Resumo: Neste trabalho a influência das condições de tratamento de nitretação assistida por plasma à baixa temperatura, sobre a porosidade superficial do aço inoxidável austenítico AISI 316L, obtido por moldagem por injeção de pós (MIP) foi estudada. Um estudo da cinética de crescimento da camada tratada e sua influência sobre a porosidade superficial foi realizado, variando-se a temperatura e tempo de nitretação. Foram executados tratamentos de 350, 380, 410 e 440 ºC para tempos de tratamento de 8 horas. Para temperatura de 380 ºC, tratamentos de 4, 8 e 16 h foram realizados. Os experimentos foram realizados empregando-se uma mistura gasosa composta por 60% N2 + 20% H2 + 20% Ar, com fluxo gasoso de 5,00 × 10?6 m3s?1 (300 sccm) e pressão de 6 Torr. Para gerar a descarga foi utilizada uma fonte de potência de corrente contínua pulsada de 5 kW, com onda quadrada e tensão de pico de 700 V, operando a 4,2 kHz. As amostras tratadas foram caracterizadas por meio de microscopia ótica, difratometria de raios X e por medições de microdureza e rugosidade. A fim de quantificar a porosidade superficial, a técnica de análise de imagens foi empregada em micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura em dois momentos distintos, antes e após a realização do tratamento de nitretação. Os resultados obtidos indicam uma tendência de redução da porosidade superficial provocada provavelmente pela formação da fase expandida e/ou pela redeposição de átomos metálicos arrancados da superfície pelo fenômeno de pulverização catódica. Observou-se ainda que a nitretação levou a um aumento considerável da dureza superficial pela formação da fase austenita expandida com nitrogênio e que esse incremento na dureza é maior para maiores temperaturas e tempos de tratamento. Os resultados mostram ainda a formação de trincas nas regiões vizinhas aos poros existentes na superfície. Tais trincas são provavelmente decorrentes dos esforços de compressão quando da formação da fase expandida com nitrogênio, que poderiam resultar em flambagem junto à fina camada nitretada, levando a uma instabilidade geométrica desta camada superficial na proximidade dos poros existentes na superfície das amostras.

Orientador: Prof. Dr. Silvio Brunatto / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 22/02/2016 / Inclui referências : f. 86-89 / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: Nitretos e carbonetos dos materiais de transição dos grupos IV, V e VI usualmente apresentam características físico-químicas de interesse como resistência mecânica e elevada dureza, resistência ao desgaste e à corrosão e excelente estabilidade térmica. Devido à estas propriedades, esses materiais são potenciais candidatos para ser modificados através de tratamentos superficiais termoquímicos. Diversas técnicas para obtenção de carbonetos de nióbio têm sido desenvolvidas, porém não existem resultados apresentados na literatura da sua obtenção através do processo de cementação assistida por plasma. Este trabalho teve como objetivo desenvolver o processo de cementação de nióbio por plasma, com o intuito de aumentar a sua dureza superficial, através da difusão de carbono. Para tanto, amostras de nióbio puro foram submetidas ao tratamento de cementação por plasma utilizando uma fonte de potência de corrente continua pulsada de onda quadrada de 4,16 kHz. As amostras foram preparadas a partir de barras de nióbio com 98,9% de pureza, com 90% de redução na laminação a frio, e que posteriormente foram submetidas ao tratamento de recozimento de recristalização em forno de alto vácuo, em pressão de 1,33 Pa (10-3 Torr) e temperatura de 1000 ºC, durante 60 minutos. Na condição recristalizada, as amostras foram cortadas nas dimensões 10 x 10 x 4 mm3. O presente trabalho foi desenvolvido em duas etapas: i) realização do estudo preliminar do desenvolvimento do processo de cementação de nióbio por plasma onde se obteve as condições necessárias para a realização dos estudos apresentados, apresentados no anexo do trabalho e ii) o estudo da influência da temperatura e do conteúdo de CH4 na mistura gasosa. Os tratamentos de cementação foram realizados em temperaturas na faixa de 800 a 1100 °C e mistura gasosa composta de (80% Ar + 20% H2) e variação em volume do % de CH4 em 0,25, 0,5 e 1%, sob um fluxo de 300 sccm e pressão de 9 Torr, em uma tensão de pico de 680 V e um período de 240 ?s. O aquecimento das amostras foi realizado por bombardeamento pelas espécies rápidas do plasma. Após os tratamentos, as amostras foram caracterizadas por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de nanoindentação (dureza e resistência ao risco) e rugosidade 2D e 3D. De forma comparativa ao substrato de nióbio não-tratado, houve um aumento significativo da dureza da superfície cementada, sendo que os valores obtidos por nanoindentação foram da ordem de 21 GPa e o módulo de elasticidade correspondeu a 500 GPa, devido à presença das fases de carboneto de nióbio na superfície cementada. / Abstract: Nitrides and carbides of transition metals of groups IV, V and VI usually show physical-chemical characteristics of interest in mechanical field as high hardness, good abrasion wear resistance, corrosion resistance and excellent thermal stability. Due to it, these materials are good candidates to have their surfaces altered by thermochemical treatments. Several techniques for obtaining niobium carbides have been developed, however, too little or nothing has been met on plasma carburizing of niobium in specialized literature. The main goal was to develop a process of niobium carburizing, increasing in this way its hardness through the diffusion of carbon. In order to do that, plasma carburizing was obtained by using a dc square wave pulsed power supply of 4.16 kHz. Samples of 10 x 10 x 4 mm3 dimensions were cut from 90% reduction cold rolled 98.9% purity niobium bar, which was previously subjected to a recrystallization annealing treatment carried out at 1000 °C, for 60 minutes, in vacuum furnace at 1.33 Pa (10-3 Torr). The present work was developed in two steps: i) in the initial preliminary stage it was obtained the necessary conditions for development of the process of niobium plasma carburizing (the results are presented in annex), and ii) the study of the influence of the temperature and content of CH4 in the gas mixture. The carburizing process was performed in temperatures varying from 800 to 1100 ºC, using a 80% Ar + 20% H2 (-based) gas mixture, varying the vol. % CH4 content for 0.25, 0.50 and 1.00, under a flow of 300 sccm, pressure of 9 Torr, using 680 V voltage, and a period of 240 ?s. The sample heating in the plasma treatment was achieved by the plasma species bombardment. After treatment, the samples were characterized by xray diffractometry, scanning electron microscopy, 2D and 3D laser interferometry, and nanoindentation techniques (hardness and scratch). Comparing with the non-treated niobium substrate, it was a significant increase in hardness of the carburizing surface, with values of about 21 GPa and elastic modulus of 500GPa, this effect mainly due to the presence of the niobium carbides phases on the carburized surface.

As ligas de Al-Si são amplamente utilizadas na indústria em substituição ao aço e o ferro fundido nos setores de alta tecnologia. A importância comercial dessas ligas deve-se principalmente ao seu baixo peso, excelente resistência à abrasão e à corrosão, alta resistência em temperaturas elevadas, baixo coeficiente de expansão térmica e menor consumo de combustível que proporciona redução considerável de emissão de poluentes. No presente trabalho, uma liga de Al-Si utilizada na indústria automobilística para fabricação de pistões de motores de combustão interna, foi submetida a tratamentos superficiais de refusão a LASER (Nd:YAG, λ = 1,06 m, modo pulsado). A radiação laser possibilita diversas concentrações de energia com precisa transferência dela para o material sem contato físico. A transferência intensa de energia provoca a ocorrência de modificações estruturais na camada superficial do material. Experimentos com pulsos únicos e trilhas foram realizados sob diferentes condições de processamento LASER com o intuito de analisar as mudanças microestruturais resultantes dos tratamentos e seus efeitos sobre a dureza. Para a caracterização da camada endurecida foram utilizadas as seguintes técnicas: microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS), mapeamento de raios-X, ensaios de microdureza Vickers e de rugosidade máxima. Após os tratamentos superficiais de refusão a LASER da liga Al-Si, a alta taxa de resfriamento resultante causou mudança na microestrutura devido ao refinamento das partículas de silício eutético primário presentes na liga, resultando em aumento de dureza. / The Al-Si alloys are widely used in industry to replace the steel and gray cast iron in high-tech sectors. The commercial importance of these alloys is mainly due to its low weight, excellent wear (abrasion) and corrosion resistance, high resistance at elevated temperatures, low coefficient of thermal expansion and lesser fuel consumption that provide considerable reduction of emission of pollutants. In this work, Al-Si alloy used in the automotive industry to manufacture pistons of internal combustion engines, was undergone to surface treatments using LASER remelting (Nd:YAG, λ = 1.06 m, pulsed mode). The LASER enables various energy concentrations with accurate transfer to the material without physical contact. The intense energy transfer causes the occurrence of structural changes in the superficial layer of the material. Experiments with single pulses and trails were conducted under various conditions of LASER processing in order to analyze microestrutural changes resulting from treatments and their effects on the hardness. For the characterization of hardened layer was utilized the following techniques: optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), x-ray mapping, Vickers microhardness and maximum roughness tests. The high cooling rate caused a change in the alloy structure due to the refinement of the primary eutectic silicon particles, resulting in increase of the mechanical properties (hardness) of the Al-Si alloy.

[pt] O objetivo deste trabalho é avaliar a estabilidade microestrutural da liga 8090 (Al-Li-Cu-Mg-Zr) submetida a tratamentos térmicos de retrogressão e reenvelhecimento em diferentes condições de tempo e temperatura. Caracterização da morfologia e da estabilidade das fases endurecedoras foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), utilizando a técnica EBSD (Electron Backscattering Diffraction). Microscopia eletrônica de transmissão (MET) foi também usada devido a ordem de grandeza nanométrica das fases precipitadas. Os resultados obtidos foram correlacionados com a propriedades mecânicas através de ensaios de microdureza e tração. Foi observado que a microestrutura da liga 8090 é estável, tanto na sua constituição policristalina quanto na sua microestrutura. O efeito de textura em virtude da deformação sofrida durante o processo de laminação permanece após o tratamento de retrogressão. Além disso, a evolução dos estágios de precipitação é pouco perceptível até o pico de endurecimento. As fases predominantes nesta liga são as fases delta (Al3Li), beta (Al3Zr) e T1 (Al2CuLi). Durante um reenvelhecimento mais prolongado é observado a precipitação da fase S (Al2CuMg) e do precipitado duplex delta/beta. Os ensaios de tração indicam a ocorrência do efeito Portevin-Le Chatelier para as amostras como recebida e envelhecidas a curtos intervalos de tempo. Este fenômeno dinâmico é resultado da interação de discordâncias com átomos de soluto e partículas de segunda fase. / [en] The purpose of this work is to evaluate the microstructural stability of alloy 8090 (Al-Li-Cu-Mg-Zr) when submitted to heat treatments of retrogression and reaging at different temperatures and for different time intervals. Characterization of the morphology and stability of the second phases was carried out by scanning electron microscopy (SEM), making use of the electron backscattering diffraction (EBSD) technique. Transmission electron microscopy (TEM) was also used for this purpose in virtue of the nanometric size of the second phases precipitated in the alloy. The results obtained were correlated with the mechanical properties determined by means of microhardness measurements as well as tensile tests. It was noted that the alloy exhibits a remarkable stability, not only in regard to its polycrystalline composition but also to its microstructure. The deformation texture introduced in the alloy due to its fabrication process (rolling) was found to persist after the retrogression treatment. In addition, the evolution of precipitation stages did not very considerably until the peak aging was reached. The main phases observed in the alloy were the phases delta (Al3Li), beta (Al3Zr) and T1 (Al2CuLi). During extended reaging, one can observe the precipitation of other phases such as S (Al2CuMg) and the duplex phase delta/beta. The tensile results indicated the occurrence of Portevin-Le Chatelier effect for the alloy in the as-received and short time reaged conditions. This dynamic effect, results from the interaction of dislocations with solute atoms as well as second phases particles.

MAGALHÃES, S. G. Avaliação do revestimento a base de liga de níquel em aço estrutural, empregando o metal de adição ERNiCrMo-3 através da soldagem MIG/MAG. 2008. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T12:29:37Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_sgmagalhães.pdf: 6796878 bytes, checksum: c82071f9343873e0f6aa85450c77197f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T17:24:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_sgmagalhães.pdf: 6796878 bytes, checksum: c82071f9343873e0f6aa85450c77197f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T17:24:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_sgmagalhães.pdf: 6796878 bytes, checksum: c82071f9343873e0f6aa85450c77197f (MD5) Previous issue date: 2008-04-04 / The use of nickel alloy cladding components could be more frequently in petroleum industry. The crescent naphthenic corrosion and high molecular weight of national petroleum contribute for needs of materials with more resistance to corrosion, to temperature and to pressure. At this way, how part of systematic study, this work pretends to define operational range for adequate ERNiCrMo-3 weld overlay in structural steel with application of GMAW process, and to evaluate microstructural characteristics and mechanical properties in as welded and aging conditions. To realize the objective, were used an industrial robot, an electronic power source and an argon shielding gas for automated welding. To define the operational range, simple deposit welds and evaluation of superficial aspect, geometry and dilution were conducted. This step indicated that the welds in efficient current below 200 A showed high convexity and the variation of current for the calc of heat input is more significant for convexity and dilution of the weld than the variation of welding speed for the calc of same heat input. It was selected 290 A as welding current in two heat inputs (10 and 14 kJ/cm). The overlay at ASTM A 516 g60 steel was in simple layer, had overlap up to 40 pct between passes and had about 15 pct of dilution at the two heat inputs. The aging temperature employed was 600 oC for times of 100 and 300 hours. To metallurgical characterization was used: microhardness measures, optical microscope, scanning electron microscope, composition variations (EDAX), x-ray diffraction, electron backscatter diffraction and shear tests according ASTM A 265-03 standard specification. The microhardness and structures observed were, approximately, the same for the two heat inputs. Post aging HAZ showed absence of carbides. The dendritic structure had MC and Laves micro-phases in as welded condition and the aging provoked formation of secondary carbides, dissolution of primary carbides and formation of gama’’. As welded overlay microhardness was 240 HV and as welded HAZ was 190 HV. Aging HAZ was 120 HV and aging overlay was 290 HV for 100 h and 310 HV for 300 h. Only for aging conditions, were observed hard zones (800 HV) in interface of overlay, due to carbide concentration and aging of partially dilution zone, where the Fe favored the formation of gama’’. Despite the hardness differences of overlay, base metal and interface, were identified no cracks in metallographic analyses. The maximum shear strength was above of the specification requirement (140 MPa) in all conditions employed, the penetration shape (like finger) favored this result, and the aging provoked a gradual grow up in shear resistance. / O uso de componentes revestidos por ligas de níquel do sistema Ni-Cr-Mo em equipamentos da indústria do petróleo pode vir a ser mais freqüente, pois os aumentos no índice de acidez naftênica e no peso molecular do petróleo nacional requerem materiais mais resistentes à corrosão, temperatura e pressão. Desta forma, como parte de um estudo sistemático, este trabalho pretende definir faixas operacionais para revestir de forma adequada aço estrutural com o eletrodo ERNiCrMo-3, através da soldagem MIG/MAG, e avaliar características microestruturais e propriedades mecânicas de revestimentos na condição como soldados e envelhecidos. Para atingir o objetivo, foram realizadas soldagens automáticas com utilização de robô industrial, fonte eletrônica e argônio puro como gás de proteção. Para definição das faixas operacionais, as soldagens foram em simples deposição, com avaliação de aspecto superficial, geometria e diluição da solda. Nesta etapa, foi constatado que a solda apresenta alta convexidade em corrente eficaz abaixo de 200 A e a variação da corrente, para o cálculo da energia, influencia de forma mais significativa na convexidade e na diluição da solda, em comparação com a variação da velocidade de soldagem, para o cálculo das mesmas energias. Através dos testes preliminares, foi selecionada a corrente de 290 A em duas energias de soldagem (10 e 14 kJ/cm). O revestimento foi em única camada aplicada em aço ASTM A516 g60 de 12,7 mm de espessura, com sobreposição acima de 40 % e temperatura de interpasse abaixo de 100 oC. A diluição em ambas as energias ficou em torno de 15 %. O envelhecimento foi na temperatura de 600 oC por tempos de 100 e 300 horas. Para caracterização metalúrgica foram utilizados: perfis de microdureza, microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), energia dispersiva de raio X (EDX), difração de raio X, energia de elétrons retro-espalhados (EBSD) e ensaio de arrancamento, segundo norma ASTM A 265-03. Os perfis de microdureza e estruturas observadas foram semelhantes para ambas as energias de soldagem utilizadas. Após envelhecimento foi observado uma descarbonetação da ZAC-GG onde as ferritas passaram a não possuir segundas fases (carbonetos). A estrutura dendrítica do revestimento apresentou microfases do tipo MC e Laves na condição como soldada. Após o envelhecimento, houve formação de carbonetos secundários, dissolução de carbonetos primários e formação de fase gama’’. Os perfis de dureza indicaram que na condição como soldada a dureza do revestimento foi de 240 HV e da ZAC-GG de 190 HV, com o envelhecimento a dureza na ZAC-GG caiu para 120 HV, e a do revestimento cresceu para 290 HV em 100 h e 310 HV em 300 h. Na interface foram observadas, somente após o envelhecimento, regiões duras da ordem de 800 HV, devido a grande concentração de carbonetos e envelhecimento da zona parcialmente diluída, com teor elevado de ferro, que atua na formação de gama’’. Apesar das elevadas diferenças de dureza entre o revestimento, metal base e interface não foram identificadas trincas nas análises metalográficas. A carga máxima no ensaio de arrancamento foi superior a da norma (140 MPa) nas condições analisadas. O perfil de penetração dos cordões (tipo taça) favoreceu esse resultado, e o envelhecimento provocou um aumento gradativo de resistência ao cisalhamento.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciências e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os metais duros são usados amplamente como material base de ferramentas de corte e de conformação. O uso destes materiais, tal como o carbeto de tungstênio - cobalto (WC - Co) deve-se, sobretudo à combinação desejável de certas propriedades, tais como dureza, resistência ao desgaste e resistência mecânica. Em aplicações industriais, estas ferramentas estão sujeitas a inúmeras condições adversas como desgaste pela ação de complexas e diferentes condições de carregamento, corrosão (por exemplo, causada pelos lubrificantes), complexos carregamentos termomecânicos, elevadas temperaturas e carregamento estático e cíclico. A conformação tem vantagens quando comparada com outros processos de manufatura, uma vez que envolve altas taxas de produção e reduz a perda de material. Porém, podem ser encontradas dificuldades devido às elevadas tensões induzidas dentro do material de trabalho, assim como na ferramenta. Geralmente, as falhas ocasionam prejuízos econômicos elevados que estão associados diretamente ao custo unitário do componente fraturado, além de, em alguns casos, colocar em risco vidas humanas. Neste trabalho, propõe-se estudar e determinar as possíveis causas de falha de ferramentas de estampagem e gerar um modelo, utilizando-se a lógica difusa ou nebulosa, para determinar os parâmetros relevantes que afetam a falha. Como a falha não tem uma origem única, as características desta são comparadas com os mecanismos de falha convencionais, incluindo-se macro e microcaracterísticas destes mecanismos. Para tal foi realizada a fractografia em varias ferramentas de estampagem e, com base no histórico de reincidência de falhas quando em produção, foi selecionado um tipo de ferramenta para análises aprofundadas. Esta ferramenta foi submetida a análises químicas, difratometria de raios-X (DRX), ensaios metalográficos, de dureza e fractográficos. A principal vantagem dos modelos difusos é sua habilidade para capturar informações vagas e imprecisas, em geral, descritas em uma linguagem natural, e convertendo-as para um formato numérico de fácil manipulação computacional, mostrando-se não só eficaz como também eficiente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-19T17:48:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 184887.pdf: 2819877 bytes, checksum: 04a2991640edceae6bf782317218fff5 (MD5) / Este trabalho teve por objetivos (a) determinar a temperabilidade Jominy de diversos aços estruturais nacionais, de grande uso na indústria mecânica; (b) avaliar a influência do revenido sob condições variadas de tempo e de temperatura sobre a dureza pós-têmpera e (c) buscar uma correlação entre as variáveis do processo de revenido (parâmetro de revenido) capaz de servir como ferramenta quando da otimização do processo. O levantamento das curvas de temperabilidade (ou endurecibilidade) busca orientar a engenharia de projetos na seleção de aços para as mais diversas aplicações de manufatura de componentes mecânicos. Um estudo que não foi contemplado no ensaio original desenvolvido por Walter Jominy e seus colaboradores é o levantamento destas curvas na condição de uso da liga de aço, que associa os tratamentos térmicos de têmpera e revenido. Portanto, é de extremo interesse também, o levantamento destas curvas, relacionando as durezas obtidas no revenido para diferentes tempos e temperaturas de tratamento.

Orientador: Sergio Tonini Button / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T12:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caminaga_Celio_D.pdf: 45945732 bytes, checksum: 36b9f4a15a23ccd9e0ad12b26cfe5931 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A exigência por parte das montadoras por produtos com maior qualidade, a preços mais baixos e com diminuição do prazo de entrega, faz com que as indústrias de autopeças concentrem esforços na busca de processos e materiais alternativos. Os processos de forjamento a quente aliados aos aços microligados, que também são conhecidos como aços de alta resistência e baixa liga (ARBL), tem uma extensa aplicação em componentes automotivos. A proposta deste trabalho é estudar o comportamento microestrutural e mecânico (resistência e tenacidade) do aço microligado 27MnSiVS6, quando empregado no processo ausforming, a fim de analisar-se o desempenho do processo e a qualidade dos produtos, comparando-o com os processos de forjamento a quente e a morno. Os produtos forjados proveniente do processo de ausforming que foram submetidos aos ensaios de tração unidirecional, dureza, fadiga em flexão rotativa e tenacidade a fratura apresentaram as melhores propriedades mecânicas. A microscopia óptica e microscopia eletrônica (varredura e transmissão) que foram utilizadas para caracterização microestrutural dos produtos forjados demonstraram o refino dos grãos ferríticos, a presença de inclusões não metálicas (MnS) e a contribuição dos mecanismos de endurecimento ao limite de escoamento. Os testes estatísticos aplicados aos resultados permitiram concluir, que os produtos obtidos pelo processo de forjamento ausforming apresentam a melhor combinação de resistência mecânica e qualidade superficial dos produtos forjados, sem aumentar a carga de forjamento / Abstract: The demand of the automotive industry for parts with high overall quality, low costs and reduced time to market, forced the suppliers to search alternative materials and manufacturing processes. Hot forgings with microalloyed steels, also known as HSLA (High Strength Low Alloy), represent an extensive application in automotive parts. The main objective of this work is to study the workability of a microalloyed steel deformed by ausforming and compare the products microstructures and forming loads to those obtained by hot and warm forging. Results from preliminary upsetting tests confirmed the viability of this study. Finally forgings tests were held to define the forming load and to analyze products microstructures for these three processes. Forgings were analyzed by tensile tests, fatigue under cyclic flexion tests, and fracture toughness tests. Optical and electronic microscopy (SEM and TEM) applied to evaluate the forgings microstructure showed the ferritic grain refinement, the presence of non-metallic inclusions (MnS) and confirmed the contribution of hardening mechanisms to increase the yield strength of forging products. The statistical analysis of the experimental results showed that ausforming is a suitable process to substitute hot and warm forging since ausforming presented lower loads when compared to warm forging, and ausformed forgings presented the best combination of mechanical strength and surface quality, without a significant increase of the forging loads / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-03T18:03:27Z No. of bitstreams: 2 Tese - Karla de Aleluia Batista - 2014.pdf: 4463046 bytes, checksum: 859650f3ccfef17ceeaddf20db728272 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-02-04T13:59:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Karla de Aleluia Batista - 2014.pdf: 4463046 bytes, checksum: 859650f3ccfef17ceeaddf20db728272 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-04T13:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Karla de Aleluia Batista - 2014.pdf: 4463046 bytes, checksum: 859650f3ccfef17ceeaddf20db728272 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-09-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Beans are legumes that present high content of protein, which make them one of the most important sources of nutrients in Brazil. Despite their excellent nutritional profile, changes in biochemical and physico chemical properties during storage leads to the hardening of grains, which compromise their texture and palata bility. It is known that bean’s hardening is responsible for losses about of 100.000-500.000 ton of beans per year. In addition, considering that per capita intake of beans in Brazil was 16 Kg/person/year, the content of discharged grains as function of hardening could feed 34 million of Brazilian. In this scenario, several processes have been tested aiming to provide na alternative of inclusion for these residues. In this work, hardened beans from gen us Phaseolus (Phaseolus vulgaris) and Vigna (Vigna unguiculata) were treated by autoclaving and extrusion and the products were tested regarding their applicability in biotechnological area. The extruded beans presented nutritional and technological properties that allowed their use as ingredients in bread production. Results evidenced that breads made using a mixture of extruded bean and wheat flours presented 10% higher protein and 2.5-hold higher fiber than breads made with 100% wheat flour. These results indicate that extruded bean flours constitute ingredie nts nutritionally and economically viable for technological application in breads elaboration, conferring improvement of nutritional characteristics without changing sensory attributes. The extruded hardened beans were also used as ingredient of culture me dium replacing the traditional nitrogen sources. Results evidenced that the use of extruded cowpea (Vigna unguiculata) flour is not promising since the optical density of microorganisms grown in culture medium containing extruded cowpea was 20% lower than the optical density observed in commercial media. On the other hand, the microorganisms grown in media containing extruded common bean (Phaseolus vulgaris) presented higher values of optical density and protein expression when compared to commercial broths. Alternatively, the grains were treated by autoclaving, with perspective of use the whole grain. Results evidence that after autoclaving the hardness of grains remained high, which disable their use of whole grain. However, the autoclaving process improve d the nutritional quality without modifying the technological properties. Finally, results evidenced that each genus presented a different behavior after treatment by extrusion or autoclaving. Thus, it is evident that the type and conditions processing use dwill depend of bean characteristics as well as the properties required to the proposal application. / O feijão é uma leguminosa com importante papel na nutrição humana, sendo uma das principais fontes de proteínas na alimentação dos brasileiros. Entretanto, as alterações pós-colheita que ocorrem durante o armazenamento ocasionam o endurecimento do grão, que perde suas características de textura e palatabilidade. Estima-se que o endurecimento ocasione perdas de 100-500 mil toneladas deste grão ao ano. Considerando que o consumo per capita de feijão em 2013 foi estimado em 16 Kg por habitante ao ano, as perdas relacionadas ao endurecimento alimentariam aproximadamente 34 milhões de brasileiros. Neste cenário, diversas alternativas têm sido testadas no intuito de reaproveitar os grãos endurecidos. Neste trabalho, feijões endurecidos dos gêneros Phaseolus (Phaseolus vulgaris) e Vigna (Vigna unguiculata) foram tratados por extrusão e autoclavagem no intuito de se estudar as possíveis aplicações dos produtos gerados.Os feijões extrusados apresentaram características nutricionais e tecnológicas que permitiram sugerir sua aplicação como ingrediente na formulação de pães e como fonte de nitrogênio para composição de meios de cultura. A utilização de farinhas mistas de feijão extrusado e trigo originou pães com 10% mais proteínas e 2,5 vezes mais fibras do que os pães produzidos apenas com farinha de trigo. Estes resultados evidenciaram que as farinhas de feijão extrusado constituem ingredientes nutricionalmente e economicamente viáveis para a aplicação tecnológica na elaboração de pães, melhorando as características nutricionais sem alterar os atributos sensoriais. As farinhas de feijão extrusado também foram utilizadas como fonte de nitrogênio em meios de cultura, avaliando-se o efeito da substituição na taxa de crescimento e expressão de proteínas. Os resultados evidenciaram que o uso de feijão caupi (Vigna unguiculata) extrusado não é uma alternativa promissora para o cultivo de bactérias, uma vez que os valores de densidade óptica foram 20% inferiores àqueles apresentados em meio comercial. Por outro lado, o feijão comum (Phaseolus vulgaris) extrusado mostrou-se uma eficiente fonte de nutrientes para o crescimento de bactérias e leveduras. Além disso, o uso de meios de cultura contendo feijão comum melhorou a taxa de produção de proteínas recombinantes tanto em bactérias, quanto em leveduras. Os grãos de feijão caupi e comum endurecidos também foram tratados por autoclavagem no intuito de se avaliar a possibilidade de reinclusão do grão inteiro na alimentação. Os resultados encontrados evidenciaram que, apesar dos valores de dureza não permitirem a reinclusão dos grãos inteiros na alimentação, a autoclavagem melhorou as características nutricionais dos feijões endurecidos, enquanto preservou suas propriedades tecnológicas. Por fim, os resultados obtidos neste trabalho evidenciar am que cada espécie de feijão apresenta um comportamento distinto frente a cada condição de processamento, seja por autoclavagem, seja por extrusão. Diante disso, fica evidente que o tipo e as condições de processamento a serem escolhidos dependerão da espécie de feijão utilizada e das propriedades requeridas para cada aplicação proposta.

As ligas de Al-Si são amplamente utilizadas na indústria em substituição ao aço e o ferro fundido nos setores de alta tecnologia. A importância comercial dessas ligas deve-se principalmente ao seu baixo peso, excelente resistência à abrasão e à corrosão, alta resistência em temperaturas elevadas, baixo coeficiente de expansão térmica e menor consumo de combustível que proporciona redução considerável de emissão de poluentes. No presente trabalho, uma liga de Al-Si utilizada na indústria automobilística para fabricação de pistões de motores de combustão interna, foi submetida a tratamentos superficiais de refusão a LASER (Nd:YAG, λ = 1,06 m, modo pulsado). A radiação laser possibilita diversas concentrações de energia com precisa transferência dela para o material sem contato físico. A transferência intensa de energia provoca a ocorrência de modificações estruturais na camada superficial do material. Experimentos com pulsos únicos e trilhas foram realizados sob diferentes condições de processamento LASER com o intuito de analisar as mudanças microestruturais resultantes dos tratamentos e seus efeitos sobre a dureza. Para a caracterização da camada endurecida foram utilizadas as seguintes técnicas: microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS), mapeamento de raios-X, ensaios de microdureza Vickers e de rugosidade máxima. Após os tratamentos superficiais de refusão a LASER da liga Al-Si, a alta taxa de resfriamento resultante causou mudança na microestrutura devido ao refinamento das partículas de silício eutético primário presentes na liga, resultando em aumento de dureza. / The Al-Si alloys are widely used in industry to replace the steel and gray cast iron in high-tech sectors. The commercial importance of these alloys is mainly due to its low weight, excellent wear (abrasion) and corrosion resistance, high resistance at elevated temperatures, low coefficient of thermal expansion and lesser fuel consumption that provide considerable reduction of emission of pollutants. In this work, Al-Si alloy used in the automotive industry to manufacture pistons of internal combustion engines, was undergone to surface treatments using LASER remelting (Nd:YAG, λ = 1.06 m, pulsed mode). The LASER enables various energy concentrations with accurate transfer to the material without physical contact. The intense energy transfer causes the occurrence of structural changes in the superficial layer of the material. Experiments with single pulses and trails were conducted under various conditions of LASER processing in order to analyze microestrutural changes resulting from treatments and their effects on the hardness. For the characterization of hardened layer was utilized the following techniques: optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), x-ray mapping, Vickers microhardness and maximum roughness tests. The high cooling rate caused a change in the alloy structure due to the refinement of the primary eutectic silicon particles, resulting in increase of the mechanical properties (hardness) of the Al-Si alloy.