As peças fundidas sob pressão com Zamac Z5 no formato de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, rejeitadas durante o processo são encaminhadas para beneficiamento, como sucata, na empresa fornecedora de Zamac. No entanto, durante o beneficiamento, somente 35% do material enviado retorna para empresa, assim 65% do peso deste material é perdido. A matéria-prima é um dos principais custos da empresa, apresentando assim uma grande oportunidade de economia no processo de fabricação. O objetivo desse trabalho é verificar a viabilidade de fundição das peças técnicas rejeitadas, como matéria-prima para a fabricação de peças de moda. As sucatas foram analisadas quanto a sua composição química, microestrutura e análise térmica. Com esta sucata foram fundidas sob pressão peças de moda usadas em calçados e acessórios, fivelas e enfeites, com estes foram realizadas análises de microestrutura e ensaios de corrosão, propriedades mecânicas e ainda testes de desempenho pertinentes as suas aplicações. As amostras fundidas com 100% de sucata responderam de forma satisfatória a todos os ensaios, em alguns casos de maneira superior às peças de controle fundidas com matéria-prima virgem. Evidenciou-se que a sucata, oriunda de peças técnicas com galvanoplastia em Cromo, pode ser usada como matéria-prima para confecção de peças de moda, fivelas e enfeites, apresentando assim uma redução de 30% no custo de fabricação das mesmas. / In the production of Zamac Z5 metal parts by ppressure casting, which are normally chrome electroplated, some of those end up being rejected and, as a consequence, returned as scrap to the Zamac supplier companies. However, from the supplier after reprocessing, only 35% of the material returns to be used in the manufacturing. So, 65% of this material weight is lost. The raw material is one of the main costs of the company, presenting a great opportunity for savings in the manufacturing process. The objective of this research is to check the viability of feeding the casting process with rejected parts, reusing them as raw material for fashionable accessories manufacturing. The scraps have been analyzed for verification of the chemical composition, microstructure and submmited to thermal analysis. These scraps were used as basis to die casted parts which were used in the manufacturing process of footwear, accessories, buckles and frills. Microstructure, mechanical testing, relevant performance and corrosion tests were carried out according with the parts applications. The samples manufactured with 100% scrap have had satisfactory results to all the tests, in some cases in a superior manner in comparison to controled parts manufactured with Virgin raw material. There are evidences which prove that the scraps, when coming from technical parts with chrome electroplating, can be used as raw material for production of parts of sets, buckles and frills, showing a 30% reduction in the costs of their manufacturing .

Esta pesquisa tem por objetivo apresentar uma proposta de um sistema informacional constituído por ficha técnica sobre materiais, como estudo de caso os ferros fundidos (FoFos). Para auxiliar na formulação dessa proposta, foi desenvolvido um glossário através do embasamento nos pressupostos da Teoria Comunicativa da Terminologia (TCT). As etapas que delinearam o estudo terminográfico iniciaram na definição do corpus para a coleta de termos específicos sobre a área, para isso, realizou-se uma análise de plataformas informacionais sobre materiais similares, e as demais informações relevantes foram elencadas em material bibliográfico, seguido da coleta e distribuição (mapas conceituais) dos dados para a elaboração da ficha síntese, concluindo com a definição dos termos selecionados. Para compor o banco de dados, foram realizados procedimentos experimentais de metalografia com o viés de obter micrografias dos diferentes tipos de ferros fundidos além da obtenção de imagens de produtos acabados e o desenvolvimento de pictogramas para o design da informação. Com uma linguagem adaptada para atender o binômio Design e Engenharia, o sistema informacional apresenta informações técnicas relevantes para o desenvolvimento de um projeto, conteúdo de fácil acesso para ser utilizado em ambientes distintos, como salas de aula, escritórios, indústrias e outros. / This research aims to present a formal proposal of a informational system consisting of technical sheet and glossary, being Casting Iron (FoFos) the case study. For the formulation of this proposal, it was developed a glossary through the basement on the presuppositions of the Communicative Theory of Terminology (CTT). The steps that outlined the terminographic study began on the corpus definition for the collection of specific terms about the field, therefore, it was accomplished an informational standards analysis on similar materials, and further relevant information were listed as bibliographic material, followed by gathering and distribution (conceptual maps) of the data for the elaboration of the synthesis record, concluding with the definition of the selected terms. In order to compose the database, metallographic experimental procedures were made, keeping in mind the bias of obtaining micrographies from the different types of casting iron, plus the attainment of finished products images, and the pictograms process to design of the information. Along an adapted language for the binomial Design and Engineering support, the informational system presents relevant technical information for the upgrowth of a project, easy access content to be used over distinguished environments, such as classrooms, offices, factories and others.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-18Bitstream added on 2014-06-13T20:46:43Z : No. of bitstreams: 1 alves_lhd_dr_guara.pdf: 2379670 bytes, checksum: 1a59c87cd9293dbd93fa101676adf89e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O grande número de variáveis envolvidas no processo de fundição de aço o torna muito susceptível a ocorrência de defeitos relacionados à solidificação como rechupes e poros, que elevam o custo de fabricação devido ao sucateamento e retrabalho de peças. Explorando oportunidades neste cenário, esta Tese de Doutorado, desenvolvida dentro do ambiente industrial de uma fundição de aço propõe um modelo matemático capaz de predizer a combinação de níveis de variáveis de processo que minimizam a ocorrência de rechupes e poros relacionados à solidificação em peças fundidas em aço ABNT 1030, moldadas em areia com aglomerante químico e vazamento por gravidade. Empregou-se, no desenvolvimento do trabalho o Planejamento Estatístico de Experimentos com fatorial fracionado na fase exploratória e o método de Taguchi para validação final e desenvolvimento do Modelo matemático. Na fase de validação, utilizou-se um arranjo ortogonal L16 com quatro réplicas. Na fase exploratória, avaliou-se o volume de defeito em uma peça de produção normal da fundição. Na fase de validação, desenvolveram-se corpos de prova em forma de cubo, vazados sem alimentação. Depois de produzidos, os corpos de prova passavam por ensaio de ultrassom para identificação e localização do defeito e corte de serra, para posterior medição do volume do defeito. O sistema de medição foi validado por meio de um estudo de Análise do Sistema de Medição – MSA GR&R. Os resultados dos experimentos mostraram uma grande diferença entre a contração teórica prevista na literatura de 5,5% para o aço estudado para 2% determinado experimentalmente. As variáveis que mais influenciaram no tamanho do defeito foram: o percentual de carbono queimado no processo de elaboração do aço, percentual de alumínio na liga, percentual de óxido de ferro na areia de moldagem e a interação entre... / The number of variables involved in the steel foundry process makes it susceptible to the occurrence of defects related to the solidification, like shrinkages and pores. This charge the foundries scrap and rework costs. Exploring the opportunities at this context, this Thesis, developed inside an industrial environment of a steel foundry, purposes a mathematic model capable to predict the combination of levels of variables that minimizes the occurrence of shrinkage and pores in carbon steel cast parts, through no-bake sand molding and gravity pouring processes. Statistical Design of Experiments with fractional and factorial at the screening step and Taguchi Method for the final validation and development of the mathematic model were used. A L16 orthogonal array with four replicates was used in the validation step. The defect volume inside a regular cast part was evaluated in the screening step. In the validation step, cube form specimens were designed, poured without feeders and ultrasound tested to bound the defect then saw cut to measure the defect’s volume. In order to the validation of the measurement system, a MSA – Measurement Systems Analysis and Gauge R & R - Gauge Repeatability and Reproducibility were used. The experiments results shown a considerable difference between the theoretical expected contraction, 5.5%, and the 2% experimentally determined. The variables that influenced the defect size the most were: the carbon drop in the steel making, the Aluminum content of the alloy, the Black Iron Oxide content of the molding sand and the interaction between the pouring temperature and the carbon drop. The mathematic model was validated by experiments, which showed a good performance in the prediction of defects.

Este trabalho tem como foco central a investigação de possibilidades de obtenção de peças metálicas, na forma de esculturas, por fundição, com vazamento por gravidade e que tenham como característica formal uma geometria complexa. Na interface interdisciplinar entre Arte e Engenharia, o estudo aborda a técnica de fundição por cera perdida e suas características, os materiais envolvidos nos processos de construção do modelo e do molde, e a realização prática de peças fundidas. Através do fazer, da aplicação das técnicas de fundição, da construção de um relato de experiências e das reflexões geradas a partir da análise dos resultados, o texto procura estabelecer a viabilidade da aplicação das técnicas de fundição por cera perdida, em atelier de escultura, com propósitos artísticos. / The following work has as its central focus the investigation of possibilities in the attainment of metallic pieces, in the form of sculptures, through foundry with filling by gravity and a complex geometry as their formal characteristic. In the interdisciplinary interface between Art and Engineering, the study approaches the lost wax foundry technique and its characteristics, as well as the materials involved in the processes of construction of the model and the mold and the practical accomplishment of the foundry pieces. The text attempts to establish the viability of the employment of the foundry techniques of lost wax through the execution, the application of the foundry techniques, the elaboration of a report of experiences and the thoughts generated from the analysis of the results in a sculpture studio with artistic purposes.

O presente estudo teve como objetivo a obtenção de equações empíricas permitindo a correlação da morfologia estrutural de aços com os parâmetros de solidificação: variação dos espaçamentos dendríticos secundários com a posição (l2xP) e variação dos espaçamentos dendríticos secundários com as taxas de resfriamento (l2x •T), como também o desenvolvimento de uma metodologia para determinação do início de transição colunarequiaxial e sua relação com a seção e composição química do aço. Para isso foram utilizadas técnicas de metalografia e um sistema de aquisição de imagens para a análise de macro e microestrutura (transição colunar-equiaxial, espaçamentos dendríticos secundários), de aços especiais obtidos por lingotamento contínuo. Foram selecionadas amostras retiradas de lingotes com três diferentes seções: 150x150mm, 180x180mm e 240x240 mm, englobando aços com diferentes valores de carbono equivalente, totalizando nove qualidades analisadas. Simulações foram geradas empregando um software do lingotamento contínuo (InALC), obtendo-se resultados das condições de solidificação em relação a taxas de resfriamento ( •T), para os parâmetros operacionais (composição química, velocidades e temperaturas de lingotamento). As equações dos parâmetros microestruturais obtidas experimentalmente foram implementadas no software InALC+, permitindo simulações também com previsão estrutural para os aços analisados. Pode-se concluir que o aumento da seção proporcionou maiores zonas colunares, independente da composição química dos aços, e que para um teor de carbono equivalente de 0,11%Ceq observou-se uma relação direta e linear entre os valores de início de TCE, tamanho da seção e taxa de resfriamento. As equações para EDS em função da distância para aços com valores de Ceq iguais apresentaram maiores valores na seção de 240 mm e 180 mm, seguidos pela seção de 150 mm. Nas equações de EDS em função da taxa de resfriamento simulada para aços com valores de Ceq iguais a 0,11%Ceq, os maiores valores de EDS ocorrem na seção 150mm, seguido pela seção 240mm e 180mm. Na comparação dos aços com valores de carbono equivalente em torno de 0,40%Ceq, o valor de EDS apresentou um aumento em função do aumento das seções. Em comparação a aços de mesma seção, as equações apresentaram um aumento do valor de EDS em função do aumento do Ceq. / The objective of this study was to obtain empirical equations permitting the relationships between as-cast structural morphology and solidification conditions: variation of the secondary dendrite arm spacings with positions (l2xP), variation of the secondary dendrite arm spacings with cooling rates (l2x • T ), as well as to develop a methodology to determine the start of the colunar-equiaxed transition and its correlation with mold section and chemical composition of the steel. Metallographic techniques and image acquisition system were used to analyze both macrostructures and microstructures (colunar-equiaxed transition and secondary dendrite arm spacings) of special steels produced by continuous casting. Transversal specimens were cut from the solidified ingots with different sections: 150x150mm, 180x180mm e 240x240mm, and with different equivalent carbon, totalizing nine steel types. Based on a heat transfer and solidification mathematical model of the continuous casting process (InALC+), results have been developed correlating the cooling rates as a function of operational parameters (chemical composition, casting speed and casting temperature). The correlation of these expressions with experimental equations relating dendrite spacings and colunar-equiaxed transition were implemented into the InALC+ software, providing an insight into the preview of structural characteristics for special steels. It can be concluded that the increasing of the section lead to bigger columnar zones, independent of the chemical compositions of the steels, and for 0.11%Ceq it was observed a direct and linear relation between the initial of the columnar-equiaxed transition, strand section and cooling rate. The expressions for SDAS in function of the distance for steels with equals Ceq presented bigger values for 240 and 180 mm, followed by 150 mm. In the expressions for SDAS in function of the simulated cooling rate for steels with 0.11%Ceq the bigger values were observed to 150 mm followed by 240 and 180 mm. In the comparison between the steels with 0.40% Ceq the SDAS values presented an increase in function of the increase of the section. For the same section the expression presented an increase in the SDAS value in function of the increase of the Ceq.

Pós fluxantes são escórias sintéticas utilizadas no processamento do aço via lingotamento contínuo com o objetivo de promover maior qualidade superficial ao produto lingotado. Para tanto, os pós fluxantes desempenham as seguintes funções: (i) promoção do isolamento térmico e químico do aço, (ii) absorção das inclusões nãometálicas provenientes do aço, (iii) promoção da lubrificação do molde e (iv) controle da transferência de calor entre o aço e o molde. O bom desempenho de cada função está diretamente relacionado às propriedades físicas e químicas que os pós apresentam, as quais são funções de sua composição química. Durante o processo de lingotamento, os pós fluxantes sofrem alterações em sua composição original proporcionadas por diferentes mecanismos que afetam as propriedades dos pós fluxantes. Um dos principais mecanismos responsáveis pelas alterações da composição das escórias é a interação química que ocorre entre o aço líquido e o pó fluxante fundido. Nesse trabalho foram realizadas simulações via aplicativo termodinâmico FactSage com o intuito de avaliar as interações entre metal líquido e escória. Três sistemas simples para a escória – um ternário (CaO-Al2O3-SiO2), um quaternário (CaO-Al2O3-SiO2-MgO) e um quinário (CaO-Al2O3-SiO2-MgO-Na2O) – e uma liga de Fe saturada em alumínio e oxigênio – 0,1%, 0,01% e 0,001% de Al – foram escolhidos para a realização das simulações, visando avaliar o incremento de Al2O3 da escória através da interação entre o alumínio dissolvido no ferro e a sílica presente na escória. O aumento do teor de alumina na escória foi quantificado para cada um dos três sistemas estudados em função do teor de Al e da razão S/M (kg de pó fluxante/t de metal líquido). Foram realizadas curvas de resfriamento para as escórias – que sofreram alterações em sua composição – para avaliar a influência da variação da composição sobre o comportamento de solidificação destas, baseadas em diagramas pseudobinários. Por fim, foram realizados cálculos de viscosidade para estas escórias através do modelo IRSID, para analisar a influência da composição sobre a viscosidade. Mostrou-se, para as condições escolhidas, que as alterações da composição química das escórias devido às interações entre metal líquido e escória são significativas, afetando as propriedades dos pós fluxantes, tais como seu comportamento de solidificação e sua viscosidade. / Mold powders are synthetic slags used in steel processing via continuous casting in order to promote greater surface quality to casting product. Thus, the mold powders perform the following functions: (i) promotion of the thermal and chemical insulate of steel, (ii) absorption of non-metallic inclusions from the steel, (iii) promotion of the lubrication of the mold and (iv) control of the heat transfer between steel and mold. The good performance of each function is directly related to physical and chemical properties presented by the powders, which are functions of their chemical compositions. During casting process, the mold powders undergo changes in their original composition provided by different mechanisms that affect the properties of mold powders. One of the main mechanisms responsible for changes in the composition of the slag is the chemical interaction that occurs between liquid steel and molten mold powders. In this work, simulations were carried out via thermodynamics software FactSage with the purpose of evaluating the interactions between the liquid metal and slag. Three simple systems – a ternary (CaO-Al2O3-SiO2), a quaternary (CaO-Al2O3- SiO2-MgO) and a quinary (CaO-Al2O3-SiO2-MgO-Na2O) – and a Fe alloy saturated with aluminum and oxygen – 0,1%, 0,01% and 0,001% Al – were chosen to perform the simulations in order to evaluate the increase of Al2O3 in slag through the interaction between the dissolved aluminum in iron and silica present in the slag. The increase of alumina content in the slag was quantified for each of the three systems studied as a function of Al content and the ratio S/M (mold powder kg/t liquid metal). Cooling curves were performed for slags – that suffered changes in their composition – to assess the influence of the composition variation on the behavior of slags, based on the pseudo-binary diagrams. Calculations of viscosity for these slags through the IRSID model to analyze the influence of chemical composition on the viscosity were performed. For the conditions chosen, it was shown that changes in chemical composition of the slag due to interactions between liquid metal and slag are significant, affecting the properties of fluxing powders, such as the solidification behavior and viscosity.

O objetivo principal da tese foi desenvolver um método multicriterial de seleção de processos de fundição de metais (MMSPF) para fabricação de componentes, considerando-se critérios técnicos, ambientais e econômicos para ser aplicado nas fases iniciais do desenvolvimento do componente. O MMSPF é constituído pelos módulos de seleção técnica e econômica. O módulo de seleção técnica é destinado a antecipar as atividades de seleção de processos, a serem desenvolvidas na fase de projeto preliminar, enquanto o módulo de seleção econômica é destinado a antecipar as atividades de seleção de processos, necessárias à fase de projeto detalhado. O MMSPF realiza a seleção de processos de forma sequencial. Inicialmente, avaliando aspectos técnicos e, posteriormente, considerando aspectos econômicos. O MMSPF contempla as seis classes de ligas metálicas mais utilizadas na produção de componentes fundidos: aços, ferros fundidos, ligas de alumínio, ligas de cobre, ligas de magnésio e ligas de zinco, apropriadas aos processos de fundição de metais destinados à produção de peças. O MMSPF contempla os quinze principais processos de fundição de metais destinados a produção de peças: areia verde – manual (P1), areia verde – mecanizada (P2), areia verde – automatizada (P3), areia silicato - CO2 (P4), areia com resina – cura frio (P5), areia com resina – shell molding (P6), processo molde de gesso – plaster molding (P7), processo molde cerâmico (P8), investment casting (P9), molde cheio - lost foam (P10), fundição centrífuga - molde metálico (P11), molde permanente – gravidade (P12), molde permanente - baixa pressão (P13), fundição sob pressão - die casting (P14) e squeeze casting (P15) como conjunto solução da seleção. As inovações propostas pelo MMSPF foram: (i) consolidação das diferentes fontes de informação dos processos a serem utilizadas no MMSPF, por meio de uma função de agregação; (ii) utilização de aspectos ambientais como critérios para seleção de processos de fundição de metais; (iii) consideração da estimação de custos de fabricação para realizar a seleção de processos de fundição de metais a partir de um índice de custo de fabricação, relativo ao desempenho técnico. Também foi desenvolvido um aplicativo computacional para implementar o MMSPF composto por três elementos principais: um software de planilha eletrônica (Microsoft Excel), no qual são realizadas todas as operações matemáticas necessárias ao desenvolvimento das etapas operacionais do MMSPF; um banco de dados, o software livre SQLite, responsável por armazenar as informações utilizadas no aplicativo computacional do MMSPF; e a interface gráfica do usuário, que atua como elemento de conexão entre o banco de dados, o software de planilha eletrônica e o usuário. / The main objective of this thesis was to develop a Multi-criteria Method for metal Casting Process Selection (MMCPS) to manufacturing components, considering technical criteria, environmental and economic to be applied in the early stages of design of the component. The MMCPS consists modules for the technical and economic selection. The technique selection module is designed to anticipate the activities of processes selection to be developed in the embodiment design, while the economic selection module is designed to anticipate selection process activities, necessary the detailed design phase. The MMCPS conducts the selection process sequentially. Initially, evaluating technical aspects and, subsequently, considering economic aspects. The MMCPS includes the six classes of metal alloys more used in the production of cast components: steel, cast iron, aluminum alloys, copper alloys, magnesium alloys and zinc alloys, suitable for metal shape casting processes. The MMCPS covers the fifteen main metal shape casting processes: green sand – hand molding (P1), green sand – mechanized molding (P2), green sand - automatic molding (P3), silicate-CO2 (P4), air-set/nobake (P5), shell molding (P6), plaster molding (P7), ceramic mold (P8), investment casting (P9), lost foam (P10), centrifugal casting – metallic mold (P11), permanent mold-gravity (P12), permanent mold-low pressure (P13), die casting (P14) and squeeze casting (P15) as the set solution for the selection process. The innovations proposed by MMCPS were: (i) consolidation of different sources of information processes to be used in MMCPS through an aggregation function; (ii) use of environmental aspects as criteria for selection of metal casting processes; (iii) consideration of the cost estimation of manufacturing to make the metal casting process selection from an index of manufacturing cost on the technical performance. Also developed a computational tool to implement the MMCPS composed of three main elements: a spreadsheet software (Microsoft Excel), which are held every mathematical operations necessary for the development of operational steps MMCPS; a database, freeware SQLite, responsible for storing information used in the application of computational MMCPS, and the graphical user interface, which acts as a link between the database, the spreadsheet software and the user.

A crescente escassez de recursos energéticos renováveis bem como o aumento contínuo dos seus custos, tem requerido uma redução drástica no consumo de energia utilizada para o transporte de cargas e passageiros nas últimas décadas. Uma alternativa é a redução de peso com a utilização de ligas leves em substituição às ligas convencionais utilizadas no setor de transporte. Nesse conceito o uso de ligas de magnésio é justificado pela sua baixa densidade. Dentre as ligas de magnésio, a matriz ASTM série ZK é a que apresenta maior resistência mecânica e a adição de elementos de terras raras (RE) elevam a resistência à corrosão, a temperatura de trabalho e o limite de escoamento, devido à formação de filmes de óxidos finos e densos, além de intermetálicos de alto ponto de fusão e de maior dureza. A formação de intermetálicos do tipo MgZn de baixo ponto de fusão, torna as ligas de matriz do tipo ZK susceptíveis à formação de trinca à quente durante a soldagem, inviabilizando o uso de processos de soldagem convencionais. Uma alternativa é a solda por fricção e mistura mecânica (SFMM) realizada abaixo da temperatura de fusão. Neste trabalho, foram produzidas ligas ZK60, ZK60-1,5RE (liga ZK60 com adição de 1,5% em peso de mischmetal) por fundição convencional e ZK60-1,5RE tixofundidas com batimento mecânico no estado semissólido. Todas foram laminadas a quente em um laminador simétrico e soldadas por fricção e mistura mecânica. Os métodos de fundição e resfriamento apresentaram materiais isentos de defeitos e com homogeneidade química, além do batimento mecânico proporcionar uma microestrutura com grãos globulares homogêneos. A adição de Mischmetal deu origem a uma microestrutura com granulometria aproximadamente 22% menor. Quando comparado com o método de fundição, a liga fundida com batimento no estado semissólido apresentou uma diminuição no tamanho médio de grão de aproximadamente 26%. A laminação deu origem a uma microestrutura parcialmente recristalizada, com tamanho médio de grãos entre 3 e 4 μm. A rede de intermetálicos foi quebrada, porém, manteve-se contínua para as ligas com adição de Mm. Quanto à resistência mecânica, a liga ZK60 foi superior, devido à menor quantidade e redes intermitentes de intermetálicos, uma vez que tanto para as ligas fundidas quanto para as laminadas, as trincas foram originadas nas regiões de aglomeração de intermetálicos. As ligas com adição de Mm apresentaram melhor estabilidade térmica durante a soldagem e melhor acabamento superficial, sendo possível a soldagem com rotação de 1200 rpm e velocidade de avanço de 400 mm/min enquanto a liga ZK60 só foi possível a soldagem com 200 mm/min. As análises das tensões residuais apresentaram valores e perfis semelhantes e seguem o fluxo de material, bem como a textura dos cordões de solda. Os mapas de microdureza na secção transversal do cordão de solda revelaram maior dureza nas zonas de mistura, e valores ainda maiores e mais homogêneos para liga ZK60, pode-se afirmar que os intermetálicos do tipo MgZn tem maior dureza que os do tipo MgZnRE. / The growing scarcity of renewable energy resources, as well as the continued rise in costs has required in recent decades a dramatic reduction in energy used for transportation freight and passenger, which is increasing daily all over the world. An alternative is to weight reduction with the use of light alloys, this concept the use of magnesium alloys is justified by their low density, about 1/3 lower than that of aluminum. Among the magnesium alloy, the matrix is ZK type that has greater mechanical strength and the addition of rare earth elements (RE) to increase corrosion resistance, working temperature and yield strength due to the formation of thin films and density oxides, and intermetallic of the high melting point and higher hardness. The formation of intermetallic of the MgZn type, which has a low melting point, makes alloys with matrix of the ZK type susceptible to formation of hot crack during the welding, making impossible the use of conventional welding processes, an alternative is the friction stir welding (FSW) that the union is made below the melting point. This work shows the studies the addition of 1.5% wt. of mischmetal (Mm) in the ZK60 alloy and effects of the casting process with mechanical mixing in the semi-solid state. Were produced the alloys: ZK60, ZK60-1.5RE with conventional casting and ZK60-1.5RE Tixo with mechanical mixing in the semi-solid state, all were hot-rolled in a symmetrical laminator and welded with friction stir welding (FSW) process. The methods of casting and cooling gave resulted in materials free of defects and chemical homogeneity, and the mechanical mixing provides homogeneous microstructure with globular grains. The alloy with mischmetal addition had an average grain size of about 22% lower than ZK60 alloy, when compared to the casting method the ZK60- 1.5RE Tixo alloy had an average grain size of about 26% lower than ZK60-1.5RE alloy. The rolling process gave rise to a partially recrystallized microstructure with average grain size of between 3.3 and 4.23 μm, the intermetallic network were broken, however, kept continuous for alloys with Mm addition. As for mechanical strength was higher for ZK60 alloy, due smaller amount and intermittent network of the intermetallic. The alloys with Mm addition had better thermal stability during welding and showed better surface quality, being possible to do a welding with rotation of 1200 rpm and advancing speed of 400 mm/min while the ZK60 alloy only was possible the welding with advancing speed of 200 mm/min. The analyzes of residual stresses had similar values and profiles and follow the flow of material as well as the texture of the weld beads. The micro hardness maps in the cross section of the weld bead showed a higher hardness in the mixing zones, and higher and more homogeneous values for ZK60 alloy, and can thus affirm that the intermetallic MgZn type has higher hardness than the MgZnRE type.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Camilla Gandine Gonçalves null (camilla.gandine@yahoo.com.br) on 2016-08-23T02:19:17Z No. of bitstreams: 1 TESE_CAMILLA GANDINE GONCALVES_22082016.pdf: 2592904 bytes, checksum: 8d046da87d339892a84ca5bd145a19ec (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-24T17:36:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 goncalves_cg_dr_guara.pdf: 2592904 bytes, checksum: 8d046da87d339892a84ca5bd145a19ec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T17:36:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 goncalves_cg_dr_guara.pdf: 2592904 bytes, checksum: 8d046da87d339892a84ca5bd145a19ec (MD5) Previous issue date: 2016-08-02 / O objetivo deste trabalho é estudar a oscilação do molde na produção de tarugos por lingotamento contínuo e a sua consequência na qualidade do produto final, através de modelamento matemático. A oscilação do molde origina um defeito superficial conhecido como marca de oscilação. O modelo da formação das marcas considera três partes: térmica, mecânica dos fluidos e mecânicos dos sólidos. São consideradas as fases sólida e pastosa, até certa fração sólida, como resistentes aos esforços advindos da oscilação, e que o raio do menisco é não estacionário. Verifica-se que o aumento do curso de oscilação do molde aumenta a profundidade das marcas de oscilação, o aumento da frequência de oscilação tem comportamento ascendente até um ponto máximo, seguido de descendente, enquanto o aumento da velocidade de lingotamento aumenta a profundidade das marcas, desde que a frequência e curso sejam mantidos constantes. O estripamento negativo aparenta ser função de todas as demais variáveis de processo. / This work aims to study the mold oscillation in continuous casted billets and its consequence on the final product quality throw mathematical modeling. The mold oscillation causes a surface defect known as oscillation marks. The model of oscillation marks formation is divided in three parts: thermal, fluid mechanics and mechanics of solids. Two phases, solid and mushy steel above to a certain solid fraction are considered as having mechanical strength, and the meniscus radius is non stationary. It appears that the increasing in stroke increases the depth of the oscillation marks, increasing the oscillation frequency is upward behavior up to a maximum point, followed by descending, while increasing the casting speed increases the depth of oscillation marks, if frequency and stroke is kept constant. The negative strip time appears to be a function of all other process variables.