No presente trabalho, a conformabilidade do aço inoxinoxidável AISI 201 foi comparada com o aço inoxidável AISI 304. O aço inoxidável AISI 201 é uma liga baixo níquel ligado com manganês e nitrogênio. Nesse estudo a conformabilidade dos dois materiais foi examinada por meio de ensaios tecnológicos como ensaio de tração, determinação da curva de escoamento, determinação do índice de anisotropia, ensaio Erichsen, dureza, composição química, simulação computacional do processo de estampagem e estampagem dos blanks. O aço inoxidável AISI 201 possui propriedades como limite de escoamento e tensão de ruptura superior as do inoxidável AISI 304. Os dois aços possuem uma similaridade na anisotropia. A máxima altura alcançada no momento da fratura pelo ensaio Erichsen também é semelhante para os dois materiais. O aço inox AISI 201 apresenta uma dureza maior que o inoxidável AISI 304. Na composição química os dois aços apresentam elementos fora do especificado, caracterizando um problema de qualidade na fabricação desses aços. A simulação computacional do processo de estampagem apresentou uma redução de espessura na região mais critica, sem comprometer a estampagem do componente. Uma vez estampadas, obteve-se peças sem indícios de trincas, conforme previsto pela simulação computacional. Os resultados desse trabalho sugerem a possibilidade de utilização do aço inoxidável AISI 201 como opção para substituição ao inoxidável AISI 304, tendo uma observação a ser feita quanto aos cuidados na qualidade durante a fabricação do aço para que atenda os padrões exigidos. / In this study, the formability of stainless steel AISI 201 was compared to stainless steel AISI 304 stainless steel AISI 201 is a low alloy nickel alloyed with manganese and nitrogen. In this study, the formability of the two materials was examined by means of technological tests such as tensile test, determination of the flow curve, determining the anisotropy index, Erichsen test, hardness, chemical composition, computer simulation of the stamping process and stamping of the blanks. Stainless steel AISI 201 has properties such as yield strength and higher breakdown voltage of the stainless steel AISI 304. The two steels have a similarity in anisotropy. The maximum height reached at the time of fracture by Erichsen test is also similar for the two materials. Stainless steel AISI 201 has a hardness greater than the stainless steel AISI 304. In chemistry the two steels have elements outside the specified, featuring a quality problem in manufacturing these steels. A computer simulation of the printing process showed a reduction in thickness in the most critical region, without compromising the component stamping. Once stamped, gave no broken pieces of evidence as provided by the computer simulation. The findings suggest the possibility of use of stainless steel AISI 201 as an option to replace the stainless steel AISI 304, with a point to be made about the care as during the manufacture of steel that meets the required standards.

As recentes descobertas na camada pré-sal da costa brasileira geraram uma série de oportunidades e desafios tecnológicos que deverão ser enfrentados para se garantir o sucesso da exploração e produção de petróleo offshore em águas profundas e ultra-profundas. A alta presença de gás carbônico (CO2) e de gás sulfídrico (H2S) encontrada nas jazidas produzem potenciais efeitos de corrosão e fragilização nos componentes de aço utilizados em sistemas submarinos de produção de petróleo, dentre eles os dutos flexíveis. Esses dutos são submetidos à elevadas cargas geradas devido à lâmina da água profunda, sendo os arames da armadura de tração extremamente solicitados por sustentar os carregamentos. Tradicionalmente, arames da armadura de tração de dutos que irão operar em ambientes contendo H2S (sour) apresentam limite de resistência à tração máximo de 850 MPa, enquanto para ambientes onde esse gás não está presente (sweet), os limites de resistência são consideravelmente maiores podendo chegar a 1400 MPa. Amostras de arames da armadura de tração com limite de resistência à tração de 1400 MPa foram revestidas com alumínio através do processo de aspersão térmica a arco elétrico e a eficiência do revestimento em ambiente corrosivo contendo CO2 e H2S foi avaliada. Essa avaliação envolveu ensaios mecânicos e de caracterização, como medições da rugosidade superficial, análise da porosidade do revestimento, ensaios de dobramento, avaliação da susceptibilidade ao trincamento induzido por hidrogênio e sulfeto, ensaios de fadiga ao ar e corrosão-fadiga. Foi observado que o grau de porosidade do revestimento variou entre 5 e 10% e que a rugosidade superficial do substrato aumentou devido ao jateamento prévio ao processo de revestimento. Esse fato mostrou ser uma das causas principais para a deterioração da vida em fadiga ao ar dos arames revestidos quando comparados com arames sem revestimento, sendo comprovado através de análise por Microscopia Eletrônica de Varredura. Entretanto, para ensaios de corrosão-fadiga em ambiente contendo CO2 e H2S, o desempenho de arames revestidos mostrou-se notadamente superior, onde o acabamento superficial do substrato teve importância secundária. Através de ensaios de dobramento, foi possível verificar a alta capacidade do revestimento em suportar extensa deformação plástica. Através dos ensaios estáticos para se avaliar a susceptibilidade ao trincamento por hidrogênio e sulfeto foi possível verificar uma considerável corrosão da superfície de arames não revestidos devido ao ambiente agressivo. Ademais, uma trinca induzida por hidrogênio foi identificada em uma das amostras de arame sem revestimento, enquanto as amostras revestidas não apresentaram sinal de degradação nem trincamento. / Recent discoveries in Brazil pre-salt layer generated a series of technological opportunities and challenges that must be met to ensure the success of offshore oil exploration and production in deep and ultra-deepwater. The presence of high levels of carbon dioxide (CO2) and eventually hydrogen sulfide (H2S) found in the deposits, produce potential corrosion effects and embrittlement of steel components of subsea systems used in petroleum production, including flexible pipes. These equipments are subjected to high loads generated by deep water condition where tensile armor wires are extremely required for sustaining the loads. Traditionally, armor wires that will operate in environments containing H2S (sour) have maximum tensile strength of 850 MPa, while for environments where this gas is not present (sweet), the tensile strength is considerably larger reaching up to 1400 MPa. Armor wire samples with tensile strength of 1400 MPa were coated with pure aluminum by thermal arc spray process and the effectiveness of the coating in corrosive environment containing CO2 and H2S was evaluated. This evaluation included mechanical and characterization tests, such as surface roughness measurements, coating porosity analysis, bending tests, evaluation of susceptibility to cracking induced by hydrogen and sulfide and fatigue test in air and in corrosive environments. It was found that the coating porosity ranged between 5 and 10% and the substrate roughness increased due to grit blasting prior to the coating process. This fact proved to be one of the main causes for the deterioration of the fatigue life in air of the coated wires when compared with uncoated wires, being proven through analysis by Scanning Electron Microscopy. However, for corrosion fatigue tests in an environment containing CO2 and H2S, the performance of coated wires was found to be markedly higher, where the integrity of the substrate surface had secondary importance. Through bending tests, it was found the high capacity of the coating to support extensive plastic deformation. Static tests to evaluate the susceptibility to cracking by hydrogen and sulfides showed that uncoated armor wire surface corroded considerably due to the aggressive environment. In addition, a crack induced by hydrogen was identified in one of uncoated wire samples, while the coated samples showed no sign of degradation or cracking.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DARROS_Andressa_2013.pdf: 2489179 bytes, checksum: f31dd28ac3f9d3703a4ab312265e2f12 (MD5) Previous issue date: 2013-03-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / The search for new materials in order to alleviate the environmental problems have encouraged the use of raw materials of natural origin to replace, at least partially, to synthetically produced. Vegetable fibers may be used for incorporation into composites of polymer matrices, being renewable, biodegradable and non-toxic. However, generally vegetable fibers exhibit lower mechanical and thermal properties due to the components present in the fiber (cellulose, hemicellulose and lignin) when compared with high performance fibers such as glass fibers and carbon. In general, polymeric matrices can be of three types; thermoset, thermoplastic and thermoplastic biodegradable. In this paper, polymeric matrices and composites of polymer matrices were obtained with the use of random webs of coconut fibers and sisal fibers by compression molding in a hydraulic press. This study involved a comparative study of composites molded polymer matrices with their epoxy resin, polypropylene (PP), and polyhydroxybutyrate (PHB) without fiber. Were performed some types of thermal and mechanical tests for all molded materials. The techniques used were differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) in bending mode, and mechanical tests of flexural and tensile before and after conditioning in air chamber, with temperature and humidity. The results of flexural tests to room temperature for composites of epoxy resin and PHB values were similar in the resistance of materials when compared to the respective polymer matrix without fibers. The composite of PP / sisal fibers showed a higher resistance when compared to PP without fiber, related to good fiber-matrix interaction. Flexural and tensile tests of specimens after the conditioning chamber for acclimatization showed decreases in resistance of all materials, being more pronounced for composites due to high moisture absorption of natural fibers. The results of DMTA before conditioning showed an increase in E' of the composites of epoxy resin as compared to the epoxy resin without fibers, because the fibers restrict the movement of the molecular chains located at the interfacial region. Relative to PP, composite PP / sisal fibers had an E' greater. The PHB without fibers showed a modulus greater than the composites containing coconut fiber and sisal fibers. DMTA analyzes performed on materials post conditioning decreased in modules, due to weakening of the fiber-matrix interactions. / A busca por novos materiais visando amenizar os problemas ambientais têm incentivado a utilização de matérias-primas de origem natural em substituição, pelo menos parcial, às sinteticamente produzidas. As fibras vegetais podem ser utilizadas para incorporação em compósitos de matrizes poliméricas, por serem de fontes renováveis, biodegradáveis e não tóxicas. Entretanto, geralmente, as fibras vegetais apresentam propriedades mecânicas e térmicas inferiores devido aos componentes presentes na fibra (celulose, hemicelulose e lignina), quando comparadas às fibras de alto desempenho, como fibras de vidro e de carbono. Em geral, as matrizes poliméricas podem ser de três tipos; termorrígida, termoplástica e termoplástica biodegradável. Neste trabalho, matrizes poliméricas e compósitos de matrizes poliméricas foram obtidos com a utilização de mantas aleatórias de fibras de coco e de fibras de sisal através da moldagem por compressão em prensa hidráulica. Assim, este trabalho envolveu um estudo comparativo dos compósitos moldados com suas respectivas matrizes poliméricas (resina epóxi, polipropileno (PP), e polihidroxibutirato (PHB)). Foram realizados alguns tipos de análises térmicas e ensaios mecânicos para todos os materiais moldados. As técnicas utilizadas foram a calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) no modo de flexão, e ensaios mecânicos de flexão e de tração antes e pós-condicionamento em câmara de climatização, com temperatura e umidade. Os resultados dos ensaios mecânicos de flexão à temperatura ambiente dos compósitos de resina epóxi e do PHB obtiveram valores similares nas resistências dos materiais quando comparados às respectivas matrizes poliméricas, sem fibras vegetais. viii O compósito de PP/Fibras de sisal apresentou uma resistência mais elevada quando comparado ao PP sem fibras, relacionado a uma boa interação fibra-matriz. Os ensaios de flexão e de tração de corpos-de-prova após o condicionamento em câmara de climatização apresentaram decréscimos nas resistências de todos os materiais, sendo mais acentuados para os compósitos devido a elevada absorção de umidade das fibras vegetais. Os resultados de DMTA antes do condicionamento apresentaram aumento no E dos compósitos de resina epóxi em comparação com a resina epóxi sem fibras, devido às fibras limitarem a movimentação das cadeias moleculares localizadas na região interfacial. Em relação ao PP, o compósito PP/fibras de sisal apresentou um E mais elevado. O PHB sem fibras apresentou um módulo maior que os compósitos contendo mantas de fibras de coco e de fibras de sisal. As análises de DMTA realizadas nos materiais pós-condicionamento apresentaram decréscimos nos módulos, devido ao enfraquecimento das interações fibra-matriz.

Devido à resistência dos fabricantes de automóveis quanto à utilização de engrenagens de FNA estudos tem sido feitos para averiguar o desempenho deste material em engrenagens. Dentro deste contexto esta dissertação tem como objetivos principais o desenvolvimento e construção de uma máquina de ensaios de fadiga de contato em engrenagens e a comparação quanto à resistência ao desgaste de engrenagens cilíndricas de dentes retos fabricadas em aço liga 8620 (cementado e temperado) e em ferro fundido nodular austêmperado (FNA). Estas engrenagens foram fornecidas em dois estados de acabamento superficial (shaving ou por fresamento). O equipamento desenvolvido funciona com o princípio de recirculação de potência e é comumente chamado de FZG. Os experimentos de desgaste têm sido feitos com dois estágios de torque: 135 N.m (running-in) e 302 N.m (steady-state) e as engrenagens são de perfil modificado. Após a realização dos ensaios, foi possível verificar que: (1) a área danificada dos flancos, devido ao fenômeno de pitting, das engrenagens de FNA foi maior do que das de aço AISI 8620; (2) a comparação entre os parâmetros de rugosidade nos estágio de fornecimento e após cada estágio do experimento mostra que as engrenagens com acabamento por shaving apresentam uma melhor distribuição da carga e um menor desgaste, (3) o regime de lubrificação na região do diâmetro primitivo durante os ensaios foi o limite (ou limítrofe) para ambos os processos de fabricação, porém o parâmetro de espessura de filme (λ) é maior para engrenagens fabricadas por shaving, fazendo com que a espessura do filme lubrificante seja maior, (4) o efeito da redução da área resistente aos esforços de contato, devido à presença dos nódulos de grafita, na resistência a fadiga foi evidenciado, porém o acabamento superficial mostrou-se mais relevante do que a distribuição e tamanho dos nódulos. / Due to the resistance of automotive manufactures on apply ADI gear studies have been made to verify the performance of this material. Inside this context this work has a main objective the construction of contact fatigue test machine in gears and the comparison, related to the wear resistance, between spur-gears made of carburized and quenched AISI 8620 low steel and austempered ductile iron (ADI). These gears were supplied in two states of finish surface (by shaving or by machining). The developed equipment functions with the principle of the power recirculation and commonly called FZG. The wear experiments were performed in two stages of torque: 135 N.m (running-in) and 302 N.m (steady-state) and the gears have modified profile. After the accomplishment of the experiments, was possible verify that: (1) The damaged area of flanks, due to the phenomenon of pitting, at ADI gears was bigger than AISI 8620 low-alloy steel gears. (2) The comparisons between the roughness parameter in the supply state and after each period of the experiment shows that gears with surface finish by shaving have better load distribution and minor wear. (3) Lubricant regime at pitch diameter was the boundary for both manufacture process, but the film thickness parameter λ is higher for shaved gears, making the lubricant film thickness has major value, (4) The reduction effect the resistive area of contact due the presence of the graphite nodules in the contact fatigue resistance was evidenced, however surface finishing was more relevant than the distribution and size nodules.

Devido à resistência dos fabricantes de automóveis quanto à utilização de engrenagens de FNA estudos tem sido feitos para averiguar o desempenho deste material em engrenagens. Dentro deste contexto esta dissertação tem como objetivos principais o desenvolvimento e construção de uma máquina de ensaios de fadiga de contato em engrenagens e a comparação quanto à resistência ao desgaste de engrenagens cilíndricas de dentes retos fabricadas em aço liga 8620 (cementado e temperado) e em ferro fundido nodular austêmperado (FNA). Estas engrenagens foram fornecidas em dois estados de acabamento superficial (shaving ou por fresamento). O equipamento desenvolvido funciona com o princípio de recirculação de potência e é comumente chamado de FZG. Os experimentos de desgaste têm sido feitos com dois estágios de torque: 135 N.m (running-in) e 302 N.m (steady-state) e as engrenagens são de perfil modificado. Após a realização dos ensaios, foi possível verificar que: (1) a área danificada dos flancos, devido ao fenômeno de pitting, das engrenagens de FNA foi maior do que das de aço AISI 8620; (2) a comparação entre os parâmetros de rugosidade nos estágio de fornecimento e após cada estágio do experimento mostra que as engrenagens com acabamento por shaving apresentam uma melhor distribuição da carga e um menor desgaste, (3) o regime de lubrificação na região do diâmetro primitivo durante os ensaios foi o limite (ou limítrofe) para ambos os processos de fabricação, porém o parâmetro de espessura de filme (λ) é maior para engrenagens fabricadas por shaving, fazendo com que a espessura do filme lubrificante seja maior, (4) o efeito da redução da área resistente aos esforços de contato, devido à presença dos nódulos de grafita, na resistência a fadiga foi evidenciado, porém o acabamento superficial mostrou-se mais relevante do que a distribuição e tamanho dos nódulos. / Due to the resistance of automotive manufactures on apply ADI gear studies have been made to verify the performance of this material. Inside this context this work has a main objective the construction of contact fatigue test machine in gears and the comparison, related to the wear resistance, between spur-gears made of carburized and quenched AISI 8620 low steel and austempered ductile iron (ADI). These gears were supplied in two states of finish surface (by shaving or by machining). The developed equipment functions with the principle of the power recirculation and commonly called FZG. The wear experiments were performed in two stages of torque: 135 N.m (running-in) and 302 N.m (steady-state) and the gears have modified profile. After the accomplishment of the experiments, was possible verify that: (1) The damaged area of flanks, due to the phenomenon of pitting, at ADI gears was bigger than AISI 8620 low-alloy steel gears. (2) The comparisons between the roughness parameter in the supply state and after each period of the experiment shows that gears with surface finish by shaving have better load distribution and minor wear. (3) Lubricant regime at pitch diameter was the boundary for both manufacture process, but the film thickness parameter λ is higher for shaved gears, making the lubricant film thickness has major value, (4) The reduction effect the resistive area of contact due the presence of the graphite nodules in the contact fatigue resistance was evidenced, however surface finishing was more relevant than the distribution and size nodules.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação de Mestrado do programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais é apresentado um estudo para a caracterização do concreto reforçado com fibras de polipropileno e de aço pela análise das imagens de microtomografia computadorizada por transmissão de raios X (μCT). Foram produzidos corpos de prova de concreto para determinar a sua resistência mecânica à compressão. As imagens foram obtidas no sistema Skyscan, modelo 1174, reconstruídas e analisadas. Foi possível observar na análise das imagens a estrutura da fibra de aço dispersa na matriz do concreto e quantificá-las pelo programa de análise de imagens Ctan e perceber um ganho na resistência mecânica em relação ao concreto sem fibras. Não foi feito a quantificação das amostras de fibras de polipropileno dispersas na matriz de concreto, mas foi observada a presença de aglomerados dessa fibra que resultaram na perda da resistência mecânica em relação ao concreto sem fibras. / In this dissertation Masters Program Graduate in Science and Technology of Materials is presented a study for characterization of concrete reinforced with polypropylene fibers and steel by image analysis of computed microtomography X ray transmission (μCT). Concrete samples were produced to determine their mechanical resistance to compression. The images were obtained in the SkyScan model 1174, reconstructed and analyzed. It was possible, in image analysis, to observe the structure of steel fiber dispersed in the concrete matrix and quantify them by image analysis program Ctan and observed a gain in strength compared to concrete fiber less. The quantification was not did to samples of polypropylene fibers dispersed in the matrix of concrete, but we observed the presence of clusters fibers resulting in the loss of mechanical strength compared to concrete fiber less.

As recentes descobertas na camada pré-sal da costa brasileira geraram uma série de oportunidades e desafios tecnológicos que deverão ser enfrentados para se garantir o sucesso da exploração e produção de petróleo offshore em águas profundas e ultra-profundas. A alta presença de gás carbônico (CO2) e de gás sulfídrico (H2S) encontrada nas jazidas produzem potenciais efeitos de corrosão e fragilização nos componentes de aço utilizados em sistemas submarinos de produção de petróleo, dentre eles os dutos flexíveis. Esses dutos são submetidos à elevadas cargas geradas devido à lâmina da água profunda, sendo os arames da armadura de tração extremamente solicitados por sustentar os carregamentos. Tradicionalmente, arames da armadura de tração de dutos que irão operar em ambientes contendo H2S (sour) apresentam limite de resistência à tração máximo de 850 MPa, enquanto para ambientes onde esse gás não está presente (sweet), os limites de resistência são consideravelmente maiores podendo chegar a 1400 MPa. Amostras de arames da armadura de tração com limite de resistência à tração de 1400 MPa foram revestidas com alumínio através do processo de aspersão térmica a arco elétrico e a eficiência do revestimento em ambiente corrosivo contendo CO2 e H2S foi avaliada. Essa avaliação envolveu ensaios mecânicos e de caracterização, como medições da rugosidade superficial, análise da porosidade do revestimento, ensaios de dobramento, avaliação da susceptibilidade ao trincamento induzido por hidrogênio e sulfeto, ensaios de fadiga ao ar e corrosão-fadiga. Foi observado que o grau de porosidade do revestimento variou entre 5 e 10% e que a rugosidade superficial do substrato aumentou devido ao jateamento prévio ao processo de revestimento. Esse fato mostrou ser uma das causas principais para a deterioração da vida em fadiga ao ar dos arames revestidos quando comparados com arames sem revestimento, sendo comprovado através de análise por Microscopia Eletrônica de Varredura. Entretanto, para ensaios de corrosão-fadiga em ambiente contendo CO2 e H2S, o desempenho de arames revestidos mostrou-se notadamente superior, onde o acabamento superficial do substrato teve importância secundária. Através de ensaios de dobramento, foi possível verificar a alta capacidade do revestimento em suportar extensa deformação plástica. Através dos ensaios estáticos para se avaliar a susceptibilidade ao trincamento por hidrogênio e sulfeto foi possível verificar uma considerável corrosão da superfície de arames não revestidos devido ao ambiente agressivo. Ademais, uma trinca induzida por hidrogênio foi identificada em uma das amostras de arame sem revestimento, enquanto as amostras revestidas não apresentaram sinal de degradação nem trincamento. / Recent discoveries in Brazil pre-salt layer generated a series of technological opportunities and challenges that must be met to ensure the success of offshore oil exploration and production in deep and ultra-deepwater. The presence of high levels of carbon dioxide (CO2) and eventually hydrogen sulfide (H2S) found in the deposits, produce potential corrosion effects and embrittlement of steel components of subsea systems used in petroleum production, including flexible pipes. These equipments are subjected to high loads generated by deep water condition where tensile armor wires are extremely required for sustaining the loads. Traditionally, armor wires that will operate in environments containing H2S (sour) have maximum tensile strength of 850 MPa, while for environments where this gas is not present (sweet), the tensile strength is considerably larger reaching up to 1400 MPa. Armor wire samples with tensile strength of 1400 MPa were coated with pure aluminum by thermal arc spray process and the effectiveness of the coating in corrosive environment containing CO2 and H2S was evaluated. This evaluation included mechanical and characterization tests, such as surface roughness measurements, coating porosity analysis, bending tests, evaluation of susceptibility to cracking induced by hydrogen and sulfide and fatigue test in air and in corrosive environments. It was found that the coating porosity ranged between 5 and 10% and the substrate roughness increased due to grit blasting prior to the coating process. This fact proved to be one of the main causes for the deterioration of the fatigue life in air of the coated wires when compared with uncoated wires, being proven through analysis by Scanning Electron Microscopy. However, for corrosion fatigue tests in an environment containing CO2 and H2S, the performance of coated wires was found to be markedly higher, where the integrity of the substrate surface had secondary importance. Through bending tests, it was found the high capacity of the coating to support extensive plastic deformation. Static tests to evaluate the susceptibility to cracking by hydrogen and sulfides showed that uncoated armor wire surface corroded considerably due to the aggressive environment. In addition, a crack induced by hydrogen was identified in one of uncoated wire samples, while the coated samples showed no sign of degradation or cracking.

No presente trabalho, a conformabilidade do aço inoxinoxidável AISI 201 foi comparada com o aço inoxidável AISI 304. O aço inoxidável AISI 201 é uma liga baixo níquel ligado com manganês e nitrogênio. Nesse estudo a conformabilidade dos dois materiais foi examinada por meio de ensaios tecnológicos como ensaio de tração, determinação da curva de escoamento, determinação do índice de anisotropia, ensaio Erichsen, dureza, composição química, simulação computacional do processo de estampagem e estampagem dos blanks. O aço inoxidável AISI 201 possui propriedades como limite de escoamento e tensão de ruptura superior as do inoxidável AISI 304. Os dois aços possuem uma similaridade na anisotropia. A máxima altura alcançada no momento da fratura pelo ensaio Erichsen também é semelhante para os dois materiais. O aço inox AISI 201 apresenta uma dureza maior que o inoxidável AISI 304. Na composição química os dois aços apresentam elementos fora do especificado, caracterizando um problema de qualidade na fabricação desses aços. A simulação computacional do processo de estampagem apresentou uma redução de espessura na região mais critica, sem comprometer a estampagem do componente. Uma vez estampadas, obteve-se peças sem indícios de trincas, conforme previsto pela simulação computacional. Os resultados desse trabalho sugerem a possibilidade de utilização do aço inoxidável AISI 201 como opção para substituição ao inoxidável AISI 304, tendo uma observação a ser feita quanto aos cuidados na qualidade durante a fabricação do aço para que atenda os padrões exigidos. / In this study, the formability of stainless steel AISI 201 was compared to stainless steel AISI 304 stainless steel AISI 201 is a low alloy nickel alloyed with manganese and nitrogen. In this study, the formability of the two materials was examined by means of technological tests such as tensile test, determination of the flow curve, determining the anisotropy index, Erichsen test, hardness, chemical composition, computer simulation of the stamping process and stamping of the blanks. Stainless steel AISI 201 has properties such as yield strength and higher breakdown voltage of the stainless steel AISI 304. The two steels have a similarity in anisotropy. The maximum height reached at the time of fracture by Erichsen test is also similar for the two materials. Stainless steel AISI 201 has a hardness greater than the stainless steel AISI 304. In chemistry the two steels have elements outside the specified, featuring a quality problem in manufacturing these steels. A computer simulation of the printing process showed a reduction in thickness in the most critical region, without compromising the component stamping. Once stamped, gave no broken pieces of evidence as provided by the computer simulation. The findings suggest the possibility of use of stainless steel AISI 201 as an option to replace the stainless steel AISI 304, with a point to be made about the care as during the manufacture of steel that meets the required standards.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-05-24T14:11:32Z No. of bitstreams: 1 PDF - Rodolfo Ramos Castelo Branco.pdf: 33386528 bytes, checksum: d16a1c9b6b747be04f2968cf6f66ceaf (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2018-06-05T11:33:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Rodolfo Ramos Castelo Branco.pdf: 33386528 bytes, checksum: d16a1c9b6b747be04f2968cf6f66ceaf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T11:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Rodolfo Ramos Castelo Branco.pdf: 33386528 bytes, checksum: d16a1c9b6b747be04f2968cf6f66ceaf (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / Technological innovation has been a constant in several areas in the contemporary world, emphasizing in the areas of engineering and health. In this scenario, there is the Additive Manufacturing (MA), which consists of a manufacturing process using the addition of material in successive flat layers, in which it is possible to generate 3D physical parts obtained directly from CAD (Computer Aided Design). The MA is divided into several processes, in this study it will be highlighted by Fusion and Deposition Modeling (FDM) of the solids class, which uses solid polymer coils, especially Poly lactic acid (PLA). This technology of manufacturing process has been gaining more and more prominence in the technological scenario, with which it is possible to affirm that the Additive Manufacturing is on a scale of growth, being considered by many scholars as the new industrial revolution, which obviously opens space for New research in the area, thus necessitating the consolidation of processes, machinery and materials. In this context of recognition of the participation that the Additive Manufacturing process has been achieving, this study aimed to elaborate mechanical testing protocols for the evaluation of PLA material performance through the MA from the FDM process. The applied methodology was based on studying the parameters of construction of the pieces in FDM (structure, raster, deposition rate, temperature, loops, orientation of the raster angle, position orientation of the pieces, among others), to perform the mechanical tests of the Type and analyze the results obtained through strain-strain graphs (maximum tensions, rupture and modulus of elasticity). The result obtained evidenced little difference between the deposition rates (20%, 50% and 100%) regarding the construction time. Regarding the mechanical properties, the pieces with 100% fill characteristics in their internal structure presented better tensions. It was also observed the influence of the position of construction of the specimens in the printing tray, changing its mechanical characteristics. / A inovação tecnológica tem sido uma constante em diversas áreas no mundo contemporâneo, destacando-se nas áreas de engenharia e saúde. Neste cenário, encontra-se a Manufatura Aditiva (MA), que consiste em um processo de fabricação utilizando a adição de material em camadas planas sucessivas, no qual é possível gerar peças físicas em 3D, obtidas diretamente de arquivos de modelagem CAD (Computer Aided Design). A MA divide-se em vários processos, neste estudo será destacado por Modelagem de fusão e deposição (FDM) da classe dos sólidos, o qual utiliza bobinas de polímeros sólidos, especialmente o Poli ácido láctico (PLA). Esta tecnologia de processo de fabricação vem ganhando cada vez mais destaque no cenário tecnológico, com isso é possível afirmar que a Manufatura aditiva se encontra em uma escala de crescimento, sendo considerada por muitos estudiosos como a nova revolução industrial, o que obviamente abre espaço para novas pesquisas na área, havendo assim a necessidade da consolidação dos processos, máquinas e materiais. Neste contexto de reconhecimento da participação que o processo de Manufatura Aditiva vem alcançando, este estudo visou elaborar protocolos de ensaios mecânicos para avaliação de performance do material PLA através da MA a partir do processo FDM. A metodologia aplicada baseou-se em estudar os parâmetros de construção das peças em FDM (estrutura, raster, taxa de deposição, temperatura, loops, orientação do ângulo raster, orientação da posição das peças, dentre outros), em realizar os ensaios mecânicos do tipo tração e analisar os resultados obtidos através dos gráficos de tensão-deformação (tensões máxima, ruptura e modulo de elasticidade). O resultado obtido evidenciou pouca diferença entre as taxas de deposição (20%, 50% e 100%) no tocante ao tempo de construção. Em relação as propriedades mecânicas, as peças de características 100% de preenchimento em sua estrutura interna apresentaram melhores tensões. Observou-se também, a influência da posição de construção dos corpos de prova na bandeja de impressão, alterando suas características mecânicas.

No presente trabalho, a conformabilidade do aço inoxinoxidável AISI 201 foi comparada com o aço inoxidável AISI 304. O aço inoxidável AISI 201 é uma liga baixo níquel ligado com manganês e nitrogênio. Nesse estudo a conformabilidade dos dois materiais foi examinada por meio de ensaios tecnológicos como ensaio de tração, determinação da curva de escoamento, determinação do índice de anisotropia, ensaio Erichsen, dureza, composição química, simulação computacional do processo de estampagem e estampagem dos blanks. O aço inoxidável AISI 201 possui propriedades como limite de escoamento e tensão de ruptura superior as do inoxidável AISI 304. Os dois aços possuem uma similaridade na anisotropia. A máxima altura alcançada no momento da fratura pelo ensaio Erichsen também é semelhante para os dois materiais. O aço inox AISI 201 apresenta uma dureza maior que o inoxidável AISI 304. Na composição química os dois aços apresentam elementos fora do especificado, caracterizando um problema de qualidade na fabricação desses aços. A simulação computacional do processo de estampagem apresentou uma redução de espessura na região mais critica, sem comprometer a estampagem do componente. Uma vez estampadas, obteve-se peças sem indícios de trincas, conforme previsto pela simulação computacional. Os resultados desse trabalho sugerem a possibilidade de utilização do aço inoxidável AISI 201 como opção para substituição ao inoxidável AISI 304, tendo uma observação a ser feita quanto aos cuidados na qualidade durante a fabricação do aço para que atenda os padrões exigidos. / In this study, the formability of stainless steel AISI 201 was compared to stainless steel AISI 304 stainless steel AISI 201 is a low alloy nickel alloyed with manganese and nitrogen. In this study, the formability of the two materials was examined by means of technological tests such as tensile test, determination of the flow curve, determining the anisotropy index, Erichsen test, hardness, chemical composition, computer simulation of the stamping process and stamping of the blanks. Stainless steel AISI 201 has properties such as yield strength and higher breakdown voltage of the stainless steel AISI 304. The two steels have a similarity in anisotropy. The maximum height reached at the time of fracture by Erichsen test is also similar for the two materials. Stainless steel AISI 201 has a hardness greater than the stainless steel AISI 304. In chemistry the two steels have elements outside the specified, featuring a quality problem in manufacturing these steels. A computer simulation of the printing process showed a reduction in thickness in the most critical region, without compromising the component stamping. Once stamped, gave no broken pieces of evidence as provided by the computer simulation. The findings suggest the possibility of use of stainless steel AISI 201 as an option to replace the stainless steel AISI 304, with a point to be made about the care as during the manufacture of steel that meets the required standards.