Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Florianópolis, 1990 / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 93385.pdf: 22972963 bytes, checksum: 651b327bfda668c3d47920de21103635 (MD5) / Neste trabalho, novas ligas são desenvolvidas baseando-se no conhecimento das interações que ocorrem entre o cobalto e os carbonetos dos metais duros. As propriedades exigidas dessas ligas são mantidas e até mesmo melhoradas. Desta forma, os metais duros desenvolvidos no presente trabalho não utilizam o cobalto e são excelentes alternativas em várias aplicações de engenharia. Inicialmente é apresentada uma introdução suscinta, situando o leitor no campo dos metais duros. Posteriormente é apresentada, no segundo capítulo, uma ampla e atualizada revisão de aspectos envolvidos na caracterização e produção de metais duros. No terceiro capítulo faz-se uma revisão dos metais duros à base de WC-Co, ressaltando-se aspectos tais como características do WC e do Co, composição da fase ligante, morfologia microestrutural, tensões residuais, mecanismo de deformação, propagação de trincas e fratura. O quarto capítulo trata das tendências nas pesquisas visando substituir o cobalto. A metodologia, bem como o procedimento experimental, são abordados no quinto capítulo. No sexto capítulo trata-se da preparação das amostras e realização dos ensaios. Os resultados experimentais e apresentação de dados são introduzidos no capitulo sétimo e oitavo. O ligante à base de Fe-Mn-Al-Si-C é explorado no sétimo capítulo e os ligantes à base de níquel são tratados no oitavo capítulo. Levando-se em conta o custo e a simplicidade metalúrgic, o ligante à base de níquel endurecido por silício é melhor. No nono capítulo discutem-se os resultados, enfatizando-se os ligantes à base de níquel. Para maior confiabilidade, os resultados são enquadrados numa distribuição estatística de Weibull. O último capítulo reserva-se às conclusões e sugestões finais, onde se recomenda especialmente o endurecimento de ligantes à base de níquel por cromo, molibdênio e titânio, introduzidos na forma de nitretos. No final, dados e informações complementares são apresentados nos apêndices.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Florianópolis, 1991 / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:03:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 109363.pdf: 1282076 bytes, checksum: af59158404e7b8aee52737f8378df931 (MD5) / Este trabalho tem por objetivo qualificar a resistência ao desgaste abrasivo de metais duros, compostos por carboneto de tungstênio e ligantes à base de níquel, endurecidos por elementos em solução sólida dissolvidos "in situ"(durante a sinterização). Esses ligantes foram desenvolvidos em trabalhos anteriores no LABMAT (Laboratório de Materiais - Eng Mecanica da UFSC). Devido aos empirismos das técnicas de medição de desgaste, as comparações dos resultados do novo metal duro foram feitas com o convencional (WC-Co) submetido ao mesmo ensaio. Com os resultados obtidos, vários gráficos foram traçados mostrando interessantes relações entre a propriedade da resistência ao desgaste abrasivo e outras propriedades e características.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:04:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340636.pdf: 4139989 bytes, checksum: 002f7a77d71e55c530e91bca8eab2109 (MD5) Previous issue date: 2016 / A cementação a plasma tem sido utilizada com o intuito de melhorar a qualidade das propriedades superficiais de diferentes materiais, visto as vantagens desse processo quando comparado aos tratamentos convencionais. Normalmente, os tratamentos de cementação são realizados em altas temperaturas, levando a possíveis perdas nas tolerâncias geométricas das peças. Neste trabalho foram investigados tratamentos individuais de cementação e tratamentos sequenciais de nitretação-cementação a plasma em baixas temperaturas, em amostras de ferro puro produzidas via metalurgia do pó. Os tratamentos de cementação foram realizados a 500 °C em uma atmosfera de 98%H2 + 2%CH4, durante 3 horas. As nitretações, por sua vez, foram realizadas a 500 °C durante 3 horas em três diferentes misturas gasosas: (1%N2 + 99%H2), (10%N2 + 90%H2) e (90%N2 + 9% H2 + 1% CH4), todas seguidas por um tratamento de cementação a plasma. Parâmetros como pressão, fluxo, diferença de potencial (DDP) e tempo de pulso ligado (ton), foram mantidos constantes em todos os tratamentos. A morfologia e as propriedades das camadas cementadas foram avaliadas em função dos diferentes tratamentos de nitretação. A microestrutura das camadas foi avaliada por meio da microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). Para a análise de fases foi empregada a difração de raios-x com ângulos rasantes, utilizando 1 e 3° como ângulos de incidência. A caracterização da topografia das camadas foi realizada com o auxílio da técnica de interferometria óptica de luz branca e MEV. E a dureza das camadas foi avaliada através de nanodureza e microdureza Vickers. Os resultados mostram uma influência da mistura gasosa na morfologia, e nas fases das camadas nitretadas. Uma fina camada de cementita foi observada após todos os tratamentos de cementação, tendo seu crescimento e propriedades influenciados pelas diferentes camadas nitretadas. Além disso, o tratamento sequencial de cementação elevou a dureza superficial e aumentou a profundidade de endurecimento das camadas nitretadas.<br> / Abstract: Plasma carburizing has been employed in order to improve surface properties of different materials due the many advantages offered by this process when compared to conventional carburizing techniques. Normally, these treatments are realized at high temperatures, which cause loss of dimensional tolerances. In this work plasma carburizing and plasma nitriding-carburizing of sintered pure iron at low temperatures were investigated. The carburizing treatments were performed at 500 °C for 3 hours in a mixed atmosphere of 98% H2 + 2% CH4. The nitriding treatment were perfomed at 500 °C for 3 hours in three different gas mixture: (1%N2 + 99%H2), (10%N2 + 90%H2) and (90%N2 + 9% H2 + 1% CH4) all followed by a plasma carburizing. Parameters as gas pressure and flow, potencial difference and switched-on time (ton) were kept the same in all treatments. Morphology and properties of the carburized layers have been evaluated as a function of the different nitriding treatments. The layer microstrucutures were evaluated by optical (OM) and scan electron microscopy (SEM). For phase identification, glancing angle x-ray diffraction was conducted, using 1 and 3° as incidence angles. Topography was analysed by white light optical interferometry and SEM. The layers hardness were verified by nanohardness and Vickers microhardness. Results show the influence of the gas mixture to the morphology and phase composition of the nitride compounds layers. Plasma carburizing promotes a formation of a thin and massive cementite layer. The growth and the properties of the carburized layer is influenced by the different nitrided layers. Furthemore, nitriding-carburizing treatments promote harder surface and greater case depth than single nitriding treatment.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:24:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:24:29Z : No. of bitstreams: 1 142157.pdf: 24889239 bytes, checksum: 7da9d77a954483eae7a9cd34f957ea76 (MD5)

Estágio realizado na Cruz Martins e Wahl, Ld.ª / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Resumo: A aplicação industrial de tratamentos termoquímicos assistidos por plasma tem apresentado considerável crescimento nos últimos anos. Isso é consequência dos excelentes resultados obtidos na modificação de superfícies nos materiais de engenharia com baixo impacto ambiental. No caso da nitretação dos aços inoxidáveis, quando o tratamento é realizado em baixas temperaturas, normalmente abaixo de 450ºC, proporciona uma significativa melhora de seu comportamento tribológico e da resistência a corrosão. Dentre os diferentes tratamentos termoquímicos assistidos por plasma, a cementação tem mostrado bons resultados em aplicações práticas, possibilitando melhoras nas propriedades de superfície dos aços inoxidáveis por meio da difusão de carbono e/ou formação de carbonetos com os elementos de liga do metal. As propriedades mecânicas, químicas e metalúrgicas da camada tratada, dependem fortemente das variáveis utilizadas durante o processo, incluindo temperatura e tempo de tratamento, assim como a composição e fluxo da mistura gasosa. Neste contexto, no presente trabalho foram estudadas as características microestruturais de amostras do aço inoxidável martensítico AISI 420 cementadas por plasma a baixa temperatura, avaliando a influência dos parâmetros: composição da mistura gasosa, fluxo da mistura gasosa, tempo de tratamento e temperatura de tratamento. Quatro séries de amostras foram tratadas visando avaliar a influência dos parâmetros aplicados: a primeira, denominada variação da composição da mistura gasosa foi realizada a temperatura de 450ºC, por 4 horas, com conteúdo de CH4 variando entre 0,25 a 1%, com intervalos de 0,25%, em uma mistura gasosa contendo 20% de Ar e 80% de H2, a um fluxo de 100 sccm (standard cubic centimeter per minute); a segunda, intitulada variação do fluxo da mistura gasosa foi executada a temperatura de 420ºC, por 4 horas, usando uma mistura gasosa composta por 99,5% (80% H2 + 20% Ar) + 0,5% CH4 com fluxo variando entre 100 a 400 sccm, com intervalos de 100 sccm; a terceira, nomeada variação da temperatura de processo, foi realizada usando a mistura gasosa contendo 99,5% (80% H2 + 20% Ar) + 0,5% CH4, fluxo gasoso de 100 sccm, com tempo de tratamento de 8 horas e temperaturas variando entre 350 a 500 ºC, com diferença de 50 ºC; e a quarta, designada variação do tempo de tratamento, foi executada a temperatura de 450 ºC, fazendo uso de uma mistura gasosa com teor de CH4 de 0,5% e fluxo de 100 sccm, sendo realizado em períodos de tratamentos de 4, 8, 12 e 16 horas. Todos os ciclos foram realizados a pressão de 3 Torr e tensão de pico de 700 V. As camadas obtidas foram caracterizadas por meio de microscopia óptica, eletrônica de varredura e confocal laser, difração de raios-X e medidas de microdureza. Os resultados mostram que a modificação superficial do aço AISI 420 através da cementação por plasma nas condições avaliadas conduz a um significativo aumento na microdureza do material, a qual se deve à saturação intersticial de átomos de carbono e/ou à precipitação de Fe3C, o que é evidenciado pelos espectros de DRX obtidos e pelas micrografias que confirmam a presença de uma camada com morfologia modificada. Os resultados indicam uma relação direta entre os parâmetros utilizados nos tratamento de cementação a plasma e as propriedades da superfície modificada.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-02-04T12:07:02Z No. of bitstreams: 1 2015_RaniereSilvaNeves.pdf: 2776614 bytes, checksum: 290efbb3f485ab5b99a1df5a4f56b531 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-02-04T16:25:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RaniereSilvaNeves.pdf: 2776614 bytes, checksum: 290efbb3f485ab5b99a1df5a4f56b531 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-04T16:25:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RaniereSilvaNeves.pdf: 2776614 bytes, checksum: 290efbb3f485ab5b99a1df5a4f56b531 (MD5) / A capacidade de prever de forma confiável o comportamento elastoplástico de um componente submetido a carregamentos vem ganhando importância no setor industrial. Atualmente a mecânica computacional possui números modelos constitutivos que cumprem tal tarefa, porém cada modelo possui suas limitações. Tendo isso em vista, este trabalho busca apresentar a importância da modulação do endurecimento cinemático na simulação de componentes dúcteis submetidos à plasticidade cíclica, por meio da implementação do modelo constitutivo endurecimento cinemático proposto por Jiang (1996) utilizando a linguagem FORTRAN e realização de um estudo comparativo entre os resultados encontrados pelos modelos de Jiang e Chaboche e também dados experimentais retirados da literatura, para a simulação do comportamento elastoplástico de três aços distintos (Aço 304, S460N e SAE 1045 HR) submetidos a históricos de carregamentos cíclicos proporcionais e não-proporcionais. / The ability to predict reliably the elastoplastic behavior of a component subjected to loads is becoming increasingly important in the industrial sector. Currently, computational mechanics has numbers constitutive models that fulfill such a task, but each model has its limitations. With this in mind, this paper search to present the importance of modulation of kinematic hardening in the simulation of ductile components subjected to cyclic plasticity, through the implementation of constitutive model kinematic hardening proposed by Jiang (1996) using FORTRAN and conducting a comparative study of the results found by models Jiang and Chaboche and also experimental data taken from literature, for the simulation of the elastoplastic behavior of three different steels (steel 304, S460N and SAE 1045 HR) subjected to cyclic loading histories proportional and non-proportional.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:44:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho teve por objetivo identificar os limites mínimos de microdureza que permitem atender aos requisitos de resistência ao torque (25 kgf.m) e vida em serviço (40.000 ciclos) de acoplamentos mecânicos utilizados em motores de partida, produzidos com os aços DIN 16MnCr5 e SAE 10B22M, utilizando-se para cada aço amostras de dois lotes (corridas) de fabricação diferentes. Os perfis de microdureza foram obtidos através dos processos de: a) cementação, têmpera e revenimento; b) têmpera e revenimento; c) nitretação; d) utilizando-se a peça no estado conformado e usinado. As variações no processo objetivaram ampliar as diferenças entre os perfis de microdureza, de modo a melhor correlacioná-las com os requisitos de torque e vida em serviço. Os resultados mostram que diferentes lotes de fabricação (corridas) para o mesmo tipo de aço não influenciam nos resultados de torque e vida em serviço. Todos os tipos de tratamento, inclusive as peças apenas no estado conformado, resultam em resistência a torção acima do valor mínimo especificado (25kgf.m), porém os aços com camada cementada apresentam menor deformação superficial. A maior deformação nas peças sem tratamento térmico e nitretadas resulta em perda de função do produto. Ambos os aços quando cementados, temperados e revenidos superam o número de ciclos especificado (40.000 partidas). O aço SAE 10B22M, somente no estado temperado, supera as 40.000 partidas, finalizando os testes em ótimas condições de uso. O aço DIN 16MnCr5 somente no estado temperado e revenido e os dois tipos de aço somente nitretado e sem tratamento térmico não atingem o número de ciclos especificado.

Orientador: Angelo Caporalli Filho / Coorientador: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Valdir Alves Guimarães / Banca: Gilbert Silva / Resumo: Os processos tradicionais de produção de tubos API 5CT N80Q envolvem processos de bobinamento e desbobinamento, conformação por dobramento, soldagem, etapas de usinagem e expansão dos diâmetros interno e externo, tratamentos térmicos de têmpera e revenimento e endireitamento. Essas etapas são responsáveis por introduzir tensões residuais no material constituinte do tubo. Estas tensões residuais podem alcançar valores próximos aos do limite de escoamento do material base do tubo, podendo produzir distorções geométricas, falhas prematuras, baixa resistência à corrosão, e diminuição na sua capacidade de absorção de cargas em trabalho. O método mais utilizado para alívio de tensões é o tratamento térmico. Porém, a aplicação de vibrações mecânicas, (Vibratory Stress Rielif) para reduzir e redistribuir as tensões residuais em estruturas conformadas a frio e em estruturas soldadas, tem sido utilizada com sucesso em várias partes do mundo, principalmente nos Estados Unidos, China e Canada. Para verificar a viabilidade deste processo, como um método alternativo para o alivio de tensões, selecionamos um tubo API 5CT 80NQ, com diâmetro de 178 mm com 8,05 mm de espessura e 3000 mm de comprimento. Os ensaios de vibração foram executados na frequência de ressonância do tubo, através de um indutor de vibração montado no seu comprimento médio, dentro de um intervalo de tempo correspondente ao seu peso. Comparando os valores de tensões residuais existentes no tubo antes e após o trat... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The traditional production processes API 5CT N80Q pipes involve coiling and uncoiling processes the plate, conformation by bending, welding, machining steps and expansion of its internal and external diameters, heat treatment of quenching and tempering and straightening. These steps are responsible for introducing residual stresses in the material of the tube. These residual stresses can reach values close to the yield strength of the pipe's base material and may produce geometric distortions, premature failure, low corrosion resistance and reduction its capacity of absorption loads in the work. The most widely used method for relieving stress is the heat treatment. The application of mechanical vibrations, Vibratory stress relief ( VSR), to reduce and redistribute the residual stresses in cold shaped structures and welded structures, has been used with success in various parts of the world, especially the United States, China and Canada. Thus, the mechanical vibration, Vibratory stress relief (VSR), can prove to be an interesting process to relieve stress in the tubes. To verify the feasibility of this process, as an alternative method for the relief of stresses, we selected an API 5CT 80NQ tube with a diameter of 178 mm, with 8.05 mm thickness and 3000 mm in length. Vibration tests were performed in pipe resonance frequency, via a vibration-inducing mounted at its mid-length, within a time corresponding to their weight. Comparing the values of residual stress existing in the tube before and after the vibration treatment achieved a mean reduction of 16 % in the amount thereof. For the mechanical characterization of the pipe, before and after the vibration process, the following tests were conducted according to API standard 5CT 2001: Charpy 'V',... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:03:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329509.pdf: 16417548 bytes, checksum: a1abcdb648ea8dbae156eb9d3371971c (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho teve como objetivo estudar o efeito da composição química e dos tratamentos termoquímicos na microestrutura e dureza de três aços submetidos a diferentes processos de cementação gasosa. Este tipo de cementação é largamente utilizado na indústria para aumentar a dureza superficial de pinhões, eixos e componentes mecânicos sujeitos ao desgaste e à fadiga. Amostras dos aços SAE 10B22, DIN 16MnCr5 e SAE 1020 foram tratadas em três diferentes ciclos de cementação, variando o tempo, tipo de atmosfera e temperaturas de revenimento. Análises microestruturais, microdurezas, teor de carbono ao longo da camada cementada, e métodos de medição do potencial de carbono da atmosfera foram os principais assuntos abordados no trabalho. Para os tratamentos termoquímicos realizados com 90 minutos, o aço DIN 16MnCr5 foi aquele que apresentou os maiores valores iniciais de microdureza. Para o tratamento realizado com 250 minutos, o maior valor inicial de microdureza na condição sem revenimento e revenido a 160°C foi obtido para o aço SAE 1020. Não foram observadas diferenças nas microestruturas dos aços estudados nas condições sem revenimento e revenido a 160°C, porém com o revenido a 300°C por uma hora foi possível notar alterações microestruturais. O aço SAE 10B22 apresentou microestruturas não-martensíticas na camada cementada para as condições sem revenimento e revenido a 160°C por uma hora. Isto pode ter sido causado pela formação de borocarbonetos devido à extrapolação da concentração ótima do boro nestas áreas, ocasionada pela difusão dos átomos de carbono. Para os dois primeiros tratamentos, o aço SAE 1020 apresentou os maiores teores superficiais de carbono. Não foi observada diferença significativa entre as atmosferas endotérmica e à base de nitrogênio comercial (mistura de nitrogênio e metanol). Os métodos usados para verificação do potencial de carbono da atmosfera não apresentaram resultados confiáveis quando comparados entre si.<br> / Abstract : This work aimed to study the effect of chemical composition and thermochemical treatments on the microstructure and hardness of three steels submitted to different gas carburizing process. Carburizing process is widely used at the industry to enhance the superficial hardness of pinions, shafts and mechanical components subjects to wear and fatigue. Samples of steels SAE 10B22, DIN 16MnCr5 and SAE 1020 were thermo chemically treated with three different carburizing cycles, varying time, furnace atmospheres and tempering temperatures. Microstructures analysis, microhardness, carbon content along the case and methods of measuring carbon potential were the main subjects studied in the present work. For thermochemical treatments performed with 90 minutes, steel DIN 16MnCr5 presented the highest initial microhardness values. For treatment performed with 250 minutes, under the conditions without tempering and tempering at 160°C, the highest microhardness values were obtained by steel SAE 1020. No microstructural differences were observed for the studied steels at the conditions without tempering and tempering at 160°C, but after tempering at 300°C for one hour it was observed a difference at the microstructure. Steel SAE 10B22 presented non-martensitic microstructures at the case for conditions without tempering and tempering at 160°C for one hour. This could have been caused by the formation of boron carbides due to an excess of boron optimums concentration at specific areas, caused by carbon diffusion. For the first and second treatment, steel SAE 1020 presented the highest carbon content at the surface. No significative difference was observed between endothermic and commercial nitrogen based atmospheres (nitrogen and methanol). Methods used to verify carbon potential at the atmosphere did not show trustable results when compared.