Com o intuito de minimizar os defeitos superficiais em tarugos do lingotamento contínuo, realizou-se o estudo do comportamento das variáveis de oscilação frente aos defeitos superficiais tipo trincas transversais. Buscou-se ao longo deste trabalho, caracterizar as diferentes condições de oscilação em modo de operação diferenciado, com frequência e tempo de estripamento negativo constante em função da velocidade de lingotamento. Foram avaliadas as características físicas e químicas da região no entorno das marcas de oscilação, identificando a distância, profundidade e largura das marcas. As análises utilizadas foram macrografia, micrografia e ensaio não destrutivo de partículas magnéticas nos tarugos e no produto laminado. Os resultados mostram que elevados tempos de estripamento negativo formam marcas mais profundas que, por consequência, impactam na nucleação de sítios de fragilidade para a propagação de trincas transversais. Foi caracterizada a microestrutura das marcas onde foi possível evidenciar a formação dos ganchos e verificar a presença de elementos danosos à qualidade do produto. / In order to minimize surface defects in continuous casting billets the behavior of the variables compared to the oscillating surface defects – transversal cracks – was carried out. It was tried to characterize the different conditions of oscillation (frequency and negative strip time) dependent on the casting speed. It was evaluated the physical and chemical characteristics in the vicinity of the oscillation marks, identifying the distance, depth and width of marks. The analyses used were macrograph, micrograph and non-destructive testing of magnetic particles on billets and rolled products. The results show that highly negative strip time will cause deeper marks and consequently impact in nucleation sites of fragility for propagation of transversal cracks. It was characterized the microstructure of oscillation marks where it was possible to observe the formation of hooks and verify the presence of harmful elements to quality.

The properties of weakly bonded soil have been studied experimentally, mainly by an extension of recent work on artificial bonded sand. Higher stresses were used to fully examine yield of this soil when at denser states. Triaxial equipment applying confining pressures of 3.5 MPa and a belt for measuring radial strain on triaxial soil samples were developed. The influence of saturation procedures on test results was investigated. A new loading arrangement has been used and comparative studies carried out to evaluate its influence. The new arrangement improves the stress distribution in the sample and the quality of the conventional strain measurements taken platen to platen. It also reduces premature failure of tbe sample due to non-uniform stresses. Two natural materiais with some degree of cementation were also tested: the Corinth marl (a soft carbonaceous rock from Greece) and the Chemususu Dam soil (a red lateritic soil from Kenya). Both materiais have similar characteristics to the artificial soil when tested in triaxial compression. The bonded soils have shown a characteristic variation of stiffness with confining pressure. As the pressure is increased the secant initial stiffness increases initially but, at some treshold value of confining stress, show stabilization or even a drop on its absolute value, depending on the initial void ratio and the strength of the bonding. The bonded soils have a curved yield locus which is coincident with the failure envelope at low stresses. The failure envelope in the low stress region is dependent of the stress path, being lower for conventional drained compression tests.

O presente trabalho trata da estabilização química de uma areia do litoral do Rio Grande do Sul com cinza volante e cal, e ainda cimento de alta resistência inicial como aditivo de cura rápida. Estudou-se quatro misturas compostas com estes materiais. Realizou-se ensaios de resistência à compressão simples, compressão diametral: módulo de resiliência e resistência à tração, com objetivo de verificar as características e o comportamento mecânico das misturas. Além desses ensaios, procedeu-se também, a realização do ensaio de fadiga à flexão, com uma das misturas estudadas. A partir da utilização do programa computacional ELSYM 5 realizou-se uma análise paramétrica, com os dados obtidos nos ensaios laboratoriais, variando-se a espessura da base e os módulos de resiliência da base e do subleito. Finalmente, apresenta-se uma metodologia de dimensionamento preliminar de pavimentos com camada de base de material cimentado, com uma camada de 5 em de revestimento asfáltico, onde relaciona-se a vida de fadiga com a espessura da base, para di versos módulos de resiliência da base e do subleito. / This work presents the results of a research on the stabilization o f sand wi th lime and fly ash. Four compacted mixtures were tested, two of them also including high initial strength cement. Besides unconfined compression strength tests, diametral compression tests (resilient modulus and tensile strength) were carried out, in arder to characterize the mixtures and determine their mechanical behavior. Specimen of one of the mixtures were also submi ted to flexural fatigue tests. A parametric analisys, where different base layer thickness and resilient modulus values were adopted, was performad with help of ELSYM 5 software, using laboratory test resuslts. Finally, a preliminary method is presented with the purpose o f designing pavements wi th stabilized base layers, considering a 5 em asphal t concrete wearing course. Fatigue life is related to the base layer thickness for the several base layer and subgrade resilient modulus adopted.

Os aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) são aços destinados a diversas aplicações estruturais e apresentam resistência mínima especificada de 550 MPa. Estes aços apresentam baixo teor de carbono e contêm pequenas quantidades de elementos de liga para que possam alcançar a resistência especificada no processo de laminação controlada. Dentre os aços ARBL, destaca-se o S700MC, que pertence à classe dos microligados. É um aço de alta resistência, baixo carbono e baixa liga, sendo que a sua alta resistência deriva do refinamento de grão, transformação de fase e endurecimento por precipitação (precipitados de Ni, Ti e ou V). O processamento deste aço envolve laminação controlada sendo exigidos os seguintes requisitos no produto final: boa soldabilidade, bom comportamento em dobramento, boas propriedades de fadiga e boa tenacidade. Diferentes composições de aços S700MC têm sido desenvolvidas, pois dependendo da composição do aço, os parâmetros de laminação controlada (temperatura final de laminação, temperatura inicial de resfriamento, temperatura final de resfriamento, etc.), para se obter a microestrutura e propriedade mecânica desejada, podem ser diferentes. A microestrutura ferrítica-perlítica convencional dos aços ARBL tem sido substituída nesta classe de aços por microestruturas bainíticas. Muitas vezes a bainita formada é considerada “não-tradicional”, devido à uma mistura de produtos de tranformação, gerando uma certa discussão para a terminologia adequada. Aços com microestrutura bainítica são desejáveis devido ao seu favorável balanço de tenacidade e resistência mecânica mais elevada que nos aços ARBL convencionais. Deste modo, o objetivo deste estudo foi avaliar as microestruturas produzidas (preferencialmente bainíticas) em aços da classe S700MC, desenvolvidos com composições diferentes. Estas microestruturas devem conferir a combinação de propriedades desejada através do controle de parâmetros de tratamento térmico, caracterizando-se as transformações de fase envolvidas. Para alcançar este objetivo, foi aplicada a técnica de dilatometria. Esta técnica é eficaz no estudo das transformações de fase no estado sólido que ocorrem nos aços quando XVIII submetidos a tratamentos térmicos, mostrando a evolução dessas transformações através das mudanças dimensionais do material. Neste trabalho três tipos de aço da classe S700MC foram ensaiados em dilatômetro, aplicando-se dois ciclos térmicos diferentes, com o objetivo de se verificar: a influência da taxa de aquecimento nas temperaturas de transformação de fase, Ac1 e Ac3 (variando a taxa de aquecimento: 1, 10, 50 e 100°C/s) e as transformações de fase ocorridas durante o resfriamento (variando as taxas de resfriamento: 0,2, 1, 5, 10, 25, 50, 100 e 200°C/s). Após os ensaios no dilatômetro foi realizada uma caracterização microestrutural nos corpos-de-prova bem como medições de microdureza. Os materiais apresentaram evolução microestrutural semelhante, porém com formação de morfologias complexas. Os resultados mostraram que determinadas taxas de resfriamento aliadas a outros fatores, desenvolvem microestruturas mais favoráveis à obtenção de alta resistência mecânica. / High strength low alloy (HSLA) steels are intended for various structural applications and have specified minimum strength of 550 MPa. These steels have low carbon content and contain small amounts of alloying elements so that they can reach the strength specified in the process of controlled rolling. Among the HSLA steels, is the S700MC, which belongs to a class of microalloyed. It is a high strength steel and low alloy, where its high strength derives from the grain refinement, phase transformation and precipitation hardening (precipitation of Ni, and Ti or V). The processing of this steel involves controlled rolling, the following requirements being demanded in the final product: good weldability, good behavior in bending, good fatigue properties and good toughness. Different compositions of S700MC steels have been developed, because depending on steel composition, the parameters of controlled rolling (final temperature of rolling, initial temperature of cooling, end temperature of cooling, among others), to obtain the microstructure and mechanical property desired, may be different. The conventional ferritic-pearlitic microstructure of HSLA steels have been replaced in this class of steels for bainitic microstructures. Very often, the bainite formed is classified "non-traditional" due the misture of transformation products, developing a discussion about the correct terminology. Steels with bainitic microstructure, are desirable for their favorable balance of toughness and mechanical strength higher than conventional HSLA steels. Thus, the target of this study was to evaluate the microstructures produced (preferably bainitic) in steels of S700MC grade, developed with different compositions. These microstructures should confer the combination of desired mechanical properties, by controlling the parameters of heat treatment and including characterizing the phase transformations involved. To achieve this goal, we applied the technique of dilatometry. This technique is effective in the study of phase transformations in solid state which occur in steels when submitted to heat treatments, showing the evolution of these changes through the changing dimensions of the material. XX At this work, three kinds of S700MC grade were performed in the dilatometer applying two sets of thermal cycle to analyse: the influence of heating rate on the temperatures of phase transformation, Ac1 and Ac3 (changing the heating rate:, 1, 10, 50 and 100°C/s) and the phase transformations during cooling (changing the cooling rate: 0.2, 1, 5, 10, 25, 50, 100 and 200°C/s). After the tests in the dilatometer, was performed a metallographic characterization of each test piece and microhardness measurements. The materials presented similar microstructural, however with the formation of complex morphologies. The results showed that certain cooling rates combined with other factors develop microstructures more favorable to obtain high mechanical strength.

Estudou-se a atuação do metavanadato de sódio como inibidor da corrosão do aço ABNT 1006 em soluções aquosas neutras, arejadas e desarejadas, na presença e na ausência de íons cloreto, à temperatura ambiente. Utilizou-se como parâmetros de avaliação ensaios de imersão em circuito aberto, curvas de polarização potenciostística, curvas cronogalvanométricas e curvas de variação do potencial de corrosão com o tempo. Observou-se que o vanadato pode inibir a corrosao do aço em concentrações tão baixas quanto 20 ppm, porém sua ação é extremamente dependente de frestas e bordas do corpo de prova. O efeito inibidor estã relacionado ao oxigênio dissolvido, em presença do qual o vanadato desloca o potencial de coE rosão do aço para dentro da zona passiva. O íon cloreto pode provocar o rompimento localizado do filme passivo; quando is to ocorre, o potencial de pite torna-se mais anódico com o aumento na concentração de inibidor. / Sodium metavanadate was evaluated as a corrosion inhibi tor to ABNT 1006 steel in neutral aqueous solutions, at room temperature. Weight loss measurements, polarization curves, current- time transients and potential/time curves were made on specimens exposed to both aerated and deaerated containing vana date solutions. A concentration as low as 20 ppm sodium metavanadate can inhibit corrosion, but inhibition is extremely dependent on crevices and holes or borders of specimen. In order to be ef fective as inhibitor, vanadate requires the presence of oxigen in the solution to prevent corrosion. A potential in the passive region is observed when inhibition is achieved. Chlo ride ion causes pitting of steel in vanadate solutions; pitting potential increases as the inhibitor concentration isin creased.

No presente trabalho verificou-se a viabilidhde do uso de ensaios eletroquímicos para avaliar revestimentos de Óleos na proteção do aço ABNT 1010 contra a corrosão. Curvas de polarização potenciostáticas, curvas de potencial versus tempo e ensaios de câmara de umidade, de nevoa salina e so2 foram feitas com aço revestido com diferentes óleos. Constatou-se que curvas de polarização podem 9er empregadas como uma técnica auxiliar aos ensaios de camaras, e que algumas divergências entre os resultados estão ligadas as diferentes condições de ensaio e sua influência sobre estes revestimentos. Por estes testes notou-se que a presença do revestimento tornou o potencial de corrosao mais nobre e, em alguns casos, houve sensível redução da densidade de corrente crítica de passivação. Estes fatos também foram verificados com a adição de lanolina ao Óleo. A polarização e a natureza da solução eletrolítica exercem uma forte influência no comportamento do revestimento. O efeito inibição, proporcionado pelos óleos, foi mais significativo que a barreira em todos os ensaios. / The present work verified the viabi1ity of the use of e1ectrochemica1 tests to eva1uate oi1 coating in the protection of ABNT 1010 stee1 against corrosion. Potenciostatic po1arization curves, potential versus time curves, and humidity, salt spray and su1fur dioxide chamber tests were made with stee1 coated with differents oils. It was verified that polarization curves can be used as an auxi1iary technique to chamber tests, and that some divergences among the results are connected to differences, in test conditions and to their influence on oil coatings. In the polarization curves it was observed that the presence of the coating shifted the corrosion potential of the steel in the noble direction. In some cases, there was a great reduction in the passivation critical current density. These facts were also verified with the addition of 1anolin to the oil. The polarization have a strong influence on the coating behaviour. The inhibition effect enab1ed by oils was more important than the barrier effectinall tests.

Atualmente as indústrias estão desenvolvendo os processos de fabricação com ferramentas de gestão e recursos tecnológicos avançados, visando a redução nos custos internos e aumento na competitividade. A aplicação de programas computacionais como ferramenta de apoio na redução dos custos muitas vezes é inevitável. Cada vez mais o mercado consumidor está exigindo soluções eficazes com preços baixos. No presente trabalho foram realizados ensaios Jominy em corpos de prova fabricados com aço baixa liga da classe ABNT/SAE 4140. Nos ensaios executados foram utilizadas três temperaturas de austenitização diferentes, buscando verificar a influência destas na microestrutura e dureza dos corpos de prova ensaiados. Através dos ensaios realizados foram disponibilizadas equações matemáticas que poderão ser utilizadas em rotinas numéricas que ajudarão na previsão das propriedades mecânicas e metalúrgicas dos materiais tratados em função da distância da extremidade resfriada e da temperatura de austenitização. De maneira geral, os resultados apresentados mostram uma influência das temperaturas de austenitização utilizadas nas propriedades mecânicas e metalúrgicas do material ensaiado. / Nowadays the industries are improving the manufacturing process with management tools and using technological resources, seeking internal costs decrease and consequently competitive increase. The software application as a support tool is inevitable. The market is demanding efficient solutions with low prices. In this paper Jominy tests were performed in sample manufactures with ABNT/SAE 4140 steel. During these tests three different temperatures were performed, seeking to verify their impact on both hardness and microstructure. This information obtained along the tests can be used to create numerical routines to predict the mechanical and metallurgical properties of treated material as a function of Jominy length and austenitization temperature. In general, the results showed an influence of the austenitization temperatures on the mechanical and metallurgical properties of the material.

A temperabilidade de um aço pode ser definida como a capacidade de obter martensita. Para a determinação da temperabilidade, um dos ensaios que pode-se utilizar é o ensaio de temperabilidade Jominy. O ensaio Jominy prático além de ter um custo agregado devido a todo o processo de preparação das amostras até a obtenção dos resultados, o mesmo possui certo tempo de preparação e execução, o que pode impactar diretamente no prazo de entrega do produto ao cliente. Para diminuir-se o tempo de execução do ensaio, uma das formas é analisar várias corridas produzidas e através delas gerar um modelo matemático em que os resultados Jominy sejam gerados por regressão linear múltipla. Para aços ao boro, a temperabilidade torna-se um fator determinante, devido à influência que o elemento mencionado exerce na composição química do aço. O estudo foi realizado comparando a influência da temperabilidade em aços ao boro DIN20MnCr5 Mod. e DIN38B3. Busca-se obter, através dos resultados de Jominy prático, a validação do modelamento da temperabilidade teórica, e através dos modelamentos gerados avaliar a influência do coeficiente do elemento Boro correlacionando o mesmo com o tamanho do grão austenítico. Espera-se encontrar para microestruturas com grãos austenítico refinados uma menor temperabilidade e para microestruturas com tamanho de grãos austenítico maiores, uma maior temperabilidade. O presente trabalho discute o efeito do coeficiente do elemento Boro encontrado nos modelos gerados por regressão linear na temperabilidade teórica dos aços citados, correlacionando o comportamento do tamanho de grão austenítico frente aos resultados. / The hardenability of steel can be defined as the ability to obtain martensite. To determine the hardenability, a test that can be used is the Jominy test. The Jominy test practical have an aggregate cost because of the whole process of sample preparation to obtain the results, which can directly impact the delivery of the product to the customer. Is to decrease the execution time of the test, one way is to analyze various heats produced and through them to generate a mathematical model in which the Jominy results are generated by multiple linear regression. For boron steels, hardenability becomes an important factor, due to the influence that the element has mentioned in the chemical composition of steel. The study was conducted comparing the influence of hardenability of boron steels and DIN38B3 DIN20MnCr5 Mod. This work discusses the effect of the coefficient of the element boron found in the patterns generated by linear regression on the hardenability of steels theoretical cited by correlating the behavior of the austenitic grain size compared to the results.

O equipamento de conepenetrometria foi utilizado em um programa de investigação geotécnica realizado no campo experimental da UFRGS em Cachoeirinha, RS. O ensaio de cone elétrico permite medir a resistência de ponta e atrito lateral, cujos valores são registrados de forma contínua em microcomputador. No presente trabalho os valores medidos foram utilizados com o objetivo de analisar a aplicabilidade do ensaio em solos coesivo-friccionais. A interpretação dos resultados objetivou investigar alguns aspectos relacionados à determinação de propriedades desses solos e a previsão do comportamento de fundações. A utilização do cone elétrico mostrou-se eficiente na determinação da estratigrafia do subsolo. Através da análise do espectro dos sinais medidos no ensaio é possível obter informações quanto ao perfil de resistência do solo, sua variabilidade vertical e espacial. No entanto, as classificações do solo a partir da medida de resistência de ponta (qc) e razão de atrito (FR), freqüentemente utilizadas em solos sedimentares (Schmertmann, 1978; Searle, 1979; Douglas & Olsen, 1981 e Robertson & Campanella, 1983), mostraram-se inapropriadas quando aplicadas a solos coesivo-friccionais. A determinação de propriedades de resistência através de ensaios de penetração não pode fazer uso de correlações usualmente adotadas na prática de engenharia de solos sedimentares, uma vez que a resistência ao cisalhamento dos solos coesivo-friccionais é expressa em termos de duas variáveis: ângulo de atrito interno e intercepto coesivo (c). Adotando a hipótese de ângulo de atrito interno constante, obtido através de ensaio de cisalhamento direto inundado, valores de intercepto coesivo (c) foram retrocalculados a partir da resistência de ponta medida no ensaio de cone elétrico (qc) e de formulações baseadas em teorias de capacidade de carga de sapatas. Dentre as formulações analisadas, as proposições de Durgunoglu & Mitchell (1973) e Janbu & Senneset (1974) conduzem a valores de intercepto coesivo da mesma ordem de magnitude dos encontrados em ensaios de cisalhamento direto. Em paralelo, correlações de natureza semi-empírica entre a resistência de ponta do cone (qc) e módulos de elasticidade (correspondente a diferentes níveis de deformação do elemento de fundação) foram estabelecidas. O estudo avalia ainda a aplicabilidade de métodos correntes de previsão de capacidade de carga em fundações profundas e superficiais assentes em solos coesivo-friccionais. Dados de provas de carga executadas no campo experimental foram analisadas com essa finalidade. Os resultados dessa análise indicam que o método de Acki & Velloso (1975) prevê com razoável acuidade a carga total de ruptura enquanto outros métodos testados (Van der Veen & Boresma, 1957; Te Kamp, 1977; Scmertmann, 1978; Philipponat, 1980 e Bustamante & Gianeselli, 1982) superestimam a carga de ruptura. A tensão admissível de sapatas foi estimada através do parâmetro M, razão entre qc e adm. Os valores de M variam de 5,9 a 19,0. A dispersão observada é considerável o que indica a dificuldade de aplicação desta metodologia em projetos geotécnicos. / An experimental programe making use of an electrical cone rig was carried out in the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) geotechnical testing site in the city of Cachoeirinha, province of Rio Grande do Sul, Brazil. The electrical cone test provide a continuous measurement of cone tip resistance and local side friction. The present study is related to the interpretation of electrical CPT data in cohesive-frictional soils. Interpretation of CPT records were used to investigate some aspects of soil properties and foundation behaviour. The electrical CPT proved to be an efficient tool to establish soil stratigraphy, as well as to determine Pedologic horizons. However, soil classification based on cone tip resistance (qc) and friction ratio (FR), used in sedimentary soils (Schmertmann, 1978; Searle, 1979; Douglas & Olsen, 1981 e Robertson & Campanella, 1983), proved to be inappropriated when applied to cohesive-frictional materiais. Determination of strength properties in cohesive-frictional soils through penetration tests cannot make use of correlations for sedimentary soils, once the soil shear strength is expressed in terms of two variables - internai frictional angle and cohesive intercept (c). Among analysed bearing capacity theories, only those proposed by Durgunoglu & Mitchell (1973) and Janbu & Senneset (1974) have demonstrated to be usefull on predicting shear strength parameters since the analytically predicted shear strength parameters is the same order of magnitude as the parameters obtained through direct shear tests. In parallel, semi-empirical correlations between cone tip resistance (qc) and Young's modulus were established. This study have also evaluated the applicability of current design methods for predicting bearing capacity of shallow foundations and piles on cohesive-frictional materiais. Pile and plate loading tests carried out in the experimental site were interpreted. The results of this analysis indicate that Aoki & Velloso method (1975) was the most accurate in the prediction of failure load while other methods (Van der Veen & Boresma, 1957; Te Kamp, 1977; Scmertmann, 1978; Philipponat, 1980 e Bustamante & Gianeselli, 1982) superestimate the ultimate load. Allowable bearing stresses of shallow foundation were estimated through obtainance of parameter M, defined as the ratio of qc and adm. Values of qc/adm range between 5,9 and 19,0; considerable scatter is observed which indicates the difficulty of applying this methodology in geotechnical design.

Nesta dissertação investiga-se o comportamento não saturado de dois solos coluvionares situados na divisa dos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, em um dos trechos do Gasoduto Bolívia-Brasil. Os solos coluvionares amostrados são constituídos por materiais provenientes de derrames básicos da Formação Serra Geral (basalto) e da Formação Botucatu (arenito). O trabalho de pesquisa realizado com esses solos tem seu enfoque dividido em duas partes principais (1) determinação da curva característica dos solos na condição indeformada e (2) análise do potencial de colapso de amostras indeformadas e remoldadas. O programa experimental inclui também ensaios de caracterização física e mineralógica dos materiais. A determinação da curva característica é fundamental para o entendimento do comportamento do solo não saturado, pois representa a capacidade do solo de armazenar água quando submetido a diferentes valores de sucção. As curvas características dos solos coluvionares investigados foram obtidas através de uma nova proposta de ensaio para o método do papel filtro. Os resultados das curvas características exibiram um formato de “sela”, indicando que a microestrutura e a macroestrutura presentes nesses solos têm um papel determinante na entrada e na saída de água dos poros do solo. Um modelo físico e uma hipótese para a variação da área de água nos diferentes trechos da curva característica foram propostos O índice de vazios inicial e a histerese determinaram a forma das curvas características dos solos estudados. Os valores elevados de índices de vazios iniciais, a presença de macroestrutura e microestrutura bem definidas, e a condição não saturada dos solos coluvionares motivaram uma análise do potencial de colapso. O colapso foi analisado através de critérios qualitativos (ensaios de caracterização e índices físicos) e quantitativos (ensaios oedométricos simples e duplo). Os critérios qualitativos e os ensaios oedométricos simples classificam todas as amostras como não colapsíveis. O ensaio oedométrico duplo, em geral, superestima os valores de potencial de colapso para os solos. As amostras remoldadas apresentaram valores de colapso maiores que as indeformadas.