Foi possível concluir que camadas nitretadas com menor rugosidade superficial pós-tratamento associadas a um incremento de dureza superficial reduziram o coeficiente de atrito do sistema tribológico, além disso, foi evidente a redução de material aderido na superficie nitretada com gaiola catódica para as esferas de aço inoxidável e alumínio. / The mechanical contact between two surfaces and its relative movement promotes a range of phenomena that will causes wear in both materials. The use of tribological concepts to reduce wear rate on tool surfaces and improve the surface finish of pieces produced brought the development of surface treatments and coatings. Between the surface treatments, plasma nitriding is one of the most applied, which consists in the creation of a nitrided layer that improves surface hardness and wear resistance, it may be carried out by direct current (conventional) or cathodic cage, a method developed to reduce heterogeneities. Hardness and wear resistance are concepts often related, but there are other parameters to be considered, as the surface topography. Some researchers showed that the cathodic cage plasma nitrided surface is smooth and non-attacked by sputtering as the direct current plasma nitrided surface. This work compared different plasma nitriding parameters of the AISI M2 tool steel, characterizing the surface by Vickers microhardness and average roughness and the wear by the creation of different tribopairs with metallic materials (aluminum, stainless steel and low carbon steel) using optical microscopy and scanning electron microscopy techniques. The plasma nitrided surfaces with smaller surface roughness obtained lower friction coefficient for its tribological systems, besides that, it was evident the smaller material adhesion on the cathodic cage plasma nitrided surface for the tribopairs created with the aluminum and stainless steel.

O uso da simulação via método de elementos finitos (MEF) tem sido de suma importância para o desenvolvimento de processos de conformação hidrostática de tubos (CHT). Sua utilização reduz o método de tentativa e erro na definição do processo e grandes ganhos de produtividade são auferidos. Neste trabalho, a simulação via MEF em conjunto com o desenvolvimento analítico existente na literatura foi utilizada para o desenvolvimento de um método projeto de uma ferramenta simples para a CHT em matriz aberta e para uso em prensa comum. Obtida a ferramenta, foi possível a um baixo custo ser determinado experimentalmente os limites de conformação, o caminho de deformação e as dimensões do tubo expandido sendo possível compara-los com os resultados simulados via MEF. Esta comparação de resultados experimentais e simulados validou o procedimento de simulação e o método de projeto da ferramenta. Quanto ao carregamento, com a ferramenta obtida foram expandidos tubos por dois carregamentos distintos: só pressão e pressão e carga axial simultâneos permitindo assim comprovar a eficácia do segundo carregamento para a obtenção de razões de expansão maiores. Quanto às simulações, executadas em um programa comercial, elas foram desenvolvidas também para ambos os carregamentos. Ainda nestas simulações duas maneiras de aplicar-se a pressão foram avaliadas. Para a determinação dos limites de conformação do tubo fez-se uso da técnica denominada Circle Grid Analisys. Foi escolhido para estudo um tubo extrudado de aço inoxidável AISI 316 L submetido a tempera de solubilização. O método de projeto desenvolvido, numa primeira tentativa, utilizou como dado de entrada as propriedades do Aço AISI 316 L obtidos para chapas o que levou a diferenças entre os resultados simulados e experimentais. Assim foi necessário determinar-se as propriedades do aço AISI 316 L para a condição de tubo extrudado. Para a direção circunferencial utilizou-se o método de ensaios denominado Ring Hoop Tension Test, e para o sentido longitudinal o foi utilizado um ensaio de tração usual. Foram determinados inclusive os coeficientes de anisotropia. Com estes dados novas simulações, considerando a anisotropia do material, foram realizadas. Um aprimoramento do método de projeto foi realizado, sendo construída uma segunda versão da ferramenta para a CHT. Assim os novos resultados simulados foram obtidos e foram comparados com os resultados experimentais e os erros diminuíram significativamente. Como resultado final, para esta segunda versão de simulações, de projeto e ferramenta, os erros dos valores obtidos via simulação via MEF, no diâmetro e na espessura ficaram ao redor de 10%, assumindo o resultado experimental como padrão. Quanto ao limite de conformação os resultados simulados diferiram dos experimentais, porém o estado de deformação e os caminhos de deformação situaram-se no mesmo quadrante no plano das deformações (Curva CLC) para os dois carregamentos. Finalmente, quanto ao diâmetro externo do tubo para os dois carregamentos, o tubo em aço Inoxidável AISI 316 L atingiu diâmetros até 12,9% maiores para expansão por pressão e carga axial em relação àqueles expandidos somente por pressão, os quais foram assumidos como padrão. / The simulation using the finite elements method (FEM) has been of utmost importance for the tube hydroforming (THF) processes development. It reduces the try and error method in the process definition and great profits are gained. In this work, the FEM simulation together with the existing analytical THF theory in the literature was used to develop a process and a simple tool design for the THF, in open die arrangement and to be used in a common press. Gotten this tool, it was possible in a low cost, determine experimentally the forming limits, the strain paths and the evolution of geometry for a tube and then make it possible compares these experimental results with the simulated results obtained by FEM. This comparison of experimental and simulated results validated the simulation procedure and the tool design method. Relate the loads applied during the THF, two distinct load cases were possible: only pressure and simultaneous pressure and axial load, thus allowing proving the effectiveness of the second load case in obtain bigger expansion ratios. Relate to the simulations, they were run in commercial software and also the two load cases were simulated. Additionally in these simulations, two ways to apply the pressure had been evaluated. In the experiments, in the forming limits determination, the Circle Grid Analysis technique was used. A seamless stainless cold finished AISI 316 L solution annealed and quenched tube was chosen for evaluation. The tool design method, in a first attempt, uses the AISI 316 L steel properties obtained from sheets. Big differences between the FEM simulated and experimental results was gotten. Thus, it was necessary execute tensile tests in order to obtain the AISI 316 L steel properties for the seamless stainless cold finished, solution annealed condition. In such a way, a tensile tube test method called Ring Hoop Tension Test was used, to determined AISI 316 L steel properties in the transversal direction and a common tensile test was used for the longitudinal direction. Also, for both directions, anisotropy coefficients were also determined. With these new material properties set, new simulations including the anisotropy and a new improved tool design method were carried through, resulting in a new and improved tool version. Thus, new experiments were performed and compared with the new simulated results and the errors had diminished significantly. As final result, the errors in the diameter and in the thickness had been around of 10%, assuming the experimental result as standard. Relate the forming limits the results had differed, however the strain state and the strain path had been placed the same quadrant in a strain plane graphic (FLD diagram) for both load cases. Finally, relate to the tube expansion ratio, the tube external diameter increase 12,9% greater for tube expansion under pressure and axial load assuming the tube expansion under only pressure as standard.

O presente trabalho tem como objetivo conhecer o comportamento do aço inoxidável austenítico AISI 304L para o processo de Estampagem Incremental de Chapas (ISF - Incremental Sheet Forming), baseado nos parâmetros: raio da ferramenta RT, ângulo de parede a e passo vertical dz. Os experimentos baseiam-se na variante da Estampagem Incremental denominada Estampagem Incremental com Ponto Simples (SPIF - Single Point Incremental Forming). Foram realizados 29 ensaios, em três ferramentas com raios de 5, 8 e 10 mm. Basicamente, a estrutura empregada foi um dispositivo para fixação da chapa, um centro de usinagem vertical e um software de CAD/CAM. O melhor acabamento da superfície conformada medido através da média da rugosidade Rz foi alcançado com ferramentas de raio de 10 mm. Após a conformação, os corpos de prova apresentaram um significativo encruamento de seus grãos, o que conduziu parte da microestrutura originalmente austenítica a uma transformação martensítica induzida por deformação (efeito TRIP). Pode-se constatar também, que existe uma tendência do aumento do ângulo de parede aumentar a microdureza da região encruada. Os ensaios de Estampagem Incremental nesta pesquisa mostram que os gráficos das deformações exibem a tendência de que o modo como ocorrem as deformações, aproximam-se muito da deformação plana (Q2 0). / The objective of this work is to study the behavior of austenitic stainless steel AISI 304L during the ISF process (Incremental Sheet Forming). The study was based on the following parameters: tool radius RT, wall angle and vertical depth dz. The tests were based on a variation of the ISF process, called SPIF (Single Point Incremental Forming). A total of 29 tests were performed with 5, 8 and 10 mm of tool radius. Basically, the structure used was a rig for attachment of the sheet, a Vertical Machining Center and a CAD/CAM software. The best surface finish formed, measured by parameter RZ, was obtained with 10 mm of tool radius. After the forming, the specimens presented a significant mechanical hardening of the grains, which induced part of the microstructure originally austenitic to a martensitic transformation induced by deformation (TRIP effect). It can also be verified that there is a tendency that the increase of the wall angle increases the micro hardness of the mechanical hardened area. The graphs of strains show a trend: the deformation mode is very close to plane strain conditions (Q2 0).