As indústrias que desenvolvem motores de combustão interna têm como preocupação atual prover motores que sejam cada vez menos poluentes, uma vez que a preocupação com a preservação do meio ambiente é intensa em todo o mundo. No entanto, com o desenvolvimento de novas tecnologias destinadas à redução das emissões, a condensação dos gases, provenientes da combustão, está sendo promovida dentro das câmaras de combustão dos veículos. Ácidos, como sulfúrico e nítrico, são gerados pela condensação destes gases. Esta condensação está associada às altas taxas de recirculação de gases de escape, conhecido como EGR, (termo em inglês para Exhaust Gas Recirculation). Consequentemente, problemas de corrosão nos componentes do motor estão aumentando, especialmente em camisas de cilindro em ferro fundido. Neste estudo, foi investigada a resistência à corrosão de dois ferros fundidos, um de microestrutura perlítica e o outro com microestrutura bainítica, em soluções de condensado natural e sintético de motores movidos a diesel. Os resultados foram associados às microestruturas e as composições químicas dos materiais estudados. Resultados de testes de imersão e ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica, bem como de curvas de polarização potenciodinâmicas, indicaram que os dois materiais não apresentam resistência à corrosão nos meios de ensaio adotados. O ataque intenso da matriz observado em ambos os materiais observado pelos ensaios de imersão, mostraram a atuação do mecanismo eletroquímico de corrosão por grafitização. Este mecanismo causa o ataque localizado e destrutivo da matriz de ferrita (-Fe), que funciona como anodo enquanto as grafitas atuam como áreas catódicas. Enquanto em meio ácido não foi possível observar uma diferenciação entre os dois tipos de ferros fundidos estudados, em meio neutro e aerado, o ferro fundido bainítico mostrou resistência à corrosão superior à do ferro fundido perlítico. / The industries that develop internal combustion engines have the current concern on providing less polluting engines, due to the worldwide apprehension on the environment preservation. However, with the development of new technologies to reduce emissions, condensation of gases from combustion is being promoted within the combustion chambers of vehicles. Acids, such as sulfuric and nitric, are generated by these gases condensation. This condensation is associated with high rates of exhaust gas recirculation, known as EGR, (the English term for Exhaust Gas Recirculation). Consequently, corrosion problems of engine components are increasing, especially in cylinder liners made with cast iron. In this study, the corrosion resistance of two cast irons, one with a pearlitic microstructure and the other with a bainitic one, has been investigated in the natural solution obtained by condensation of the gases from diesel engines combustion or in a synthetic solution that simulates the composition of the condensate gases. The results were associated with the chemical compositions and microstructures of the materials studied. The results of immersion tests and electrochemical impedance spectroscopy tests, as well as potentiodynamic polarization curves, indicated that both materials do not exhibit significant differences in their corrosion resistance in the solutions adopted for testing. The intense attack of the matrix observed during immersion tests showed the electrochemical corrosion mechanism of graphitization in both materials. This mechanism causes localized attack of the ferrite matrix ( -Fe), which acts as the anodic areas whereas the graphite act as the cathodic ones. Though in acid medium has not been possible to observe a distinction between the corrosion resistance of the two types of cast irons studied, in neutral and aerated environment, the bainitic cast iron showed higher corrosion resistance comparatively to the pearlitic cast iron .

As indústrias que desenvolvem motores de combustão interna têm como preocupação atual prover motores que sejam cada vez menos poluentes, uma vez que a preocupação com a preservação do meio ambiente é intensa em todo o mundo. No entanto, com o desenvolvimento de novas tecnologias destinadas à redução das emissões, a condensação dos gases, provenientes da combustão, está sendo promovida dentro das câmaras de combustão dos veículos. Ácidos, como sulfúrico e nítrico, são gerados pela condensação destes gases. Esta condensação está associada às altas taxas de recirculação de gases de escape, conhecido como EGR, (termo em inglês para Exhaust Gas Recirculation). Consequentemente, problemas de corrosão nos componentes do motor estão aumentando, especialmente em camisas de cilindro em ferro fundido. Neste estudo, foi investigada a resistência à corrosão de dois ferros fundidos, um de microestrutura perlítica e o outro com microestrutura bainítica, em soluções de condensado natural e sintético de motores movidos a diesel. Os resultados foram associados às microestruturas e as composições químicas dos materiais estudados. Resultados de testes de imersão e ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica, bem como de curvas de polarização potenciodinâmicas, indicaram que os dois materiais não apresentam resistência à corrosão nos meios de ensaio adotados. O ataque intenso da matriz observado em ambos os materiais observado pelos ensaios de imersão, mostraram a atuação do mecanismo eletroquímico de corrosão por grafitização. Este mecanismo causa o ataque localizado e destrutivo da matriz de ferrita (-Fe), que funciona como anodo enquanto as grafitas atuam como áreas catódicas. Enquanto em meio ácido não foi possível observar uma diferenciação entre os dois tipos de ferros fundidos estudados, em meio neutro e aerado, o ferro fundido bainítico mostrou resistência à corrosão superior à do ferro fundido perlítico. / The industries that develop internal combustion engines have the current concern on providing less polluting engines, due to the worldwide apprehension on the environment preservation. However, with the development of new technologies to reduce emissions, condensation of gases from combustion is being promoted within the combustion chambers of vehicles. Acids, such as sulfuric and nitric, are generated by these gases condensation. This condensation is associated with high rates of exhaust gas recirculation, known as EGR, (the English term for Exhaust Gas Recirculation). Consequently, corrosion problems of engine components are increasing, especially in cylinder liners made with cast iron. In this study, the corrosion resistance of two cast irons, one with a pearlitic microstructure and the other with a bainitic one, has been investigated in the natural solution obtained by condensation of the gases from diesel engines combustion or in a synthetic solution that simulates the composition of the condensate gases. The results were associated with the chemical compositions and microstructures of the materials studied. The results of immersion tests and electrochemical impedance spectroscopy tests, as well as potentiodynamic polarization curves, indicated that both materials do not exhibit significant differences in their corrosion resistance in the solutions adopted for testing. The intense attack of the matrix observed during immersion tests showed the electrochemical corrosion mechanism of graphitization in both materials. This mechanism causes localized attack of the ferrite matrix ( -Fe), which acts as the anodic areas whereas the graphite act as the cathodic ones. Though in acid medium has not been possible to observe a distinction between the corrosion resistance of the two types of cast irons studied, in neutral and aerated environment, the bainitic cast iron showed higher corrosion resistance comparatively to the pearlitic cast iron .

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-06Bitstream added on 2014-06-13T18:34:54Z : No. of bitstreams: 1 ranieri_a_me_guara.pdf: 1386692 bytes, checksum: c47cd01ee98e83332bd255dbd49cadad (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Os principais objetivos deste trabalho foram desenvolver estruturas bainíticas e multifásicas através de diversas rotas de tratamentos térmicos, visando as melhores combinações de propriedades mecânicas, fornecendo subsídios científicos/tecnológicos para as indústrias brasileiras. Em certos componentes de veículos aeroespaciais tem sido usado aço de baixa liga e ultra-alta resistência temperados e revenidos com elevada resistência devida a estrutura martensítica mas com baixa tenacidade. Uma melhoria na tenacidade é conseguida com redução controlada de resistência através do revenimento. O novo conceito, para aços avançados que combinam alta resistência com boa tenacidade, está simbolizado pelas microestruturas bainíticas e multifásicas. Neste projeto foi feito um estudo do efeito das microestruturas nas propriedades mecânicas de um aço AISI 4340. Foram analisadas diversas microestruturas, desde aquelas inteiramente bainíticas até microestruturas multifásicas com teores variados de ferrita, bainita, martensita e austenita retida. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos por têmpera por resfriamento continuo e com as diversas rotas de transformação isotérmica. As combinações de propriedades mecânicas estão relacionadas com as frações volumétricas das fases e a bainita melhora significativamente a ductilidade do aço, mantendo a resistência elevada e melhorando a combinação resistência/ductilidade. O aço possui baixo coeficiente de encruamento e é possível conseguir resistências entre 1000 MPa e 1400 MPa com alongamento entre 13% e 25%, combinação esta superior aquelas encontradas para o mesmo aço quando temperado e revenido em óleo. / The main goals of this study were to develop bainitic and multiphasic structures through several routes of heat treatment, in order to reach the better combination of mechanical properties, providing scientific/technological subsidies to Brazilian industries. In some of aerospatial vehicles components have been used quenched and tempered ultra-high-strength low-alloy steel where the martensitic structure is responsible for the high-strength and low toughness levels. Toughness improvements can be achieved by strength reduction control during tempering. The new concept for advanced steels, that combine high-strength and good toughness, is correlated with the bainitic and multiphasic microstructures. In this work the effect of microstructures on the mechanical properties of AISI 4340 steel. Has been analysed several microstructures, from those totally bainitic until multiphasics microstructures with various ferrite, bainite, martensite and retained austenite content. The results were compared with those obtained by quenching through continuous cooling transformation and several routes of isothermal transformation. The combinations of mechanical properties are related with volume fraction of present phases and the bainite improved significantly the toughness steel., keeping the high strength and improving the strength/toughness combination. This steel has low coefficient of hardness and is possible to achieve strengths between 1000 MPa e 1400 MPa with percentual elongation between 13% e 25%, this combination is better than that found to the same steel when quenched and tempered in oil.

Resumo: Os principais objetivos deste trabalho foram desenvolver estruturas bainíticas e multifásicas através de diversas rotas de tratamentos térmicos, visando as melhores combinações de propriedades mecânicas, fornecendo subsídios científicos/tecnológicos para as indústrias brasileiras. Em certos componentes de veículos aeroespaciais tem sido usado aço de baixa liga e ultra-alta resistência temperados e revenidos com elevada resistência devida a estrutura martensítica mas com baixa tenacidade. Uma melhoria na tenacidade é conseguida com redução controlada de resistência através do revenimento. O novo conceito, para aços avançados que combinam alta resistência com boa tenacidade, está simbolizado pelas microestruturas bainíticas e multifásicas. Neste projeto foi feito um estudo do efeito das microestruturas nas propriedades mecânicas de um aço AISI 4340. Foram analisadas diversas microestruturas, desde aquelas inteiramente bainíticas até microestruturas multifásicas com teores variados de ferrita, bainita, martensita e austenita retida. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos por têmpera por resfriamento continuo e com as diversas rotas de transformação isotérmica. As combinações de propriedades mecânicas estão relacionadas com as frações volumétricas das fases e a bainita melhora significativamente a ductilidade do aço, mantendo a resistência elevada e melhorando a combinação resistência/ductilidade. O aço possui baixo coeficiente de encruamento e é possível conseguir resistências entre 1000 MPa e 1400 MPa com alongamento entre 13% e 25%, combinação esta superior aquelas encontradas para o mesmo aço quando temperado e revenido em óleo. / Abstract: The main goals of this study were to develop bainitic and multiphasic structures through several routes of heat treatment, in order to reach the better combination of mechanical properties, providing scientific/technological subsidies to Brazilian industries. In some of aerospatial vehicles components have been used quenched and tempered ultra-high-strength low-alloy steel where the martensitic structure is responsible for the high-strength and low toughness levels. Toughness improvements can be achieved by strength reduction control during tempering. The new concept for advanced steels, that combine high-strength and good toughness, is correlated with the bainitic and multiphasic microstructures. In this work the effect of microstructures on the mechanical properties of AISI 4340 steel. Has been analysed several microstructures, from those totally bainitic until multiphasics microstructures with various ferrite, bainite, martensite and retained austenite content. The results were compared with those obtained by quenching through continuous cooling transformation and several routes of isothermal transformation. The combinations of mechanical properties are related with volume fraction of present phases and the bainite improved significantly the toughness steel., keeping the high strength and improving the strength/toughness combination. This steel has low coefficient of hardness and is possible to achieve strengths between 1000 MPa e 1400 MPa with percentual elongation between 13% e 25%, this combination is better than that found to the same steel when quenched and tempered in oil. / Orientador: Tomaz Manabu Hashimoto / Coorientador: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Jorge Otubo / Mestre

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dionisio Mateo Cardille.pdf: 3138784 bytes, checksum: c27dcdc2765d16f7b30f2b6a5a588e37 (MD5) Previous issue date: 2009-08-18 / This study broaches the diesel engines cylinder liners waste concepts, characterizing abrasive waste, tribo-chemical waste and scuffing, with component external factors, like adultered fuel or with high sulfur level frequently found in Brazil. It presents the modern emissioned engines and the direct causes in the cylinder liners material requirement, with the tribologic evolution of piston, piston rings and cylinder. Some concepts of cylinders internal diameter surface finish and the direct involvement in the cylinder smooth, and the blow by flux besides oil consumption. The cylinder liners are manufactured in perlitic gray casting iron, and it was compared to a bainitic gray casting iron as alternative material, in order to satisfy the modern environment laws for emissions. The experiment technical was based on a dynamometric test in a 146kw diesel engine, during 500hs, with 27,4% overpower. The liners were assembled in the engine block in an intercalated way, avoiding benefits in the cylinders closer to the water pump. After the test, the liners were dimensioned with the respective piston rings. As result, was observed that the proposal bainitic material got a better waste resistance in comparison with the perlitic material, with a better dimensional stability. The piston rings presented similar waste when applied in both materials, respecting the project original tribological pair. / Este estudo aborda os conceitos de desgaste em camisas de cilindro para motores diesel, caracterizando desgaste abrasivo, tribo-químico e "scuffing", juntamente com fatores externos ao componente como a questão dos combustíveis adulterados ou com alto teor de enxofre, freqüentemente encontrados no Brasil. Apresenta o enquadramento dos motores nas modernas leis de emissões, e suas causas diretas na exigência de materiais para camisas de cilindro, juntamente com a evolução tribológica do conjunto pistão, anéis e camisa. Definem-se também alguns conceitos de rugosidade e acabamento superficial dos cilindros e suas implicações diretas no amaciamento neste componente, além do tema passagem de gases da câmara de combustão para o cárter (blow by) e consumo de óleo lubrificante. As camisas de cilindro são em sua maioria confeccionadas em liga de ferro fundido cinzento com matriz perlítica, a qual foi objeto de comparação com uma liga proposta de matriz bainítica, como material alternativo, visando satisfazer as condições impostas pela moderna legislação ambiental. A técnica experimental empregada baseou-se em um ensaio dinamométrico em um motor diesel de 146kw, porém submetido a plena carga durante 500hs, com 27,4% de acréscimo de potência. As camisas foram montadas no motor de forma a estarem intercaladas e evitando favorecimentos em cilindros mais quentes do bloco. Após o teste, as camisas de cilindro foram dimensionadas, juntamente com os respectivos anéis de pistão. Como resultado, observou-se que o material proposto em liga com matriz bainítica teve uma melhor resposta ao desgaste em comparação com o material de matriz perlítica, inclusive com uma melhor estabilidade dimensional. Os anéis de pistão tiveram desgaste similar em ambos os materiais, respeitando o par tribológico original de projeto.