This work aims to study the niobium influence in the crystallographic texture and the corrosion resistance of ferritic stainless steels on aerated and de-aerated environments. For this objective the ferritic stainless steels P409, P410, P430A, P430E (Nb stabilized) were used; and austenitic stainless steel, P304, and carbon steel, A36, were used as comparative materials. These materials had a mechanical characterization (hardness and tension test), and the steels P430A and P430E had a crystallographic characterization too. That crystallographic characterization (by EBSD) was analyzed through to inverse pole figure (IPF) and crystal orientation distribution function (CODF). The samples were submitted to anodic potentiodynamic polarization test in solutions: 3.56% NaCl, and 1N H2SO4 on aerated environment, and 3.56% NaCl at de-aerated environment. The samples were examined by SEM after the polarization tests. The analysis of the results clearly showed that the crystallographic texture influence the corrosion resistance. The niobium in the stainless steel reduces the presence of preferential orientation, therefore, the influence of the texture in the corrosion resistance, but helps to increase the corrosion resistance by the formation of niobium carbbonites. Finally it was observed that for polarization tests in aerated environments and de-aerated have a very small variation in behavior that depends on the steel, but this variation is not statistically significant. / O objetivo deste trabalho é estudar a influência do nióbio na textura cristalográfica e resistência à corrosão de aços inoxidáveis ferríticos em ambientes aerados e desaerados. Usou-se para o estudo os aços inoxidáveis ferríticos P409, P410, P430A, P430E (estabilizado ao Nb) e como objetos de comparação usaram-se os aços inoxidáveis austenítico P304 e o aço ao carbono A36. Neles realizou-se uma caracterização mecânica (dureza, ensaio de tração), e para os aços P430A e P430E foi feita uma caracterização cristalográfica (via EBSD) por meio de figura de polos inversa (IPF) e da função de distribuição de orientação cristalina (FDOC). As amostras foram submetidas a ensaios de polarização potenciodinâmica anódica para soluções de 3,56% NaCl e 1N de H2SO4 em ambiente aerado e solução de 3,56% NaCl em ambiente desaerado. As amostras foram examinadas por microscopia MEV após os ensaios de polarização. A análise dos resultados mostrou claramente que a textura cristalográfica influência a resistência à corrosão. O nióbio diminui a presença de orientações preferenciais, e, por consequência, a influência da textura na resistência à corrosão, no entanto aumenta a resistência à corrosão nos aços inoxidáveis pela formação de carbonetos de nióbio. Por último observou-se que para ensaios de polarização em ambientes aerados e desaerados existe uma ligeira variação no comportamento que depende de cada aço, mas que não é estatisticamente significativa. / Mestre em Engenharia Mecânica

Researches on alloy elements such as niobium and silicon have been added to titanium alloys as an alternative for new materials to be used in orthopedic implants, once they present biocompatibility and favor reductions in the elasticity modulus. Therefore, the objective of this study was to investigate the phase transformations, mechanical properties and corrosion resistance of the Ti-Nb and Ti-Nb-Si alloys for biomedical applications. The results showed that Si addition is effective to stabilizing the £] phase, which also acts as a ç suppressor, and to produce grain refinement. In all samples, the hardness values increased with the increasing of Si content, while the elastic modulus was reduced in the Ti-15Nb-xSi and Ti-35Nb-xSi alloys; however, for Ti-40Nb-xSi samples increased with the increasing of Si content. Lower elastic moduli were observed in water-quenched Ti-35Nb-xSi alloys, for which tensile tests and corrosion resistance were performed. The increase in Si concentration also produced an increase in the alloys mechanical strength. Ti-35Nb-0,55Si alloy, however, showed brittle mechanical behavior which was related to the presence of silicides, referred as (Ti,Nb)3Si, at the grain boundaries. Corrosion tests showed that the alloys exhibit high resistance in the studied environment. The results suggest that the Ti-35Nb-0,35Si alloys presents the best combination of properties: good mechanical strength, low elastic modulus and excellent corrosion resistance. / Elementos de liga como niobio e silicio tem sido adicionados a ligas de titanio como uma alternativa na busca de novos materiais para implantes ortopedicos, visto que apresentam biocompatibilidade e favorecem a reducao do modulo de elasticidade. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi investigar as transformacoes de fases, propriedades mecanicas e de resistencia a corrosao de ligas dos sistemas Ti-Nb e Ti-Nb-Si para aplicacoes biomedicas. Os resultados mostraram que a adicao de Si foi efetiva na estabilizacao da fase £], o qual tambem atua como supressor de ç, alem de produzir refinamento de grao. Em todas as amostras estudadas, os valores de dureza se elevaram com o aumento do teor de Si, enquanto que o modulo de elasticidade sofreu uma reducao nas ligas dos grupos Ti-15Nb-xSi e Ti-35Nb-xSi; no entanto, para as amostras Ti-40Nb-xSi foi verificado um aumento de seus valores com a elevacao do teor de Si. Menores modulos de elasticidade foram observados nas ligas Ti-35Nb-xSi resfriadas em agua, para as quais foram realizados ensaios de tracao e de resistencia a corrosao. Foi observado que o aumento da concentracao de Si tambem produziu um aumento na resistencia mecanica das ligas, entretanto, a liga com 0,55% de Si, apresentou comportamento mecanico fragil atribuido a presenca de silicetos, indicados como (Ti,Nb)3Si nos contornos de graos. Os ensaios de corrosao mostraram que as ligas apresentaram uma alta resistencia no meio estudado. Os resultados obtidos sugerem que a liga Ti-35Nb-0,35Si apresenta a melhor combinacao de propriedades: boa resistencia mecanica, baixo modulo de elasticidade e excelente resistencia a corrosao.

A proteção contra corrosão na indústria automotiva é um problema de alto impacto econômico. Além de características anticorrosivas, os revestimentos utilizados nas indústrias automotivas precisam apresentar boa aparência e resistência física. Os revestimentos multicamadas normalmente utilizados em indústrias automotivas são compostos por e-coat, primer, base e verniz, sendo que o primer pode ser utilizado como um substituto do e-coat em processos de retoque ou retrabalho. Sob outra perspectiva, os polímeros condutores têm sido amplamente estudados como um revestimento anticorrosivo e o compósito de Polianilina-Melamina-Zinco (PZn) apresentou resultados promissores em relação à corrosão. Então, este estudo analisou a aplicação da PZn incorporado em revestimento multicamada utilizado na indústria automotiva, substituindo o primer comercial em processo de retrabalho. Adicionalmente, os resultados de PZn foram comparados com os primers utilizados atualmente (FLASH e GLASURIT). Para a caracterização dos materiais, realizaramse ensaios de MEV e EDS para o substrato e espessura de camada nos conjuntos pintados. Para a determinação de características visuais, foram feitas medições de cor, brilho e aspecto. Para corrosão, realizaram-se ensaios eletroquímicos (OCP e Tafel) e ensaio cíclico. Por fim, para resistência física foram analisados os ensaios de umidade, flexibilidade e aderência: corte cruzado, jato d´água, impacto pontual e batida de pedra. Os resultados dos ensaios de aspecto visual foram similares para todos os conjuntos pintados. Para corrosão, os ensaios eletroquímicos apresentaram resultados similares ao ensaio químico de corrosão cíclica, nos quais os conjuntos CJ_PANI e CJ_FLASH mostraram-se semelhantes e o CJ_GLASURIT obteve melhores resultados, sendo este o conjunto mais resistente. Os ensaios de resistência física podem ser divididos em secos e úmidos. Os ensaios realizados a seco tiveram resultados similares entre todos os conjuntos pintados, porém, nos úmidos o conjunto CJ_PANI apresentou-se susceptível à defeitos. Sendo assim, concluiu-se que o compósito de PZn apresentou bons resultados em relação às características visuais, ensaios eletroquímicos de corrosão e ensaios físicos a seco, quando utilizado em sistemas de pintura multicamadas de indústrias automotivas. Contudo, a PZn apresentou-se sucetível à defeitos em abientes úmidos, perdendo aderência. / The protection against corrosion in the automotive industry is a high impact problem on the economic view. Besides of an antirust characteristic, the coatings used in the automotive industries needs to have a good appearance and phisical resistance. The multilayer coatings used normally are compound of e-coat, primer, base and clear coat, where the primer can also be used as an e-coat substitute in rework processes. In the other side, the conductive polymers has been widely discussed as an anti-rust coating material and the Polyaniline-zinc composite (PZn) had presented good results concerning the corrosion protection. Then, this study had applied the PZn in a multilayer coating used in the automotive industry, substituting the commercial primer in a common rework process. In addition, the PZn results were compared with the commercial primers used currently (FLASH and GLASURIT). To the material characterization, were done a MEV and EDS analysis of the substrate and were measured the coating thickness of the painted sets. To determinate the visual characteristics, were measured color, gloss and aspect. For corrosion, were performed electrochemical measurements (OCP and Tafel) and the cyclic test. Moreover, the phisical resistance were evaluated with humidity, flexibility and adherence tests: cross cut, steam jet, punctual impact and stone chip. The visual aspects results were similar for all the painted sets. For corrosion, the electrochemical tests presented similar results with the chemical test done by cycle test, in which the CJ_PANI and CJ_FLASH sets had showed them equivalent and the CJ_GLASURIT had better results, being the set more resistant. The phisical resistance could be divided in two types: dry and wet. The dry tests had similar results between the painted sets, but in the wet ones, the PZn set had presented susceptible for defects. In conclusion, the PZn composite had presented good results regarding visual aspects, electrochemical corrosion and dry technical tests when used in multilayer paint systems of the automotive industry. However, it presented a susceptible for defects in humidity environmental, losing adherence.

Fatigue and fracture assisted by the environment are responsible for the majority of failures in implants. Due to low tribological properties of titanium alloys, the thermal oxidation technique has been evaluated to improve the surface hardness and consequently, to improves the tribological properties of Ti6Al4V alloy. However, despite improved tribological properties of the Ti6Al4V alloy, there is a tendency to reduction of the fatigue limit of the oxide layer. The combined action of body fluid and cyclic loads also need to be investigated. This study evaluated the effect of thermal oxidation in the fatigue limit of the Ti6Al4V in environment containing 0.9% NaCl. It was observed a reduction in the fatigue limit for thermally oxidized Ti6Al4V alloy and it is suggested that the reduction in fatigue properties of alloy is associated with the brittleness of oxide layer. / Os processos de fadiga e fraturas assistidas pelo ambiente são responsáveis pela maioria das falhas em implantes. Devido às baixas propriedades tribológicas do titânio e suas ligas, a técnica de oxidação térmica tem ganhado destaque por conferir um aumento da dureza superficial e consequentemente melhorar as propriedades tribológicas da liga Ti6Al4V. Entretanto apesar da melhoria das propriedades tribológicas existe uma tendência na redução do limite de fadiga quando há presença de uma camada de óxido na superfície da liga Ti6Al4V. Ainda a ação combinada de fluidos corpóreos e de carregamento precisa ser investigada. Neste estudo foi avaliado o efeito da oxidação térmica combinado a aplicação de carregamento cíclico ao ar e em meio contendo 0,9 % NaCl. Foi observada uma redução no limite de resistência à fadiga para a liga Ti6Al4V oxidada termicamente. O meio contendo 0,9 % de NaCl não influenciou significativamente a resistência em fadiga de corpos de prova oxidados termicamente e sugere-se que a redução nas propriedades de fadiga da liga está associada à fragilidade da camada de óxido.