Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-06T13:06:27Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoBeneficiamentoReciclagem.pdf: 1720129 bytes, checksum: ad66a436b7d940c68517d89b66425d40 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T15:43:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoBeneficiamentoReciclagem.pdf: 1720129 bytes, checksum: ad66a436b7d940c68517d89b66425d40 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T15:43:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoBeneficiamentoReciclagem.pdf: 1720129 bytes, checksum: ad66a436b7d940c68517d89b66425d40 (MD5) Previous issue date: 2006 / Nos últimos anos, a fabricação de ferro e aço tem sido motivo de orgulho para a siderurgia nacional com grandes crescimentos e investimentos nesse ramo de atividade. Pela primeira vez na história, o mundo presenciou a transposição da marca de um bilhão de toneladas de aço bruto produzidos ao longo de um ano, por todas as empresas do mundo desse setor em 2004. A China, como bem conhecida pelas comunidades científica e de negócios, ainda mantém sua liderança com uma produção de mais de duzentos milhões de toneladas desse metal por ano. Entretanto, o Brasil também tem mostrado seu grande potencial com esse produto, estando em oitavo lugar entre os maiores produtores, alcançando uma produção de quase trinta e três milhões de toneladas no mesmo ano. Ademais, considerando-se a fabricação e a exportação de ferros primários, nosso país tem se destacado mais ainda no cenário mundial, de acordo com o dados fornecidos pelo relatório do International Iron & Steel Institute. Ferro-gusa e ferro-esponja são os tipos de ferro primário empregados nas aciarias. Apesar do consumo de sucata estar crescendo em todo mundo, o ferro-gusa é ainda o material metálico mais utilizado nas plantas de fabricação do aço. Esse tipo de ferro primário é produzido principalmente através da redução de minérios de ferro dentro de altos-fornos que por sua vez, não são capazes de remover as impurezas que sempre acompanham as matériasprimas carregadas dentro desses reatores. Portanto, anterior à maioria das operações de fabricação do aço, o ferro-gusa precisa ser tratado previamente para se remover importantes quantidades de elementos que são nocivos às propriedades do aço. O fósforo e o enxofre estão entre essas impurezas deletérias onde, na maioria dos casos, é necessária a manipulação de mais de um material ou estágio de refino até que suas quantidades possam estar dentro de uma faixa aceitável para os próximos estágios da fabricação. Crescentes investimentos em tecnologia e novos materiais têm levado empresas a pensar não só em novas rotas de melhoramento de produto a um custo mais baixo, mas também, em planejar uma gestão ambiental mais responsável tendo em vista a grande variedade e quantidade de resíduos e efluentes que são gerados nesses processos. Dessa forma, o principal objetivo deste trabalho visou a reciclagem de um resíduo siderúrgico a fim de ser empregado nas operações de desfosforação do gusa e/ou fabricação do aço. Para tal, este projeto foi dividido em duas fases assim denominadas: revisão e inovação. Na primeira delas, um trabalho de acompanhamento das operações de redução e refino do ferro-gusa foi feito com o apoio de uma usina siderúrgica não-integrada. Foram investigados alguns parâmetros que influenciaram no grau de desfosforação dos banhos metálicos, onde materiais tradicionais e usualmente utilizados, como o minério de ferro e a cal foram empregados em tais operações nas panelas de gusa da empresa. Na fase inovação, o procedimento foi realizado mediante o beneficiamento e a briquetagem de carepas oriundas das operações unitárias de laminação e lingotamento contínuo, onde o material processado puro e com barrilha, em presença de um ligante inorgânico, foi testado industrialmente com diferentes massas e composições, em corridas alternadas no LD de uma aciaria de uma usina integrada. Os resultados da fase revisão confirmaram as condições teóricas necessárias acerca dos processos de desfosforação de banhos metálicos, ou seja, a presença de um alto potencial de oxigênio, alta basicidade da escória e a necessidade de baixas temperaturas no banho. Os resultados da fase inovação mostraram que a carepa é um resíduo industrial passível de reciclagem, onde o seu beneficiamento através de fornos rotativos e briquetagem pode ser facilmente realizado, minimizando ou eliminando o custo com a armazenagem do resíduo, reduzindo eventuais impactos ambientais pela sua disposição, agregando valor ao co-produto em questão e gerando receita para as empresas do setor com o novo produto, substituindo parcialmente tanto a sucata como adições no processo de fabricação do aço. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In the last years, iron and steelmaking have been a motive of pride for the national siderurgy with high growths and investments in this field. For the first time in steel history, the world has reported the figure transposition of one billion tons of crude steel in a one-year overall companies production in 2004. China, as well known by the scientific and business community, still keeps its leadership on manufacturing with more than two hundred millions tons of such metal per year. However, Brazil is also showing its great potential with that sort of product, being within the most iron and steel makers, eighth-ranked, reaching the production of almost thirty-three million tons in the same year. Furthermore, concerning the manufacturing and exportation of primary irons, Brazil has even been standing out in the worldwide scene, according to the International Iron & Steel Institute report. Pig and sponge iron are the type of primary irons employed on steel mills. Although the scrap consumption is increasing all over the world, pig iron still is the most used metallic material on steelmaking plants. That sort of primary iron is mainly produced through the reduction of iron ores inside blast furnaces, which are unable to remove the impurities that often follow the raw materials fed into those reactors. Therefore, prior the most steelmaking operations, the pig iron has to be treated previously in order to take off important amounts of elements which are harmful to steel properties. Phosphorous and sulfur are among these deleterious impurities where, in the most cases, it is necessary to handle more than one material or refining stage until their contents could be within an accepted range for the following manufacturing steps. Rising investments on technologies and new materials have led companies to think not only of new routes for improving products at a lower cost, but also thinking of a more responsible environmental management, planning it, since the great variety and quantity of wastes and effluents that are generated in those processes. Then, the major of this research aimed the recycling of a steelmaking waste in order to be employed on pig iron desphosphorization operations and/or steelmaking processes. For that, this project was split into two stages, thus denominated: revision and innovation. In the first of them, an accompanying work of reduction and refining operations of pig iron was done with the support of a non-integrated ironmaking company. Some parameters related to the degree of desphosphorization of metallic baths were investigated, where traditional and usually used materials as iron ore and lime, were employed on such operations at the mill’s pig iron ladles. In the innovation stage, the proceeding was carried out mediating the improvement and recycling of scales raised from the unit operations of rolling and continuous casting, where the processed, pure and with soda ash material, in the presence of an inorganic binder, was industrially tested, applying several masses and compositions in alternated LD heats of an integrated steelmaking plant. The results of the revision stage confirmed the main theoretical conditions about the desphosphorization processes of metallic baths, that is, the presence of a high oxygen potential, high basicity of slag and the necessity of low bath temperatures. The innovation stage results showed that the scale is an industrial waste passive of recycling, where its improvement through rotating ovens and briquetting can be easily realized, diminishing or eliminating the cost with the waste storage, reducing eventual environmental impacts for its disposal, aggregating worth to the co-product in reference and generating incomes for the alike companies with the new product, replacing partially either the scrap or the additions on steelmaking processes.

Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-07T17:01:16Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_DesgasteAbrasãoPoliuretano.pdf: 4181245 bytes, checksum: 2a694a651ae28e23782ca3732c52d3be (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T21:01:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_DesgasteAbrasãoPoliuretano.pdf: 4181245 bytes, checksum: 2a694a651ae28e23782ca3732c52d3be (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T21:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_DesgasteAbrasãoPoliuretano.pdf: 4181245 bytes, checksum: 2a694a651ae28e23782ca3732c52d3be (MD5) Previous issue date: 2006 / A utilização do poliuretano na indústria mineral está em processo de expansão de mercado. Na sua principal utilização, raspadores e limpadores de correias transportadoras, esse polímero tem mostrado uma boa resistência ao desgaste quando efetua a limpeza de correias transportadoras. Esse trabalho é uma tentativa de se conhecer os diversos mecanismos de desgaste através do ensaio de abrasão, buscando correlacioná-los com situações típicas como, por exemplo, a lâmina dos raspadores. Os resultados dos experimentos permitiram-nos evidenciar as propriedades dos poliuretanos sob o ponto de vista do desgaste, bem como sugeriram-nos estabelecer uma hierarquia para os diferentes poliuretanos estudados. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The use of polyurethane in the mineral industry is in process of market expansion. In its main use, belt cleaners and scraper, this polymer has shown a good wear resistance when it effects the cleanness of conveyor belt. This work is an attempt of if knowing the different wear mechanisms through the abrasion test searching to correlate them with typical situations such as the blade of the belt cleaners. The results of the experiments had allowed to evidence the properties of polyurethane under the point of view of the wear, as well as had suggested to establish a hierarchy for the different studied polyurethane.

Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-06T16:03:23Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoFadigaTermo.pdf: 7242375 bytes, checksum: 060dcf26d497b5b6e84c7caa9beaf244 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T22:09:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoFadigaTermo.pdf: 7242375 bytes, checksum: 060dcf26d497b5b6e84c7caa9beaf244 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T22:09:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoFadigaTermo.pdf: 7242375 bytes, checksum: 060dcf26d497b5b6e84c7caa9beaf244 (MD5) Previous issue date: 2008 / O presente estudo constitui na análise de falha e na caracterização microestrutural e comportamental de um aço empregado em segmentos de mandril de bobinadeira de um laminador de tiras a quente. A análise de falhas envolveu os procedimentos convencionais para avaliação das causas de fratura do componente estrutural, notadamente análise macroscópica e microfratográfica da fratura, assim como a checagem das especificações para o aço. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia ótica e difratometria de raios-X. A avaliação comportamental envolveu ensaios de tenacidade à fratura (integral J e curva de resistência), ensaios de crescimento de trinca por fadiga, e uma tentativa de simulação de comportamento real do aço, através de ensaios com aplicação de ciclos térmicos. O processo de degradação do material foi caracterizado como sendo de fadiga térmica. O aço apresentou um comportamento mecânico relativamente frágil, indicando a possibilidade de substituição por outro material mais tenaz. A simulação de fadiga térmica foi insuficiente para iniciar o trincamento no material estudado. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This study is based on analysis of failure and microstructural and behavioral characterization of a steel used in coiler mandrel segments of hot strip mill. The failures analysis involving the conventional procedures for assessing causes of fracture of the structural component, especially macroscopic and microscopic analysis of the fracture as well as checks in the steel specifications. The microstructural characterization was carried out by optical microscopy and X-ray diffraction. The evaluation involved behavioral tests of the fracture toughness (J integral and resistance curve), testing for crack growth caused by fatigue, and an attempt to simulate the actual behavior of steel, through testing with application of thermal cycles. The material degradation process was characterized as being of thermal fatigue. The steel mechanical behavior showed a relatively weak, indicating the possibility of change by other materials more tenacious. The thermal simulation fatigue was insufficient to start the crack in the material studied.

Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2013-09-06T21:47:58Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ AvaliaçãoPráticaQualidade.pdf: 4726274 bytes, checksum: 13d15b6c1be10e8600ba867f303479e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2013-10-10T15:41:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ AvaliaçãoPráticaQualidade.pdf: 4726274 bytes, checksum: 13d15b6c1be10e8600ba867f303479e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-10T15:41:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ AvaliaçãoPráticaQualidade.pdf: 4726274 bytes, checksum: 13d15b6c1be10e8600ba867f303479e1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Foram estudados via modelamento físico, os efeitos da velocidade no menisco do Molde; geometria do molde; profundidade de imersão da SEN, geometria e inclinação dos furos da válvula submersa sobre a estabilidade do fluxo de aço na região do menisco do molde de LC e suas possíveis influências sobre defeitos advindos de arraste de pó fluxante e a presença do defeito Trinca longitudinal. Os dados experimentais foram agrupados para cálculo do parâmetro F, definido a partir da velocidade de impingimento e profundidade de impacto contra a face estreita do Molde e do ângulo de saída do jato, que foram medidas utilizando a técnica PIV. Resultados de qualidade internos à Gerdau Usina Ouro Branco e informados por clientes desta permitiram correlacionar defeitos em aços das famílias médio carbono e peritético com valores do parâmetro F. Os resultados mostraram que o valor F tende a diminuir com o aumento da imersão e do ângulo da porta de saída da válvula submersa. Na análise de dados industriais, levando em consideração o parâmetro F e a freqüência de defeitos, encontrou-se uma concentração destes na faixa de 5,0 a 7,0 N/m, o que sugere especificar a produção via Lingotamento Contínuo de Placas fora desta faixa. Em relação ao defeito Trinca Longitudinal quanto ao seu grau de severidade, o parâmetro F não explica todos seus aspectos, pois, a variável transferência de calor no Molde não é contemplada na sua formulação. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: A physical model of a continuous casting mold has been used in order to evaluate the influence of steel velocity at the meniscus, mold geometry, immersion depth of the SEN, geometry and inclination of the SEN outlets on the stability of steel flow in the meniscus region and its possible influence in regard to defects related to mold powder flux and longitudinal cracks. Values of F parameter, defined by the impact velocity at the narrow face, depth of impact at the narrow face of the mold and the exit angle of the steel stream have been assessed. Data regarding steel internal quality as reported by Ouro Branco Gerdau’s steel plant customers have been correlated to defects in medium and peritetic carbon steels through the F values. F values tend to decrease with increasing immersion and angle of the outlet port of the SEN. Analysis of industrial data has shown a higher defect frequency for F values ranging from 5.0 to 7.0 N / m. The F parameter is not capable of explaining all the aspects related to longitudinal crack level of severity since the variable heat transfer in the mold is not included in its formulation.

Neste trabalho foram realizadas as moagens da cinza pesada de carvão mineral nos tempos de 2h, 4h, 8h, 16h, 32h e 64h para desenvolvimento do compósito Cinza- 20Fe contendo 80% de cinza pesada moída e 20% de pó de ferro. As amostras foram compactadas com diferentes pressões, variando entre 300 a 400 N/mm2 e posteriormente sinterizadas a 1500 °C, seguindo as etapas da metalurgia do pó convencional. A determinação do tamanho de partículas das amostras após a moagem foi realizada por difração a laser. A análise microscópica mostrou que com o aumento do tempo de moagem resultou em uma maior deformação e/ou fragmentação das partículas. A microestrutura dos corpos de prova e a homogeneidade da cinza nos diferentes tempos de moagem foram avaliadas utilizando-se Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Em seguida foi feita a compactação e obteve-se a curva de compressibilidade. Também determinou-se a densidade aparente e a densidade à verde. Realizou-se a sinterização e foi verificada a densidade das amostras sinterizadas. Mediu-se a microdureza, realizouse o ensaio de MEV e EDS da amostra sinterizada. Os melhores resultados para o compósito Cinza-20Fe foram conseguidos para o tempo de 32 horas de moagem, onde foi obtida uma boa densificação. Tempos de moagem maiores que 32 horas foram prejudiciais nas propriedades do material. Os resultados mostraram que não é possível a obtenção de compósitos a partir da cinza pesada. / In this work the miling of coal bottom ash was performed in times of 2h, 4h, 8h, 16h, 32 h and 64 h for the development of ash - 20Fe composite containing 80% bottom ash and 20 % milled iron powder. Samples they were compressed with a pressures ranging from 300 to 400 N/mm2 and then sintered at 1500°C, following the steps of conventional powder metallurgy. The determination of the particle size after grinding of the samples was performed by laser diffraction. Microscopic analysis showed that with increasing milling time resulted in a greater deformation and / or fragmentation of the particles. The microstructure of the specimens and the homogeneity of the ashes in different milling times were evaluated using Scanning electron microscope (SEM). Then the compression tests was permormed and the curve was obtained. We also determined the apparent density and the green density. Sintering was performed and the density of the sintered samples. Microhardness, SEM and EDS test analyses of the sintered samples were performed. The best results for the composite ash- 20Fe was achieved for the time of 32 hours grinding, which achieved a good densification . Times greater than 32 hours of milling were detrimental to the properties of the material. The results showed that it is not possible to obtain composites from bottom ash.

Foi investigada a influência de elementos de liga como o Cromo, o Níquel, o Carbono e o Nitrogênio no intervalo de solidificação de um aço inoxidável martensítico fundido do tipo CA6NM. Este tipo de aço, utilizado na fundição de peças de grande porte, é bastante utilizado pela sua ótima resistência ao impacto, e boas propriedades contra corrosão em meio aquoso. Além disso, este aço possui ótima fundibilidade, tendo como principal característica seu reduzido intervalo de solidificação, o que torna diminutos os defeitos relacionados a este fenômeno. Resultados obtidos por cálculos termodinâmicos utilizando-se o Thermo-calc sugeriram forte dependência deste parâmetro em relação ao teor de Carbono (0,018%C a 0,044%C), com o intervalo de solidificação variando de 25°C a 43°C no intervalo de composições definidos pela norma como aceitáveis para a liga. Os outros elementos de liga analisados, segundo os cálculos termodinâmicos, não demonstraram influência significativa dentro das faixas toleradas pela norma. Foram fundidas 13 amostras com as composições químicas simuladas no Thermo-calc, e seus intervalos de solidificação foram investigados por análise térmica diferencial (DTA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Contrariando os resultados do Thermo-calc, a influência do Carbono não foi comprovada, não havendo variação do intervalo de solidificação entre as amostras. Para confirmar os resultados de análise térmica, as amostras desta técnica foram analisadas por metalografia, não sendo observado qualquer tipo de reação no material ensaiado (descarbonetação, oxidação, etc). / The influence of alloying elements like Chromium, Nickel, Carbon and Nitrogen on the solidification interval on a CA6NM martensitic stainless steel casting was investigated. This steel class, mainly used on large castings, applies due to the fact that it has very good impact resistance, and satisfactory corrosion properties. Besides that, this stainless steel class has excellent castability, having as an important characteristic its reduced solidification interval, diminishing the tendency for solidification defects. The results obtained by thermodynamic calculations using Thermo-calc package have suggested a strong influence of the Carbon content on the solidification interval (25°C a 43°C) when the carbon content is varied within the range allowed by the alloy standard (0,018%C to 0,044%C). Other alloying elements, according to the thermodynamic calculations, have no influence over the solidification interval. Thirteen samples were cast based on the simulated chemical compositions and their solidification interval was investigated by differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC). Contrary to the thermodynamic calculations, no influence of Carbon was observed on the solidification interval. In order to confirm the thermal analysis results, metallographic tests were performed on the DTA samples, with no observation of any unusual reaction on them, like oxidation or decarburizing.

Este trabalho consiste em uma pesquisa experimental comparativa entre o zircônio puro e a liga comercial de aplicação nuclear Zircaloy-4, com ênfase nas características de encruamento, recristalização e textura cristalográfica. Foram utilizadas várias técnicas complementares de análise microestrutural tais como microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura com análise química de microrregiões por dispersão de energia de raios X característicos, difração de raios X, calorimetria exploratória diferencial, medidas de dureza e de condutividade elétrica. Para as determinações de macrotextura foi utilizado um goniômetro dedicado de raios X. No estado como recebido, enquanto o zircônio puro apresentava grãos recristalizados com diâmetro médio de aproximadamente 50μm, a liga apresentava granulação alfa em plaquetas grosseiras com diâmetro médio do pré-grão beta de aproximadamente 1,1mm. Experiências de laminação e a determinação de curvas de limite de redução sem a presença de trincas em função da temperatura mostraram que enquanto o zircônio puro apresentou níveis altos de plasticidade na temperatura ambiente, a liga Zircaloy-4 apresentou baixa ductilidade e muitas trincas. As ductilidades dos dois materiais, especialmente da liga Zircaloy-4, aumentaram significativamente a partir de 300°C. A 500°C as ductilidades de ambos são idênticas. Utilizando-se deformações e recozimentos diferenciados foram obtidas tiras de mesma espessura, com grãos equiaxiais e diâmetros médios de grão de aproximadamente 9µm para os dois materiais. Os estudos de recristalização revelaram que, enquanto para o zircônio puro a recuperação contribui significativamente para o amolecimento, no caso da liga Zircaloy-4, o amolecimento ocorre quase que exclusivamente por recristalização. As temperaturas de recristalização do zircônio puro foram mais baixas que as da liga. Os átomos de soluto em solução sólida foram responsáveis pelos dois efeitos concorrentes; aumento da energia armazenada na deformação e aumento da resistência à recristalização. Além da caracterização microestrutural mencionada, foram realizadas determinações de textura cristalográfica para os dois materiais em diferentes condições. Com relação às texturas de laminação do zircônio puro, para uma mesma temperatura, em cerca de 50% de redução a textura de laminado a frio {1 1 2 2} já estava plenamente formada e se alterou muito pouco a partir desta redução, até cerca de 90%. Com o aumento de temperatura de deformação para a mesma redução, a textura de laminado a frio se manteve estável até 300°C. A amostra de Zircaloy-4 preparada para possuir um tamanho de grão de 9 m tinha uma textura próxima de {0 0 0 2} , demonstrando que os tratamentos térmicos e mecânicos utilizados para obtenção dessa amostra foram eficientes na redução da textura de laminado a frio {1 1 2 2} . Recozimentos com duração de uma hora a 550 e 575°C, tanto em zircônio puro como na liga Zircaloy-4, foram suficientes para provocar recristalização estática. A 600°C, uma mudança na orientação cristalográfica foi verificada em Zircaloy-4, tendendo a {0 0 0 2} , enquanto em zircônio puro os planos basais continuam estáveis. O uso de funções de distribuição de orientação cristalográfica (FDOC) auxiliaram na detecção de um segundo grupo orientado, que tende à orientação {1 0 1 1} , além do grupo que reforça as fibras D0 e Rf . A mudança de textura ocorreu durante o crescimento de grão em ambos os materiais. De um modo geral, os resultados mostraram que o zircônio puro tende a ser mais suscetível à recristalização e ao crescimento de grão do que a liga Zircaloy-4. Entretanto, tanto zircônio como a liga são resistentes à modificação de textura, sendo que esta ocorreu principalmente com o crescimento de grão, em temperaturas após a completa recristalização primária. / This work shows a comparative experimental research between pure zirconium and the nuclear-grade zirconium alloy Zircaloy-4. This work emphasizes the characteristics of strain hardening, recrystallization, and crystallographic texture. Was used several complementary techniques for microstructural analysis such as optical microscopy, scanning electron microscopy with chemical analysis (EDS), X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, indentation hardness and electrical conductivity. For measurements of macrotexture was used a dedicated X-ray goniometer. In the as received state, while pure zirconium showed grains recrystallized with an average diameter of about 50µm, the alloy had rough alpha plates with average diameter of beta pregrain of about 1,1mm. Rolling experiments and determination of reduction limit curves without cracks as a function of temperature showed that while zirconium pure showed high levels of plasticity at room temperature, the alloy zircaloy-4 showed low ductility and many cracks. The ductilities of the two materials, mainly zircaloy-4, significantly increased from 300°C. At 500°C, the ductilities were identical. Using different strains and annealing were obtained strips of equal thickness, with equiaxed grains and grain average diameters of about 9µm for both materials. Recrystallization studies revealed that recovery contributes significantly to softening of pure zirconium. In the case of the alloy zircaloy-4, the softening occurs almost exclusively by recrystallization. The temperature of recrystallization of the pure zirconium were lower than the alloy. The solute atoms in the solid solution were responsible for the two competing effects, the increase of the strain energy stored and the increasing of recrystallization resistance. Crystallographic texture measurements were made for both materials under different conditions. With respect to the rolling textures of pure zirconium, in about 50% reduction of the cold-rolled texture {1 1 2 2} was already fully formed and changed very little from this reduction to about 90%. With the increase of temperature strain to the same reduction, texture cold rolled remained stable up to 300°C. The sample of zircaloy-4 prepared to have a grain size of 9m had a texture close to {0 0 0 2} , demonstrating that the thermal and mechanical treatments used to obtain this sample were effective in reducing texture of cold-rolled {1 1 2 2} . One hour annealings at 550 and 575°C, in pure zirconium and Zircaloy-4, were suffcient to cause static recrystallization. At 600 °C a change in crystallographic orientation was seen in zircaloy-4, tends to {0 0 0 2} , while in pure zirconium the basal planes remains stable. The use of orientation distribution functions (ODF) aided in the detection of a second oriented group, which tends to orientation {1 0 1 1} , besides the group that reinforced D0 and Rf fibers. The change in texture occurred during the grain growth in both materials. In general, the results showed that pure zirconium tends to be more susceptible to recrystallization and grain growth than Zircaloy-4. Nevertheless, Both zinconium and Zircaloy-4 are resistant to texture changes. The texture changes occurred mainly in grain growth, at temperatures after complete recrystallization.

Neste trabalho foram realizadas as moagens da cinza pesada de carvão mineral nos tempos de 2h, 4h, 8h, 16h, 32h e 64h para desenvolvimento do compósito Cinza- 20Fe contendo 80% de cinza pesada moída e 20% de pó de ferro. As amostras foram compactadas com diferentes pressões, variando entre 300 a 400 N/mm2 e posteriormente sinterizadas a 1500 °C, seguindo as etapas da metalurgia do pó convencional. A determinação do tamanho de partículas das amostras após a moagem foi realizada por difração a laser. A análise microscópica mostrou que com o aumento do tempo de moagem resultou em uma maior deformação e/ou fragmentação das partículas. A microestrutura dos corpos de prova e a homogeneidade da cinza nos diferentes tempos de moagem foram avaliadas utilizando-se Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). Em seguida foi feita a compactação e obteve-se a curva de compressibilidade. Também determinou-se a densidade aparente e a densidade à verde. Realizou-se a sinterização e foi verificada a densidade das amostras sinterizadas. Mediu-se a microdureza, realizouse o ensaio de MEV e EDS da amostra sinterizada. Os melhores resultados para o compósito Cinza-20Fe foram conseguidos para o tempo de 32 horas de moagem, onde foi obtida uma boa densificação. Tempos de moagem maiores que 32 horas foram prejudiciais nas propriedades do material. Os resultados mostraram que não é possível a obtenção de compósitos a partir da cinza pesada. / In this work the miling of coal bottom ash was performed in times of 2h, 4h, 8h, 16h, 32 h and 64 h for the development of ash - 20Fe composite containing 80% bottom ash and 20 % milled iron powder. Samples they were compressed with a pressures ranging from 300 to 400 N/mm2 and then sintered at 1500°C, following the steps of conventional powder metallurgy. The determination of the particle size after grinding of the samples was performed by laser diffraction. Microscopic analysis showed that with increasing milling time resulted in a greater deformation and / or fragmentation of the particles. The microstructure of the specimens and the homogeneity of the ashes in different milling times were evaluated using Scanning electron microscope (SEM). Then the compression tests was permormed and the curve was obtained. We also determined the apparent density and the green density. Sintering was performed and the density of the sintered samples. Microhardness, SEM and EDS test analyses of the sintered samples were performed. The best results for the composite ash- 20Fe was achieved for the time of 32 hours grinding, which achieved a good densification . Times greater than 32 hours of milling were detrimental to the properties of the material. The results showed that it is not possible to obtain composites from bottom ash.

Este trabalho consiste em uma pesquisa sobre aços inoxidáveis ferríticomartensíticos de ativação reduzida (RAFM): EUROFER (9Cr-1W) e ODS-EUROFER (9Cr-1W-0,3Y2O3), envolvendo o encruamento e a recristalização destas duas ligas com o objetivo de estudar a influência de uma dispersão de partículas nanométricas na recristalização de aços inoxidáveis. O conceito de materiais de ativação reduzida é discutido e é apresentada a aplicação destes aços tanto na estrutura de diversor do ITER quanto na primeira parede no módulo de câmara fértil do reator DEMO. As placas, no estado revenido, foram laminadas a frio em um laminador de pequeno porte. As curvas de encruamento de ambos os materiais mostram um comportamento quase linear. Os tratamentos isócronos de uma hora, entre 300 e 750 °C, resultaram curvas de amolecimento que indicam uma forte resistência à recristalização da liga ODS-EUROFER, em concordância com os modelos teóricos. A liga EUROFER-97 apresentou recristalização muito similar a liga comercial 430, mas com maior dureza inicial, devido a maior quantidade de elementos intersticiais. / This work studies reduced activation ferritic-martensitic (RAFM) stainless steels: EUROFER (9Cr-1W) and ODS-EUROFER (9Cr-1W-0,3Y2O3), and their work hardening and recrystallization behaviour to better understand the influence of a dispersion of nanometric particles on the recrystallization process of stainless steels. The concept of reduced activation materials is discussed and the application of these steel alloys, such as in the divertor structure of ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) and as in the DEMO reactor breeding blanket first wall is shown. The plates, in the as-tempered condition, were cold rolled in a laboratory rolling mill. The work hardness curves of both materials presented an approximately linear behavior with strain increase. One hour isochronal treatments, in the temperature range from 300 to 750 °C, resulted in softening curves that indicated a strong resistance to recrystallization of the alloy ODS-EUROFER, supporting the theorical models. The EUROFER-97 recrystallization showed a similar behaviour to the commercial 430 alloy, however with higher initial hardness, due to the larger amount of interstitial elements.

A produção mundial de aço inoxidável nos últimos anos teve o maior crescimento dentre os principais metais usados na indústria. É notável a importância dos processos industriais dos aços inoxidáveis devido ao contínuo desenvolvimento desses materiais, em busca de uma melhor qualidade, com menores custos de produção e de forma sustentável. Uma das formas de obtenção do aço inoxidável é através do processo VOD, que consiste em remover o carbono do aço pela a injeção de oxigênio e reduzindo a pressão parcial do gás (CO) através da aplicação de vácuo. A primeira etapa desse processo é o sopro de oxigênio, onde é importante controlar a pressão do sistema de maneira a promover a menor oxidação do cromo sem ocorrência de transbordamentos de aço e excesso de \"splash\". Atualmente, existem diversas práticas de operação no VOD em que se tem uma redução contínua da pressão de vácuo em conjunto com alterações de outras variáveis durante o sopro de oxigênio, de forma a controlar a reação de descarburação sem perder em excesso, o cromo. O objetivo desse trabalho foi encontrar o tempo de sopro de oxigênio em função do carbono inicial para cada corrida, a partir do qual seja possível reduzir a pressão de vácuo sem causar danos ao processo. Isso porque a geometria da panela e o teor de carbono inicial empregados na Villares Metals S.A. possuem características distintas em comparação com outras plantas, que faz com que seu processo de descarburação seja singular. Nos resultados obtidos é possível confirmar que, operando com pressões de vácuo mais baixas durante o sopro de oxigênio, pode-se evitar perdas desnecessárias de cromo. Além disso, a relação encontrada entre o tempo de sopro e o carbono inicial através de uma equação cinética, pode ser utilizada na determinação do tempo aproximado para redução da pressão de vácuo para cada corrida. Assim se terá uma operação de descarburação mais eficiente em relação à oxidação dos elementos de liga e redução do consumo de oxigênio, de redutores e do tempo de processo, com segurança e economia. / The stainless steel melt shop production growth in the last years was the biggest comparing to the other important metals in the industry. It is noticeable the importance of the stainless industrial process due to its continuous development in order to seek better quality with lower costs and sustainable methods. One of the possibilities to produce stainless is by VOD process, which consists to remove the carbon content by oxygen injection and reducing the partial pressure of (CO) gas through vacuum application. Oxygen blowing is the first step of this process, where it is important to control the chamber pressure in order to avoid the chromium oxidation without steel overflow and excessive splash during process. Currently, different operation practices in the VOD have been applied reducing continuously the vacuum pressure simultaneously with other parameters during oxygen blowing, in the interest of controlling the decarburization reaction avoiding the loss of chromium. The objective of this study was to find the oxygen blowing time according to the initial carbon content for each heat, from which it is possible to reduce the vacuum pressure avoiding damages to the process. The reason of this is due to the ladle geometry and the initial carbon content applied on the Villares Metals process have special characteristics comparing to other plants, which make its process singular. On the results achieved, it is possible to confirm that, operating in lower vacuum pressure during oxygen blowing, it is possible to avoid unnecessary chromium losses. Moreover, the ratio found out between the blowing time and the initial carbon content through a kinetic equation, can be applied to determine the estimated time to reduce the vacuum pressure for each heat. Therefore, the decarburization process will be more efficient according to the alloy oxidation and save the oxygen consumption, deoxidizers and process time, with safe and reducing cost.