Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-23T09:16:08Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 247566 bytes, checksum: b498750eacf17d46311cbcc9ec15dfdb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-23T09:16:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 247566 bytes, checksum: b498750eacf17d46311cbcc9ec15dfdb (MD5) Previous issue date: 1997-07-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Foram utilizados 573 registros zootécnicos de vacas primíparas da raça Gir Leiteiro para estimar os componentes de covariância das características de conformação, produção de leite em até 305 dias de lactação (PLEI), duração da lactação (DURLAC) e idade ao primeiro parto (IPP) pelo Método da Máxima Verossimilhança Restrita (REML). Esses componentes foram utilizados no cálculo dos coeficientes de herdabilidade e nas correlações genéticas, fenotípicas e residuais. Para análise dos efeitos de meio sobre as características estudadas, foi empregado o Método Henderson III. As medidas de conformação, circunferência torácica (CTOR), altura na garupa (AG), comprimento corporal (CC), comprimento de garupa (CG), largura nos ísqueos (LIS) e nos íleos (LIL), comprimento de tetas (CT), diâmetro de tetas (DT) e altura de úbere (AU) foram realizadas em vacas à primeira lactação, com idade média de 4,05 anos. As médias de mínimos quadrados e as respectivas herdabilidades foram 2.865,43±62,49 kg e 0,28 para PLEI, 289,45±3,99 dias e 0,19 para DURLAC, 1.382,22±15,95 dias e 0,56 para IPP. Com relação às características de conformação as estimativas foram as seguintes: 171,04±0,44 cm e 0,23 para CTOR, 134,95±0,24 cm e 0,37 para AG, 97,20±0,33 cm e 0,11 para CC, 39,67±0,12 cm e 0,32 para CG, 17,00±0,12 cm e 0,48 para LIS, 45,46±0,17 cm e 0,24 para LIL, 6,90±0,09 cm e 0,46 para CT, 3,31±0,03 cm e 0,07 para DT e 63,07±0,23 cm e 0,35 para AU. As estimativas de herdabilidades, com exceção daquelas obtidas para CC e DT, indicam que é possível obter resposta à seleção $ $ para estas características. As correlações genéticas ( rg ) e fenotípicas ( r P ) entre $ $ $ PLEI e DURLAC foram ( rg = 0,84, r P = 0,68), entre PLEI e IPP ( rg = 0,49, $ $ $ $ $ r P = 0,18) e entre DURLAC e IPP ( rg = 0,66, r P = 0,31). As rg e r P entre as características de tamanho corporal foram: CTOR-AG (0,68; 0,43), CTOR-CC (0,49; 0,15), CTOR-CG (0,68; 0,43), CTOR-LIS (0,13; 0,17), CTOR-LIL (0,63; 0,51), AG-CC (0,60; 0,29), AG-CG (0,53; 0,46), AG-LIS (0,34; 0,22), AG-LIL (0,63; 0,33), CC-CG (0,09; 0,16), CC-LIS (0,27; 0,16), CC-LIL (0,42; 0,20), $ $ CG-LIS (-0,13; 0,11), CG-LIL (0,26; 0,31) e LIS-LIL (0,36; 0,14). As rg e r P entre as características de sistema mamário foram: CT-DT (0,66, 0,55), CT-AU $ $ (0,08; 0,06) e DT-AU (0,24; -0,05). As rg e r P entre PLEI e as características de conformação foram: PLEI-CTOR (-0,37; 0), PLEI-AG (-0,62; 0,02), PLEI- CC (-0,52; -0,02), PLEI-CG (-0,33; 0,07), PLEI-LIS (-0,26; -0,01), PLEI-LIL (- 0,15; 0,09), PLEI-CT (-0,08; 0,06), PLEI-DT(-0,12; 0,16) e PLEI-AU (-0,69; - $ $ 0,25). As rg e r P entre IPP e as características de tamanho corporal foram: IPP- CTOR (-0,05; 0,04), IPP-AG (-0,37; -0,07), IPP-CC (0,25; 0,10), IPP-CG (- 0,06; 0,09), IPP-LIS (-0,45; -0,10) e IPP-LIL (-0,06; -0,07). Os resultados do $ estudo mostraram que as rg entre produção de leite e características de $ conformação foram moderadas e negativas; enquanto que as rg entre idade ao primeiro parto e características de tamanho corporal variaram muito, limitando as conclusões a respeito. / Data from 573 primiparous lactating Gir cows were used to estimate the (co)variance components of conformation, milk production, milk production up to 305 days of lactation (PLEI), lactation length (DURLAC) and age at first calving (AFC) traits by REML method. These components were used to calculate heritability coefficients and genetic, phenotypic and residual correlations. For the analysis of environment effects on the studied traits, Henderson III method was used. The conformation, heart girth (HG), croup height (CH), body length (BL), croup length (CL), width in the isqueo (WIS) and ileum (WIL), teats length (TL), teats diameter (TD) and udder heigth (UH) measures were realized in the cows at first lactation, averaging 4.05 years. The least square means and respective heritabilities were the following: 2,865.43±62.49 kg and 0.28 for PLEI, 289.45±3.99 days and 0.19 for DURLAC, 1,382.22±15.95 days and 0.56 for AFC. For the conformation traits, the estimates were 171.04±0.44 cm and 0,23 for TORC, 134.95±0.24 cm and 0.37 for CH, 97.20±0.33 cm and 0.11 for BL, 39.67±0.12 cm and 0.32 for CL, 17.00±0.12 cm and 0.48 for WIS, 45.46±0.17 cm and 0.24 for LIL, 6.90±0.09 cm and 0.46 for TL, 3.31±0.03 cm and 0.07 for TD and 63.07±0.23cm and 0.35 for UH. The heritability estimates, except for those obtained for BL and TD, indicate that it is possible to obtain $ $ response to selection for these traits. The genetic ( rg ) and phenotypic ( r P ) $ $ correlations between PLEI and DURLAC were ( rg =0.84, r P =0.68) between $ $ $ PLEI and AFC ( rg =0.49, r P =0.18) and between DURLAC and SFC ( rg =0.66, $ $ $ r P =0.31). The rg and r P among body length traits were: HG-CH (0.68, 0.43), HG-BL (0.49, 0.15), HG-CL (0.68, 0.43), HG-WIS (0.13, 0.17), HG-WIL (0.63, 0.51), CH-BL (0.60, 0.29), CH-CL (0.53, 0.46), CH-WIS (0.34, 0.22), CH-WIL (0.63, 0.33), BL-CL (0.09, 0.16), BL-WIS (0.27, 0.16), BL-WIL (0.42, 0.20), $ CL-WIS (-0.13, 0.11), CL-WIL (0.26, 0.31) and WIS-WIL (0.36, 0.14). The rg $ and r P among mammary system traits were: TL-TD (0.66, 0.55), TL-UH (0.08, $ $ 0.06) and TD-UH (0.24, -0.05). The rg and r P between PLEI and conformation traits were: PLEI-HG (-0.37, 0), PLEI-CH (-0.62, 0.02), PLEI-BL (-0.52, -0.02), PLEI-CL (-0.33, 0.07), PLEI-WIS (-0.26, -0.01), PLEI-WIL (-0.15, 0.09), PLEI- $ TL (-0.08, 0.06), PLEI-TD (-0.12, 0.16) and PLEI-UH (-0.69, -0.25). The rg and $ r P between AFC and body length traits were: AFC-HG (-0.05, 0.04), AFC-CH (-0.37, -0.07), AFC-BL (0.25, 0.10), AFC -CL (-0.06, 0.09), AFC -WIS (-0.45, $ -0.10) and AFC-WIL (-0.06, -0.07). Results of this study showed that the rg between milk production and conformation traits were moderate and negative, $ whereas the rg between age at first calving and body length varied, showing restrict conclusions for these one.

As vantagens relacionadas à utilização de revestimentos duros depositados via processos PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition) são bem conhecidas e dadas por suas propriedades. As principais propriedades destes filmes são a capacidade de não incrementar significativamente a rugosidade dos substratos em que são depositados, sua alta dureza conferindo alta resistência ao desgaste, baixa reatividade quando se trata de revestimentos de compostos cerâmicos e capacidade de reduzir o coeficiente de atrito de pares tribológicos inseridos em diversos meios. A nitretação a plasma de substratos antes da aplicação de um revestimento faz com que outros benefícios possam ser encontrados, dentre eles destacam-se o aumento da capacidade de sustentação de carga do substrato e a criação de uma região que propicia um gradiente de propriedades entre o substrato e o revestimento. Desta forma é caracterizado o tratamento dúplex, o qual consiste em um substrato nitretado seguido da aplicação de um revestimento. Através do processo de nitretação a plasma, camadas de difusão foram formadas em amostras de geometria cilíndrica do aço DIN X100CrMoV8-1-1, industrialmente utilizado para construção de ferramentas para operações de corte e estampagem. Duas profundidades distintas de camada de difusão foram formadas. O revestimento escolhido para este estudo foi o TiCN (carbonitreto de titânio), produzido industrialmente e disponível no mercado brasileiro. As técnicas de caracterização foram utilizadas para medir a rugosidade, a dureza, os perfis de composição química, as fases formadas, as tensões residuais e a adesão dos revestimentos. Após esta caracterização inicial, foram feitos ensaios utilizando a técnica de esfera-sobre-disco em amostras e de DST (Dobramento sob Tensão) em pinos com geometria específica com o objetivo de se avaliar o comportamento tribológico dos tratamentos dúplex desenvolvidos. / The advantages related to the utilization of hard thin films deposited on tools and components via PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition) are well known and given by their properties. The main properties of these coatings are their capacity to avoid significant roughness increase of the coated substrates, high hardness which provides high wear resistance, low reactivity in the case of ceramic coatings and the possibility to provide very low friction coefficient. The thin films associated with plasma nitriding (the so called duplex treatments) applied to the substrates can bring much more benefits. The coating load bearing capacity can be increased by the presence of the diffusion zone on the substrate that allows a gradient of mechanical properties from the coating to the core of the material. In this work, by plasma nitriding process, two distinct depths of diffusion layer were developed in samples and pins manufactured out of the DIN X100CrMoV8-1-1 steel. This steel grade is commonly used to manufacture tools for cutting and stamping operations. Following a previous work the chosen coating for this study was a graded TiCN (titanium carbonitride). The samples were characterized by several different techniques in order to access surface roughness, chemical composition profiles, present phases, residual stresses, hardness and adhesion of the obtained nitrided layer and coatings. After this initial characterization, tests were performed using a pin-on-disc apparatus and BUT (Bending under tension test) with the aim to evaluate the tribological behavior of the developed duplex treatment for for sheet metal forming application.

O presente trabalho foi desenvolvido com objetivo de analisar, comparar e validar, pelos métodos de simulação numérica e experimental, o comportamento do processo de perfuração por puncionamento para o aço AISI4140. Esse estudo será a base para a fabricação de eixos vazados em aerogeradores de energia como, em substituição a eixos maciços usualmente obtidos por fundição. O processo de perfuração por puncionamento é relativamente simples quando comparado com processos de perfuração mais elaborados, como cortes à laser, eletroerosão, usinagem, etc. No desenvolvimento e otimização do processo de perfuração para aplicação nos referidos eixos, surge, como auxílio, o processo de perfuração por puncionamento assistido por simulação computacional pelo Método dos Elementos Finitos - FEM. Neste estudo os corpos de prova, os punções e todo ferramental do processo de perfuração em si, foram modelados computacionalmente no “software” “Simufact.Forming 12.0”, avaliando-se as melhores formas e geometrias dos punções para o processo de puncionamento. Na simulação numérica foi utilizado o aço presente na biblioteca do referido “software” que corresponde ao aço AISI4140. Os resultados presentes na análise do processo computacional de perfuração por puncinamento mostraram que os punções de geometria estreita são os que apresentaram as menores forças para perfuração dos corpos de prova quando comparados às outras geometrias (denominadas de inclinada e pontuda). Para os estudos experimentais, o ferramental proposto foi confeccionado e montado para a devida comparação com os resultados obtidos a partir da simulação computacional. Os experimentos práticos bem como as simulações computacionais, foram montados para corpos de prova cilíndricos a 1100 ºC sendo perfurados por punções a uma velocidade de 3,7 mm/s. De acordo com os dados de força e deslocamento medidos pelo equipamento de aquisição de dados, pela célula de carga e pelo transdutor potenciométrico (LVDT), pôde-se realizar uma análise e estimativa das forças máximas que cada punção exerceu sobre as peças puncionadas. Os resultados das simulações computacionais demonstraram uma variação de 14% a 23% maiores das forças máximas de puncionamento, quando comparadas com as experimentais. Este resultado mostra que o “software” de simulação computacional pode prever, com boa aproximação, a força máxima de perfuração por puncionamento dos punções com diferentes formas e geometrias. O processo de perfuração por puncionamento pode ser considerado uma forma alternativa de perfuração para confecção de furos em corpos cilíndricos que, posteriormente, serão usados para manufatura de eixos vazados pelo processo de forjamento em matriz aberta. / This work was developed in order to analyze, compare and validate the methods of numerical and experimental simulation, the behavior of punching a punching process for AISI4140 steel. This study will be the basis for the manufacture of hollow shafts in wind turbine energy as a substitute for solid shafts usually obtained by casting. The puncturing by puncturing process is relatively simple compared to more elaborate drilling processes such as laser cutting, spark erosion, machining, etc. The development and optimization of the drilling process for use in these axes, emerges as an aid, the drilling process by punching assisted by computer simulation by Finite Element Method - FEM. In this study the samples, the punches and tooling throughout the drilling process itself, were computationally modeled on the "software" "Simufact.Forming 12.0", evaluating the best ways and geometries of the punches for the punching process. In numerical simulation was used this steel in the library of that "software" which is the AISI4140 steel. The results presented in the analysis of the computational process of drilling by puncinamento shown that close geometry punctures are those who had the lowest forces for drilling of the specimens when compared to other geometries (called inclined and pointed). For experimental studies, the proposed tooling was made and assembled for due comparison with the results obtained from computer simulation. Practical experiments and computer simulations were assembled cylindrical specimens at 1100 ° C being pierced by a punch of 3.7 mm / s. According to the data of force and displacement measured by the data acquisition equipment, the load cell and the potentiometric transducer (LVDT), it was possible to conduct an analysis and estimate of the maximum forces exerted on each punch punched parts. The results of computer simulations have demonstrated a variation of 14% to 23% higher maximum puncture forces of, when compared with the experimental. This result shows that the "software" of computer simulation can predict with good approximation, the maximum force of drilling by punching the punches of different shapes and geometries. The punching process for punching can be considered an alternative form of drill for making holes in cylindrical objects, which subsequently will be used to manufacture hollow shafts by forging process in an open array.

Este trabalho avalia o uso de insertos autolubrificantes de pó de aço ferramenta sinterizado para aplicação em ferramentas dos processos de Conformação a Frio. São apresentadas a preparação e a análise de diferentes composições de misturas de pós de aço ferramenta H 13. A Metalurgia do Pó convencional foi utilizada como processo para a obtenção dos insertos do estudo. Foram compactadas e sinterizadas misturas de pó de aço H13 com a adição de percentuais variados do lubrificante sólido Bissulfeto de Molibdênio – MoS2, também em pó, com o objetivo de atribuir propriedades de autolubrificação ao composto. O percentual de lubrificante sólido empregado nas amostras variou de 1% a 5%, com posterior sinterização. Os resultados obtidos no Ensaio de Atrito com anéis de Alumínio AA6351 recozido apresentaram nos insertos autolubrificantes do estudo coeficientes de atrito μ entre 0,10 e 015, menores que os valores μ entre 0,20 e 0,30 obtidos com aço H13 laminado convencional. Também o desgaste abrasivo do ferramental proposto avaliado no Ensaio de Abrasão com Roda de Borracha foi 12% menor quando comparado com o aço ferramenta H13 laminado exposto ao mesmo ensaio. / This study evaluates the use of self-lubricating tool steel powder sintered inserts for use in tools of Cold Forming processes. Preparation and analysis of various compositions of H13 tool steel powder mixtures are presented. The conventional Powder Metallurgy was used as a process for obtaining the study inserts. Were compacted and sintered mixtures of H13 steel powder with the addition of varying percentages of the solid lubricant Molybdenum Disulphide - MoS2, also in powder form, with the purpose of giving self-lubricating properties to the composite. The percentage of solid lubricant used in the samples varied from 1% to 5%, with subsequent sintering. The results of the friction test on AA6351 aluminum rings had friction coefficients μ between 0.10 and 015 with self-lubricating inserts in study, smaller than μ values between 0.20 and 0.30 obtained with the conventional steel H13 laminate. Also, the abrasive wear of the tooling proposed evaluated in the abrasion test with rubber wheel was 12% lower when compared to the H13 tool steel laminate exposed to the same test.

Os materiais usados nas indústrias de fabricação de máquinas para o setor de armazenagem e secagem de grãos, devem garantir o desempenho requerido, não gerando nenhum prejuízo ou descontentamento do cliente final. Esta pesquisa tem como objetivo principal, avaliar o desempenho do aço Galvalume® em relação ao aço Galvanizado NBR7008 quando conformados, quanto a resistência a corrosão de ambos os materiais. Para isso foram executados testes em amostras de chapas lisas e conformadas nos aços mencionados. As amostras foram avaliadas quanto à resistência à corrosão a partir de ensaio em câmara de névoa salina (chapas lisas) e ensaio de imersão (chapas conformadas). Além disso, as amostras foram caracterizadas quanto à espessura e morfologia dos revestimentos por MEV e perfilometria em (chapas conformadas). Também foi realizado o ensaio de envelhecimento em campo, que consistiu em avaliar o aspecto visual com ambas as chapas, montadas na tampa de um silo em uso na área rural. A partir dos resultados obtidos nos ensaios, antes e após a conformação mecânica, ficou evidenciada a influencia do processo de conformação sobre a resistência à corrosão do aço Galvanizado NBR7008. Observou-se que as áreas submetidas com as dobras das laterais tiveram a taxa de corrosão aumentada. O mesmo não ocorreu para o aço revestido com Galvalume®, o qual apresentou menor taxa de corrosão do que o aço Galvanizado NBR7008. Os resultados obtidos no ensaio de envelhecimento evidenciaram a grande diferença em relação ao aspecto visual dos painéis, observando-se no aço Galvanizado uma perda excessiva do brilho, com a escurecimento da chapa após 3 anos de exposição em zona rural. Já as chapas de aço Galvalume® mantiveram o brilho após todo esse período de exposição na mesma atmosfera evidenciando a sua superioridade quanto as intempéries. O custo inicial do aço Galvalume® é, em média, 12% mais elevado que o custo do aço galvanizado (NBR7008 ZC/Z275). Contudo é importante salientar que essas características quanto ao aspecto visual são determinantes para a aceitação dos silos pelos clientes. / The most used materials in the industry of manufacture of machines for the storage and grain drying department must ensure the required performance, and should not causing any loss or dissatisfaction to the final customer. This research has as main goal measuring the performance of Galvalume® steel compared to the Galvanized steel NBR7008, when conformed, evaluating the corrosion resistance of both materials. For that, tests were made on samples of plain steel sheet and conformed steel sheet with the mentioned kinds of steel. The samples were evaluated taking into consideration the corrosion resistance in immersion test (shaped plate) and salt spray test (flat sheet). Besides, the samples were described according to thickness and coating morphology by MEV and perfilometry. Also, a test of accelerated aging was made, which consisted in measuring visual aspect in both kinds of steel. They were assembled on the cover of a silo that was working, located in the countryside. From the results reached through the tests, before and after the mechanical conformation, the influence of conformed process on the corrosion resistance of the Galvanized steel NBR7008 was evidenced. It could be noted that the areas submitted with lateral folds had corrosion rates increased. But, with the Galvalume® steel was different, this one showed lower corrosion rate than Galvanized steel NBR7008. The results reached with the accelerated aging test showed the big difference related to visual aspects of the panels, in which an excessive brightness loss on the Galvanized steel, with the darkening of the steel sheet after 3 years of exposure in the countryside was observed. Whereas the Galvalume® steel sheet kept the brightness after all this period of exposure to the same atmosphere, showing its superiority in corrosion resistance. The cost of Galvalume® steel is about 12% higher than cost of Galvanized steel (NBR7008 ZC/Z275). However it is important to point these attributes, regarding to visual aspect, which are determinants for good acceptance of silos by the customers.

Este trabalho tem como objetivo geral avaliar o comportamento do processo de extrusão inversa para produzir pequenas peças em titânio puro CP grau 4 e promover a fabricação de uma pré forma visando o implante dentário modelo cone morse. Inicialmente, analisou-se o contexto da implantologia, identificando-se o problema da pesquisa. Em seguida, levantou-se um referencial bibliográfico sobre conformação mecânica, extrusão inversa, implantes dentários e titânio. Diante deste contexto, foi executado um planejamento experimental. Estudos preliminares da matéria-prima foram realizados para caracterização do material a ser conformado. Foi desenvolvida uma ferramenta para conformação por extrusão inversa a frio. As atividades relacionadas à alteração do fator do tamanho de grão e parâmetros definidos no equipamento como a velocidade e diâmetro do punção, estabeleceram as variáveis independentes no ensaio. Após realização dos experimentos, dados de dureza, fibramento e força de extrusão foram coletados e analisados estatisticamente. Finalmente, a partir da análise da peça extrudada, observou-se a viabilidade do uso da conformação a frio do titânio em pequenas peças, obtendo-se boa precisão dimensional e controle operacional. / This study aims at evaluating the behavior of indirect extrusion process to produce small parts in pure titanium grade 4 CP and manufacture a preform targeting dental implant model morse taper. Initially, the context of implantology was analyzed, identifying the research problem. Bibliographic reference on metal forming, extrusion inverse, dental implants and titanium was performed. Given this context, an experimental design was executed. Preliminary studies of the feedstock were carried out to characterize the material to be shaped. A tool for inverse cold extrusion was developed. Activities related to the change in grain size and parameters defined in the equipment and the speed and diameter of the punch, established the independent variables in the experiment. After finish of the experiments, data of hardness, grain flow and extrusion force were collected and analyzed statistically. Finally, from the analysis of extruded piece was observed feasibility of using cold forming of titanium in small pieces with good dimensional accuracy and operational control.

A elevada competitividade no mundo global de hoje em dia traz à tona diversos desafios à indústria metal-mecânica. Os dois maiores pilares nesta busca pela excelência são os custos e a sustentabilidade, já que a qualidade do produto é competência intrínseca no século XXI. Os aços microligados ganham importância neste cenário, pois sua utilização, geralmente, permite a supressão ou ao menos redução de alguns processos produtivos, o que se traduz em diminuição de custos e, muitas vezes, redução nos aspectos e impactos ambientais. Neste trabalho, buscou-se desenvolver uma composição química e um processo produtivo adequado para parafusos da classe 8.8 que, utilizando-se dos diversos mecanismos de endurecimento dos aços, fosse capaz de eliminar etapas de tratamentos térmicos ao longo do processo. O trabalho contou com o vazamento de uma corrida de um aço microligado ao nióbio, sua posterior conformação mecânica através da laminação, onde vários parâmetros foram avaliados na busca das melhores propriedades mecânicas, o processo de trefilação e conformação a frio dos parafusos e, por fim, o único tratamento térmico da cadeia: o envelhecimento. No decorrer de todas as etapas o material esteve sob avaliação dos parâmetros de processo e de suas propriedades mecânicas, utilizando-se basicamente de ensaios de tração e micrografias. Como resultado do estudo, é afirmada a viabilidade de produção destes parafusos de uma maneira mais sustentável, em função da redução de etapas no projeto e, portanto de seus insumos, possibilitando que o mesmo produto tenha agora um maior retorno financeiro (pelo menor custo de produção), ou mesmo sua oferta facilitada ao mercado de fixadores. Isso pode ser concluído já que, mesmo sem o tratamento de têmpera e revenido, o material atendeu as especificações da ISO 898-1 com folga, apresentando limite de resistência de até 1000MPa, limite de escoamento de 870MPa, alongamento e redução de área de 16 e 60% respectivamente. / The highly competitive global world of today brings many challenges to the metalworking industry. The two major pillars of this quest for excellence are sustainability and costs, since the quality of the product is intrinsic competence in the XXI century. Microalloyed steels have great importance in this scenario, because their use usually allows, the elimination or at least reduction of some production processes, which translates into lower costs and environmental impact. The objective of this work was to develop a chemical composition and a production route suitable for the 8.8 strength class screws using different steel hardening mechanisms to enable the elimination of heat treatment steps in the production process. During this work a continuous casting niobium microalloyed steel was produced followed by subsequent mechanical forming by hot rolling, where several parameters were evaluated to find the best mechanical properties, the process of drawing and cold forming screws, and finally , the single heat treatment of the chain: the aging. During all stages the material was under evaluation of process parameters and mechanical properties, primarily using tensile tests and micrographs. As a result of the study, it affirmed the feasibility of producing these screws in a more sustainable, due to the reduction of steps in the project, and therefore of its inputs, allowing the same product has a higher economic return (at lower cost production), or even easier to market its offering of fasteners. This can be done since, even without the treatment of quenching and tempering, the material met the specifications of ISO 898-1 with clearance, with tensile strength of up to 1000MPa, yield strength of 870MPa, elongation and reduction of area of 16 and 60% respectively.

Os Aços Avançados de Alta Resistência ou AHSS (do inglês Advanced High Strength Steels) apresentam muitas vantagens mecânicas em relação aos aços convencionais. Seu uso crescente na indústria automotiva deve-se principalmente à sua capacidade de possibilitar a redução de peso e, ao mesmo tempo, o aumento da segurança aos ocupantes do veículo em caso de colisões. No entanto, apresentam maiores dificuldades no que se refere à conformabilidade (maiores níveis de solicitação e desgaste das ferramentas, menor deformabilidade plástica, etc). Assim, alguns testes para avaliar a conformabilidade destes materiais ganham maior importância. É o caso do Teste de Expansão de Furos, cuja propriedade medida é a Razão de Expansão de Furos (REF). Neste trabalho investiga-se o processo de expansão de furos para o aço avançado de alta resistência (AHSS) martensítico DOCOL 190M, sob as seguintes condições de processo: duas formas de obtenção do furo (jato d’água e usinagem); duas geometrias distintas de punções (cônico de 60º e elíptico); diversos diâmetros do furo inicial; com e sem o uso de lubrificante; com acabamento diferenciado da borda do furo; e expansão com deslocamento do punção em etapas. Os experimentos demonstram que a expansão de furos possui uma estreita relação com a geometria do punção utilizado para a expansão, bem como com o diâmetro do furo inicial, acabamento da borda e condições de lubrificação. A partir dos resultados experimentais de expansão de furos foi possível realizar a calibração de um software de simulação computacional em relação ao dano crítico do material no momento da fatura na borda do furo. / Advanced High Strength Steels (AHSS) offer many mechanical advantages over conventional steels. Its increasing use in the automotive industry is mainly due to its ability to reduce weight and, at the same time, increase occupant safety in the event of collisions. However, they present greater difficulties with respect to the formability (higher levels of solicitation and wear of the tools, lower plastic formability, etc). Thus, some tests to evaluate the formability of these materials come to have greater importance. This is the case of the Hole Expansion Test, whose measured property is the Hole Expansion Ratio (REF). This work investigates the hole expansion process for a martensitic advanced high-strength steel (AHSS), DOCOL 190M, under the following process conditions: two ways of obtaining the hole (water jet and machining); two different geometries of punctures (conical of 60º and elliptical); various diameters of the initial hole; with and without the use of lubricant; with differentiated finishing of the hole edge; and expansion with punch displacement in steps. The experiments demonstrate that the hole expansion has a close relationship with the geometry of the punch used for the expansion, as well as the initial hole diameter, edge finish and lubrication conditions. From the experimental hole expansion results it was possible to carry out the calibration of a computational simulation software in relation to the critical damage of the material at the moment of hole edge rupture.

O presente trabalho trata de uma modelagem eletromagneticamente acoplada e fracamente acoplada ao problema mecânico do processo de conformação eletromagnética (EMF). Este usa bobina espiral plana, aplicada na deformação de chapas finas e planas para obter geometrias finais rasas. Um método de solução numérica é usado para o problema eletromagnético, o qual foi desenvolvido no software Matlab e utiliza o software Abaqus/Explicit para verificação da geometria deformada após a aplicação da força transiente de origem eletromagnética. O método foca especificamente no cálculo da densidade de fluxo magnético em pontos específicos usando a lei de Biot-Savart e análise do circuito que modela o processo de conformação eletromagnética, sendo que as indutâncias deste circuito são calculadas e fazem o acoplamento entre os fenômenos elétricos e magnéticos. Os cálculos das correntes de descarga e induzidas e perfil da força de origem eletromagnética são realizados para o instante inicial, sem considerar o movimento da chapa. O perfil da força de origem eletromagnética ao longo da chapa é calculado para diversos instantes, sendo este um dos dados de entrada no software Abaqus/Explicit através de uma sub-rotina acessível ao usuário (VDLOAD) obtendo-se a geometria da chapa deformada. A rotina de cálculo discretiza o problema eletromagnético como um sistema de equações diferenciais ordinárias (ODE) para calcular a corrente de descarga da bobina atuadora e as induzidas na chapa metálica. Experimentos, sem chapa acoplada, e com chapa fixa ou deformando foram realizados com a aquisição da corrente de descarga, medição da densidade de fluxo magnético, velocidade de deformação e geometria da chapa deformada, demonstrando uma boa correlação com o método de cálculo proposto. O presente trabalho fornece importantes informações para o projeto de sistemas de conformação eletromagnética sem a necessidade de uma função da corrente de descarga como dado de entrada para solução do problema eletromagnético. / This thesis deals with modeling and numerical simulation electromagnetically coupled and loosely-coupled to the mechanical problem for process of the electromagnetic forming. This uses flat spiral coil, applied to the deformation of thin and flat sheet metal to obtain shallow end geometries. This method uses a numerical solution to the electromagnetic problem, which was developed in the software Matlab and uses the software Abaqus/Explicit for verification of the deformed geometry after applying of the transient force of origin electromagnetic. The method focuses specifically on the calculation of the magnetic flux density at specific points using the Biot-Savart law and circuit analysis that modeling of electromagnetic forming process and the inductances of this circuit are calculated and couple the electric and magnetic phenomena. Calculations of discharge and induced currents, profile force of origin electromagnetic are performed for the initial time, without considering the motion of the sheet metal. The profiles force of origin electromagnetic along the sheet metal is calculated for several instants, which are input data in software Abaqus/Explicit using a user-routine (VDLOAD) obtaining the deformed geometry of the sheet metal. The calculation routine discretizes the electromagnetic problem as a system of ordinary differential equations (ODE) to calculate the discharge current of the actuator coil and induced currents in the metal sheet. Experiments without coupled sheet metal, and fixed or deforming sheet metal were performed with the acquisition of the discharge current, measurement of magnetic flux density, velocity of movement and deformation geometry of the sheet metal, demonstrating a good correlation with the proposed method of calculation. This study provides important information for the design of the electromagnetic forming systems without the need for a function of discharge current as input for solution of the electromagnetic problem.

A microestrutura resultante do processo de forjamento a quente é influenciada por variáveis como temperatura, deformação, tamanho de grão austenítico inicial e taxa de resfriamento. A proposta deste trabalho é estudar o comportamento termomecânico do aço ABNT 4140 mantido nas temperaturas de 900, 1000, 1100 e 1200ºC por 22, 66 e 200 minutos e, posteriormente, forjado e tratado termicamente em patamares semelhantes aos de recozimento direto e revenimento e, ainda, analisar a influência da temperatura sobre o fenômeno de crescimento de grão. Esta pesquisa correspondeu a uma das etapas do projeto BRAGECRIM (Iniciativa Brasil-Alemanha para Pesquisa Colaborativa em Tecnologia de Manufatura), realizado em parceria entre o Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e o Instituto de Conformação Mecânica (IBF) da Universidade Técnica de Aachen (RWTH - Aachen). O projeto objetiva a realização de um estudo para o desenvolvimento do processo de forjamento incremental de eixos vazados para aerogeradores, sendo que este trabalho analisa, de forma independente, as propriedades do material utilizado no forjamento referido. Foram elaboradas sequências e rotas de aquecimento-forjamento-resfriamento, sendo observado o fenômeno metalúrgico de recristalização completa na amostra aquecida a 1200ºC por 200min. / The microstructure resulting from the forging process is studied as a function of variables such as temperature, deformation, starting austenite grain size and cooling rate. The purpose of this work is to study the thermomechanical behavior of steel ABNT 4140 maintained at temperatures of 900, 1000, 1100 and 1200°C for 22, 66 and 200 minutes and subsequently forged and post heat treated at similar levels to those of direct annealing and tempering. Furthermore, the influence of temperature on the phenomenon of grain growth is also analyzed. This work is a part of a research project named BRAGECRIM (Brazil-German Initiative for Collaborative Research in Manufacturing Technology), in collaboration with the Laboratory of Mechanical Manufacturing (LDTM) of the Federal University of Rio Grande do Sul and the Institute of Mechanical Forming (IBF) of the Technical University of Aachen. The aim of the project is to study the development of incremental forging process of hollow shafts for wind turbines. However, the work presented in this study analyzes independently, the properties of the material in relation to the forging process. Sequences and routes of heating-forging-cooling were elaborated, being observed metallurgical phenomenon of complete recrystallization in the specimen heated at 1200°C for 200min.