Este trabalho teve como objetivo traçar um panorama do gerenciamento dos processos das indústrias de fundição ferrosa no estado do Rio Grande do Sul que utilizam areias de fundição, com ênfase nas alternativas buscadas por estas empresas quanto à minimização, recuperação e destinação final dada às areias usadas. Esta avaliação foi feita enfocando desde a recepção das areias virgens, armazenamento, preparação da mistura para fabricação dos moldes e machos, até o descarte nos setores de desmoldagem e retirada dos fundidos, recuperação e reutilização das areias no próprio processo ou descarte, e a procura de possibilidades de reúso em outros processos. No gerenciamento dos processos foram abordadas ainda, questões relativas às emissões geradas durante o manuseio, armazenamento, mistura, operações de moldagem e macharia, bem como no resfriamento e desmoldagem. Procurou-se relacionar o gerenciamento ambiental adequado dos processos acima mencionados ao licenciamento ambiental e à existência de certificação ambiental. O trabalho iniciou com pesquisa no Banco de Dados da FEPAM, sendo verificado o número de fundições no estado, elaborados e enviados questionários para essas empresas, utilizando-se o método survey. Os resultados obtidos possuem uma boa representatividade, considerando resposta de 85% dos mesmos. Através dos resultados verificou-se que, apesar de 81% das empresas descartarem as areias geradas em aterros industriais licenciados pelo FEPAM, somente uma delas está procurando alternativas de reúso das areias geradas. Também verificou-se que não há uma preocupação com a minimização da geração desses resíduos. O licenciamento ambiental no Rio Grande do Sul é hoje a única ferramenta através da qual é possível exigir das empresas a adequação de suas atividades de forma a não impactar o meio ambiente. Quanto às demais questões ambientais relacionadas aos processos envolvendo areias, a percepção das empresas ainda é bastante incipiente. / This work aimed to present a preliminary evaluation of foundry sand processes management in Rio Grande do Sul state, Brazil, with emphasis in alternatives related to sand reduce, regeneration e final destination. This evaluation was made with focuse since sands reception, their storage and preparation, till the discharge in the shakeout system, regeneration e their reuse. It also aims to relate the proper waste management to environmental license as well to the existence of environmental certification. Attempt was made to verify if the companies, in regard of their costs with new sand and molding sand disposal in specialized landfills, as well as to the requirements of environmental agency, are working in sense of seeking and implant new recycling technologies and reuse of used sands. In adition to that, it was verified if it would exist a relation between environmental license and/or certification with the sand used correct management and proper foundry sand destination. Or still, within the approach of cleaner technologies and best available techniques if the alternatives for recycling sand into their own processes or reuse in other process are being pursuited. Within the sand management, it was still approached questions related to emissions generated during handling, storage, mixing, molding and coremaking, as well as cooling and shaking. This work was developed inicially through research on FEPAM, the environmental state agency, database, where it was verified the number of foundry industries in Rio Grande do Sul state, being elaborated and sent to the companies, questionnaires using the survey method. The gotten results have good representation considering that 85% of the questionnaires had been answered.Through the gotten results it was verified that, although 82% of the companies discharge used sands in licensed landfills, in accord with regulamentation, only one of them is seeking for reuse alternatives out of the process. It also was verified that there isn’t any concernig about reducing the sand generation. The environmental licence here in Rio Grande do Sul is in fact, the only way to make the companies adequate their installations aiming at environmental protection. To the other questions related to the processes using sands, the companies perception are very incipient.

Este trabalho teve como objetivo traçar um panorama do gerenciamento dos processos das indústrias de fundição ferrosa no estado do Rio Grande do Sul que utilizam areias de fundição, com ênfase nas alternativas buscadas por estas empresas quanto à minimização, recuperação e destinação final dada às areias usadas. Esta avaliação foi feita enfocando desde a recepção das areias virgens, armazenamento, preparação da mistura para fabricação dos moldes e machos, até o descarte nos setores de desmoldagem e retirada dos fundidos, recuperação e reutilização das areias no próprio processo ou descarte, e a procura de possibilidades de reúso em outros processos. No gerenciamento dos processos foram abordadas ainda, questões relativas às emissões geradas durante o manuseio, armazenamento, mistura, operações de moldagem e macharia, bem como no resfriamento e desmoldagem. Procurou-se relacionar o gerenciamento ambiental adequado dos processos acima mencionados ao licenciamento ambiental e à existência de certificação ambiental. O trabalho iniciou com pesquisa no Banco de Dados da FEPAM, sendo verificado o número de fundições no estado, elaborados e enviados questionários para essas empresas, utilizando-se o método survey. Os resultados obtidos possuem uma boa representatividade, considerando resposta de 85% dos mesmos. Através dos resultados verificou-se que, apesar de 81% das empresas descartarem as areias geradas em aterros industriais licenciados pelo FEPAM, somente uma delas está procurando alternativas de reúso das areias geradas. Também verificou-se que não há uma preocupação com a minimização da geração desses resíduos. O licenciamento ambiental no Rio Grande do Sul é hoje a única ferramenta através da qual é possível exigir das empresas a adequação de suas atividades de forma a não impactar o meio ambiente. Quanto às demais questões ambientais relacionadas aos processos envolvendo areias, a percepção das empresas ainda é bastante incipiente. / This work aimed to present a preliminary evaluation of foundry sand processes management in Rio Grande do Sul state, Brazil, with emphasis in alternatives related to sand reduce, regeneration e final destination. This evaluation was made with focuse since sands reception, their storage and preparation, till the discharge in the shakeout system, regeneration e their reuse. It also aims to relate the proper waste management to environmental license as well to the existence of environmental certification. Attempt was made to verify if the companies, in regard of their costs with new sand and molding sand disposal in specialized landfills, as well as to the requirements of environmental agency, are working in sense of seeking and implant new recycling technologies and reuse of used sands. In adition to that, it was verified if it would exist a relation between environmental license and/or certification with the sand used correct management and proper foundry sand destination. Or still, within the approach of cleaner technologies and best available techniques if the alternatives for recycling sand into their own processes or reuse in other process are being pursuited. Within the sand management, it was still approached questions related to emissions generated during handling, storage, mixing, molding and coremaking, as well as cooling and shaking. This work was developed inicially through research on FEPAM, the environmental state agency, database, where it was verified the number of foundry industries in Rio Grande do Sul state, being elaborated and sent to the companies, questionnaires using the survey method. The gotten results have good representation considering that 85% of the questionnaires had been answered.Through the gotten results it was verified that, although 82% of the companies discharge used sands in licensed landfills, in accord with regulamentation, only one of them is seeking for reuse alternatives out of the process. It also was verified that there isn’t any concernig about reducing the sand generation. The environmental licence here in Rio Grande do Sul is in fact, the only way to make the companies adequate their installations aiming at environmental protection. To the other questions related to the processes using sands, the companies perception are very incipient.

Este trabalho teve como objetivo traçar um panorama do gerenciamento dos processos das indústrias de fundição ferrosa no estado do Rio Grande do Sul que utilizam areias de fundição, com ênfase nas alternativas buscadas por estas empresas quanto à minimização, recuperação e destinação final dada às areias usadas. Esta avaliação foi feita enfocando desde a recepção das areias virgens, armazenamento, preparação da mistura para fabricação dos moldes e machos, até o descarte nos setores de desmoldagem e retirada dos fundidos, recuperação e reutilização das areias no próprio processo ou descarte, e a procura de possibilidades de reúso em outros processos. No gerenciamento dos processos foram abordadas ainda, questões relativas às emissões geradas durante o manuseio, armazenamento, mistura, operações de moldagem e macharia, bem como no resfriamento e desmoldagem. Procurou-se relacionar o gerenciamento ambiental adequado dos processos acima mencionados ao licenciamento ambiental e à existência de certificação ambiental. O trabalho iniciou com pesquisa no Banco de Dados da FEPAM, sendo verificado o número de fundições no estado, elaborados e enviados questionários para essas empresas, utilizando-se o método survey. Os resultados obtidos possuem uma boa representatividade, considerando resposta de 85% dos mesmos. Através dos resultados verificou-se que, apesar de 81% das empresas descartarem as areias geradas em aterros industriais licenciados pelo FEPAM, somente uma delas está procurando alternativas de reúso das areias geradas. Também verificou-se que não há uma preocupação com a minimização da geração desses resíduos. O licenciamento ambiental no Rio Grande do Sul é hoje a única ferramenta através da qual é possível exigir das empresas a adequação de suas atividades de forma a não impactar o meio ambiente. Quanto às demais questões ambientais relacionadas aos processos envolvendo areias, a percepção das empresas ainda é bastante incipiente. / This work aimed to present a preliminary evaluation of foundry sand processes management in Rio Grande do Sul state, Brazil, with emphasis in alternatives related to sand reduce, regeneration e final destination. This evaluation was made with focuse since sands reception, their storage and preparation, till the discharge in the shakeout system, regeneration e their reuse. It also aims to relate the proper waste management to environmental license as well to the existence of environmental certification. Attempt was made to verify if the companies, in regard of their costs with new sand and molding sand disposal in specialized landfills, as well as to the requirements of environmental agency, are working in sense of seeking and implant new recycling technologies and reuse of used sands. In adition to that, it was verified if it would exist a relation between environmental license and/or certification with the sand used correct management and proper foundry sand destination. Or still, within the approach of cleaner technologies and best available techniques if the alternatives for recycling sand into their own processes or reuse in other process are being pursuited. Within the sand management, it was still approached questions related to emissions generated during handling, storage, mixing, molding and coremaking, as well as cooling and shaking. This work was developed inicially through research on FEPAM, the environmental state agency, database, where it was verified the number of foundry industries in Rio Grande do Sul state, being elaborated and sent to the companies, questionnaires using the survey method. The gotten results have good representation considering that 85% of the questionnaires had been answered.Through the gotten results it was verified that, although 82% of the companies discharge used sands in licensed landfills, in accord with regulamentation, only one of them is seeking for reuse alternatives out of the process. It also was verified that there isn’t any concernig about reducing the sand generation. The environmental licence here in Rio Grande do Sul is in fact, the only way to make the companies adequate their installations aiming at environmental protection. To the other questions related to the processes using sands, the companies perception are very incipient.

Aluminetos de ferro pertencem a uma classe de materiais interessantes por combinarem excelente resistência à oxidação com boas propriedades mecânicas em temperaturas moderadas a altas (até 500°C). Estes materiais, contudo, em temperatura ambiente, possuem baixa ductilidade (menos de 5% de alongamento à tração), característica correlacionada a efeitos ambientais, o que dificulta seu processo de conformação. A fundição é uma via de processamento tradicionalmente aplicada às ligas frágeis (por exemplo, ferro fundido cinzento), sendo necessário conhecer as propriedades termoquímicas da liga para que as peças fundidas sejam livres de defeitos atribuídos ao processo, como a formação de poros e rechupes. Neste trabalho foram investigadas três ligas distintas de intermetálicos, Fe28Al, Fe28Al6Cr e Fe28Al6Cr1Ti, sob a influência de diferentes condições de solidificação. Para estas três composições de liga, observou-se a redução do tamanho de grão em até 60% pela adição de Al-5Ti-1B como inoculante ao metal fundido. As ligas foram produzidas em condições laboratorias (forno de indução com capacidade máxima de 2 kg e proteção sob fluxo de Ar), bem como em escala industrial (forno de indução com capacidade de 100 kg). O processo em escala industrial resultou em peças de fundição com pequena quantidade de defeitos, sendo este um indicativo da capacidade de produzir peças destes aluminetos de ferro diretamente pelo processo de fundição. A técnica de tomografia de raios X auxiliou na mensuração da contração linear (~6%) e tendência à formação de defeitos. Além da caracterização microestrutural das ligas produzidas, este trabalho, ao relatar processo de fundição em escala industrial, inclui uma discussão sobre a reatividade do metal fundido e o material refratário que reveste o forno de indução. Dessa forma, os dados obtidos permitem averiguar a fundibilidade de ligas da família FeAl pelo uso de forno de indução. / Iron aluminides are good candidates for applications at moderate to high temperatures (up to 500 °C) because they combine excellent oxidation resistance with good mechanical properties. However, these materials have low ductility at room temperature (less than 5% traction elongation), a characteristic correlated to environmental effects, which hinders their conformation process. Casting is a processing route traditionally applied to brittle alloys (eg, gray cast iron), it is necessary to know the thermochemical properties of the alloys to reduce the formation of defects attributed to the casting process, such as the formation of pores, scar and blows. In this work, three different alloys of intermetallic (Fe28Al, Fe28Al6Cr and Fe28Al6Cr1Ti) were investigated under the influence of different solidification conditions. For these three alloy compositions, grain size reduction by up to 60% was observed by the addition of Al-5Ti-1B as an inoculant to the molten metal. The alloys were produced under laboratory conditions (induction furnace with a maximum capacity of 2 kg and protection under Air flow), as well as industrial scale (induction furnace with capacity of 100 kg). The industrial scale process resulted in castings with a small number of defects, which is an indication of the ability to produce mechanical parts of these iron aluminides directly by the casting process. The X-ray tomography technique assisted in the measurement of linear contraction (~ 6%) and tendency to defect formation. In addition to the microstructural characterization of the alloys, this work includes a discussion about the reactivity of the molten metal and the refractory material coating the induction furnace. In this way, the obtained data allow to investigate the FeAl alloys castability by the use of induction furnace.

Carcaças de transmissão estão geralmente sujeitas a tensões cíclicas geradas durante o funcionamento do motor, e estas tensões são mais críticas a temperaturas elevadas e em tempos prolongados. Os gradientes térmicos induzidos no interior de componentes sujeitos a variações de temperatura durante o período de funcionamento podem levar a tensões e deformações internas e a repetição destes ciclos térmicos pode causar a nucleação e a propagação de trincas por um processo denominado de fadiga termomecânica. Este trabalho apresenta um estudo sobre as diferenças das propriedades mecânicas de duas ligas de Al-Si fundidas sobre pressão em molde permanente (injetadas), uma identificada como sendo a Liga A, que contém o elemento de liga Mg, e a Liga B que não contém o Mg, para uso em carcaças de transmissão de veículos automotivos. Neste estudo foram realizados ensaios mecânicos de dureza, de tração e de fadiga isotérmica e anisotérmica e análises fratográficas e microestruturais por microscopia ótica e eletrônica de varredura. A Liga A apresentou resistência mecânica superior à Liga B em toda a faixa de temperatura analisada, apesar da maior quantidade de defeitos de fundição existentes nesta liga. Foi utilizada a metodologia S-N, cujos dados foram inferidos a partir dos ensaios de fadiga termomecânica. A Liga A apresenta desempenho ligeiramente superior à Liga B, especialmente para baixos níveis de tensão aplicados. Entretanto, para ensaios executados sob controle de deformação, não houve diferença significativa na resistência à fadiga entre as duas ligas. / Gear Box housings are usually subjected to cyclic stresses generated during engine operation. Such stresses are more critical at high temperatures and long times. Thermal gradients induced within the components submitted to variation of temperature during working may result in internal stresses and strains. Thermal cycling can result in crack nucleation and propagation by the process of thermomechanical fatigue (TMF). The main aim of this work was to evaluate the effects of Mg content on the mechanical properties of permanent mold cast Al-Si alloys. Two alloys, one containing Mg addition (\"A\" alloy) and another without Mg (\"B\" alloy) were tested under strain temperature TMF controlled conditions. In this study were performed mechanical tests of hardness, tensile strength, and anisotropic / isothermal fatigue and microstrutural / photographic analysis by scanning electronic microscopy (SEM). Using the S-N approach inferred from the TMF results, \"A\" alloy (Mg-added) presented a slightly better performance then \"B\" alloy especially at low stress amplitude levels. However, in the TMF testing conditions was not observed any significant difference in fatigue resistance for both alloys.

A disposição de areia de fundição em áreas não licenciadas foi uma prática até pouco tempo empregada por muitas empresas do setor. Em função dessa prática estuda-se nessa dissertação um passivo ambiental produzido em uma área no estado de São Paulo, que recebeu resíduos de fundição e pouco se sabe sobre o impacto ao meio ambiente ocasionado pela disposição inadequada desse material. O presente trabalho propõe avaliar potenciais impactos no meio ambiente pela disposição deste resíduo em um aterro não controlado de uma indústria de fundição e promover análise crítica diante das atuais normas e ferramentas de análises de impactos ambientais e classificação de resíduos sólidos, verificando eventuais conflitos entre as atuais ferramentas aplicadas. Para essa avaliação, foram empregadas algumas ferramentas de investigação científica como Microscopia Eletrônica de Varredura compreendendo análise morfológica e química qualitativa do resíduo depositado, análise granulométrica e análise química das águas subterrâneas, a partir de amostragens realizadas em campo e dados fornecidos por empresa de recuperação ambiental que atua na área. Assim foram obtidos dados que permitiram caracterizar a área, monitorar a qualidade das águas subterrâneas dentro e no entorno do aterro e caracterizar o resíduo sólido em questão, onde se analisou as questões ambientais e legais com base nas atuais normas e ferramentas de gestão de áreas contaminadas e resíduos sólidos. Os dados obtidos a partir das análises das amostras de água e resíduo demonstram clara e forte concentração de metais nas águas (ferro, manganês, boro e selênio) e no resíduo (cromo, cobre, cobalto, níquel, zinco, alumínio, ferro, manganês), no caso desse último, dentro dos limites da atual normatização para classificação, identificando-o como resíduo não perigoso. Ainda que esse não seja considerado perigoso, a identificação de elementos nas águas em concentrações acima do permitido compromete a qualidade ambiental do local, colocando em risco a população do entorno, visto que em suas adjacências algumas propriedades realizam cultivo agrícola, além de extrair água do subsolo. Evidenciase, a partir desse cenário, a necessidade de estreitamento técnico entre as atuais normas e ferramentas de análises de impacto ambiental e classificação de resíduos sólidos, permitindo realizar avaliações de passivos gerados pela disposição inadequada de resíduos que levem em consideração suas possíveis interações com o ambiente ao longo de seu tempo de exposição. / The disposal of foundry sand illegal areas was a practice until recently employed by many companies. Because this practice is studied in this dissertation an environmental liability produced in a land in the state of São Paulo that received foundry waste and little is known about the environmental impact caused by inadequate disposal of this material. This issue proposes detected the real effect in the environment by the disposal of this waste in an uncontrolled landfill foundry industry and promote critical analysis before the current standards and tools of environmental impact analyses and classification of solid waste, checking possible conflicts between the current tools applied. For this evaluation, some scientific research tools were employed as Electronic Microscopy of Scan including morphological and chemical waste analyses, particle size analysis and chemical analysis of groundwater samples collected from the field and data provided by an environmental recovery company that operates in the area. Thus data were obtained which allowed to characterize the area, monitor the groundwater quality in and around the landfill and to characterize the solid waste in question, which examined the environmental and legal issues based on current standards and management tools of contaminated lands and solid waste. The data from the analyzes of samples of water and waste show a clear and strong concentration of metals in water (iron, manganese, boron and selenium) and in the waste (chromium, copper, cobalt, nickel, zinc, aluminum, iron, manganese), in the last one according to current regulation for classification, identifying it as not dangerous. Although the waste is not considered dangerous, the identification of elements in water at concentrations above permitted to compromise the quality of the local environment, endangering the surround population, since in its surrounding some properties carry out agricultural, in addition extracting groundwater. It is evident from this scenario, the need for technical narrowing between the current standards and environmental impact analyzes tools and classification of solid waste, permitting carry out evaluations of liabilities generated by inadequate disposal of waste that take into account their possible interactions with the environment over time of exposure.

O setor de fundições é importante para a economia, pois produz componentes básicos para muitos outros setores, de modo que seu bom desempenho tem repercussão nos demais. Um modelo de programação inteira mista para uma fundição de mercado de pequeno porte, que visa principalmente minimizar atrasos na entrega dos pedidos, foi proposto na literatura. Neste trabalho é feito um estudo do modelo e é proposta uma nova abordagem, independente de qualquer software comercial, baseada na decomposição do problema em dois subproblemas: o planejamento da produção das ligas e o planejamento da produção dos itens. Ambos foram resolvidos por uma heurística lagrangiana baseada em transferêrencias. Testes computacionais mostraram que a abordagem proposta é capaz de gerar soluções de boa qualidade, em tempo computacional aceitável / The foundry sector is important to the economy as it produces basic components for many other sectors, to such an extent that its performance has a repercussion in other sectors. A recently published mixed integer-programming model for small market-driven foundries, which aims to minimize delays when delivering orders, was proposed in the literature. In this work, a study of this model was undertaken and a new approach is put forward, regardless of any commercial software, based on dealing with the problem in two sub problems: production planning of alloys and production planning of items. Both sub problems were solved by a Lagrangian heuristic based on transfers. Computational tests show that the approach proposed is able to generate solutions of good quality in acceptable computational time

Este estudo teve como objetivo avaliar a alteração da rugosidade superficial e a dispersão de íons para o meio após tribocorrosão experimental das ligas CoCrMo, NiCr e NiCrTi, comercialmente utilizadas na fabricação de próteses odontológicas, utilizando solução de saliva artificial (Fusayama) como eletrólito com valores de pH 3,0; 6,5 e 9,0. Foram fundidas 15 amostras de cada liga (&Oslash;13x2mm) por chama e 15 por máquina de fundição com atmosfera inerte de argônio, sendo cinco amostras para cada pH analisado. A tribocorrosão experimental foi realizada na configuração esfera sobre superfície, utilizando esfera de zircônia (&Oslash;10mm), em equipamento de ciclagem vertical, simulando o movimento do ciclo mastigatório, com aplicação de 5N de carga e monitoramento do potencial de circuito aberto (OCP). O sistema operou a velocidade de 60 ciclos por minuto, totalizando 7500 ciclos após 15 minutos de ensaio, equivalente ao tempo de contato dental diário. Foi utilizada saliva artificial de pH 3,0; 6,5 e 9,0 e leituras de rugosidade de superfície foram realizadas antes e após os ensaios de tribocorrosão experimental em microscópio confocal a laser. A saliva utilizada foi armazenada em tubos de Falcon DNA-free e submetida à quantificação da dispersão de íons metálicos para a solução, por meio de análise de ICP-MS. O comportamento das ligas em contato com a esfera de zircônia durante o ensaio de tribocorrosão experimental realizado em potencial de circuito aberto foi alterado em função do pH do meio (P<0,001) e da técnica de fundição utilizada (P<0,001). Todas as amostras apresentaram tendência à repassivação após a remoção do contato com a esfera, indicando formação de novo filme protetor na superfície da liga. A liberação de íons foi maior nas amostras fundidas por chama e em contato com pH 3,0 (ácido), sendo o analito níquel liberado em maior concentração (P=0,010). Entretanto, os valores encontrados estão abaixo dos limites indicados como causadores de citotoxicidade e alterações celulares. Os resultados indicam que as amostras fundidas por chama apresentaram rugosidade de superfície estatisticamente maior que as fundidas por plasma (P=0,042), sendo observado nessas amostras a presença de defeitos na superfície e possíveis falhas de fundição que favorecem o processo corrosivo. O pH da saliva e a técnica de fundição exerceram influência sobre o comportamento de repassivação das ligas, rugosidade de superfície e quantidade de íons liberada para o meio, sendo os melhores resultados encontrados quando a técnica de fundição por plasma foi utilizada. / The aim of this study was to evaluate the changes in surface roughness and ions release to the environment after experimental tribocorrosion of CoCrMo, NiCr and NiCrTi alloys, commercially applied in dental prosthesis, using artificial saliva solution (Fusayama) as electrolyte with different levels of pH (3.0; 6.5 and 9.0). Fifteen samples were casted by flame from each alloy (&Oslash;13x2mm) and 15 by plasma in a casting machine with an inert atmosphere (argon), five samples for each pH analyzed. The experimental tribocorrosion was performed in a ball-on-flat configuration, using a zirconia ball (&Oslash;10mm) in vertical cycling equipment, simulating the masticatory cycle movement, applying 5N of load and recording the open circuit potential (OCP). The system operated at 60 cycles per minute, a total of 7500 cycles after 15 minutes, corresponding to the daily tooth contact. Artificial saliva at pH 3.0; 6.5 and 9.0 was used and surface roughness measurements were performed before and after the experimental tribocorrosion tests in a laser confocal microscope. After the tests, the saliva was stored in a DNA-free Falcon tubes and subjected to measurement of the ion release to the solution by means of ICP-MS analysis. The behavior of the alloys in contact with the zirconia ball during the experimental tribocorrosion performed in open circuit potential changed according to the pH (P<0.001) and the casting technique (P<0.001). All samples trended to repassivate when the ball contact was removed, indicating new formation of the protective film on alloy surface. The ion release was higher in the samples casted by flame and in contact with pH 3.0 (acid), nickel analyte being released in a higher concentration (P=0.010). However, the values found are below the limits specified to induce cytotoxicity and cellular changes. The results reflected that the samples casted by flame presented surface roughness statistically greater than those casted by plasma (P=0.042) and it was observed in these samples the presence of surface defects and possible casting flaws that enhance the corrosion process. The pH of the saliva and the casting technique presented influence on the repassivation behavior of the alloys, surface roughness and quantity of ions released into the environment, where the best results were found when the plasma casting technique was used.

Este estudo teve como objetivo avaliar a alteração da rugosidade superficial e a dispersão de íons para o meio após tribocorrosão experimental das ligas CoCrMo, NiCr e NiCrTi, comercialmente utilizadas na fabricação de próteses odontológicas, utilizando solução de saliva artificial (Fusayama) como eletrólito com valores de pH 3,0; 6,5 e 9,0. Foram fundidas 15 amostras de cada liga (&Oslash;13x2mm) por chama e 15 por máquina de fundição com atmosfera inerte de argônio, sendo cinco amostras para cada pH analisado. A tribocorrosão experimental foi realizada na configuração esfera sobre superfície, utilizando esfera de zircônia (&Oslash;10mm), em equipamento de ciclagem vertical, simulando o movimento do ciclo mastigatório, com aplicação de 5N de carga e monitoramento do potencial de circuito aberto (OCP). O sistema operou a velocidade de 60 ciclos por minuto, totalizando 7500 ciclos após 15 minutos de ensaio, equivalente ao tempo de contato dental diário. Foi utilizada saliva artificial de pH 3,0; 6,5 e 9,0 e leituras de rugosidade de superfície foram realizadas antes e após os ensaios de tribocorrosão experimental em microscópio confocal a laser. A saliva utilizada foi armazenada em tubos de Falcon DNA-free e submetida à quantificação da dispersão de íons metálicos para a solução, por meio de análise de ICP-MS. O comportamento das ligas em contato com a esfera de zircônia durante o ensaio de tribocorrosão experimental realizado em potencial de circuito aberto foi alterado em função do pH do meio (P<0,001) e da técnica de fundição utilizada (P<0,001). Todas as amostras apresentaram tendência à repassivação após a remoção do contato com a esfera, indicando formação de novo filme protetor na superfície da liga. A liberação de íons foi maior nas amostras fundidas por chama e em contato com pH 3,0 (ácido), sendo o analito níquel liberado em maior concentração (P=0,010). Entretanto, os valores encontrados estão abaixo dos limites indicados como causadores de citotoxicidade e alterações celulares. Os resultados indicam que as amostras fundidas por chama apresentaram rugosidade de superfície estatisticamente maior que as fundidas por plasma (P=0,042), sendo observado nessas amostras a presença de defeitos na superfície e possíveis falhas de fundição que favorecem o processo corrosivo. O pH da saliva e a técnica de fundição exerceram influência sobre o comportamento de repassivação das ligas, rugosidade de superfície e quantidade de íons liberada para o meio, sendo os melhores resultados encontrados quando a técnica de fundição por plasma foi utilizada. / The aim of this study was to evaluate the changes in surface roughness and ions release to the environment after experimental tribocorrosion of CoCrMo, NiCr and NiCrTi alloys, commercially applied in dental prosthesis, using artificial saliva solution (Fusayama) as electrolyte with different levels of pH (3.0; 6.5 and 9.0). Fifteen samples were casted by flame from each alloy (&Oslash;13x2mm) and 15 by plasma in a casting machine with an inert atmosphere (argon), five samples for each pH analyzed. The experimental tribocorrosion was performed in a ball-on-flat configuration, using a zirconia ball (&Oslash;10mm) in vertical cycling equipment, simulating the masticatory cycle movement, applying 5N of load and recording the open circuit potential (OCP). The system operated at 60 cycles per minute, a total of 7500 cycles after 15 minutes, corresponding to the daily tooth contact. Artificial saliva at pH 3.0; 6.5 and 9.0 was used and surface roughness measurements were performed before and after the experimental tribocorrosion tests in a laser confocal microscope. After the tests, the saliva was stored in a DNA-free Falcon tubes and subjected to measurement of the ion release to the solution by means of ICP-MS analysis. The behavior of the alloys in contact with the zirconia ball during the experimental tribocorrosion performed in open circuit potential changed according to the pH (P<0.001) and the casting technique (P<0.001). All samples trended to repassivate when the ball contact was removed, indicating new formation of the protective film on alloy surface. The ion release was higher in the samples casted by flame and in contact with pH 3.0 (acid), nickel analyte being released in a higher concentration (P=0.010). However, the values found are below the limits specified to induce cytotoxicity and cellular changes. The results reflected that the samples casted by flame presented surface roughness statistically greater than those casted by plasma (P=0.042) and it was observed in these samples the presence of surface defects and possible casting flaws that enhance the corrosion process. The pH of the saliva and the casting technique presented influence on the repassivation behavior of the alloys, surface roughness and quantity of ions released into the environment, where the best results were found when the plasma casting technique was used.

Os aços inoxidáveis possuem numerosas aplicações devido à boa combinação de propriedades tais como resistência à corrosão e oxidação, ductilidade, tenacidade, soldabilidade e resistência mecânica em temperaturas elevadas. No entanto suas propriedades e desempenho estão fortemente relacionados com a microestrutura que por sua vez, no caso de peças fundidas, dependem principalmente da composição química e da velocidade de solidificação. No presente trabalho o efeito destas duas variáveis foram estudados e os resultados experimentais comparados com as previsões teóricas e modelos disponíveis na literatura. Dezesseis corridas de diferentes aços inoxidáveis austeníticos foram fundidas e suas composições químicas completas (16 elementos analisados) foram determinadas. A maioria das corridas analisadas apresentou modo de solidificação do tipo C. Foram encontrados teores de ferrita (medidos com auxílio de ferritoscopia) na faixa de 0 a 11%. A influência da composição química do aço na quantidade de ferrita delta formada foi marcante, enquanto a influência da espessura foi pouco acentuada. Dentre as numerosas fórmulas testadas para a previsão da quantidade de ferrita delta, as duas que apresentaram melhor resultado foram as fórmulas de Schneider e de Schoefer, sendo que esta última é recomendada pela norma ASTM A800. A amostra contendo cerca de 10% de ferrita apresentou uma rede quase contínua, o que pode comprometer a tenacidade da peça, caso esta ferrita venha a sofrer fragilização. Nas amostras contendo por volta de 5% de ferrita, a rede de ferrita é semi-contínua, enquanto para teores baixos (por volta de 2%), a ferrita apresenta-se como ilhas isoladas. As morfologias encontradas foram classificadas como sendo todas do tipo vermicular. Os estudos de micro-análise química dos elementos Si, Mo, Cr, Fe e Ni, efetuados na ferrita e na austenita revelaram coeficientes de partição de acordo com o previsto pela literatura. O efeito da espessura nas variações de composição foi pequeno e não conclusivo. / Stainless steel has numerous applications due to a good combination of properties such as corrosion and oxidation resistance, toughness, weldability and mechanical strength at high temperatures. However these properties and performance are strongly related to the microstructure and in the case of castings are mainly dependent of chemical composition and cooling rate. In this work the effect of these two factors were studied and the experimental results compared with theoretical models available in the literature. Sixteen heats of different austenitic stainless steel were cast and their complete chemical compositions (16 elements) were determined. Most of analyzed heats showed the solidification mode type C. Ferrite values (measured with ferritoscope) were found in the range from 0 to 11%. The influence of chemical composition on delta ferrite was strong while the influence of thickness was less accentuated. Among numerous tested formulas to estimate the quantity of delta ferrite two that demonstrated better results were the ones of Schneider and Schoefer, where the last one is recommended by ASTM A800 standard. The sample with approximately 10% of ferrite showed an almost continuous ferrite network microstructure that may deteriorate component part toughness if this ferrite comes to suffer embrittlement. On the samples with content ferrite around 5% the ferrite network is semi-continuous while for low values (around 2%) the ferrite showed isolated cores. The morphologies were classified as vermicular. The study of micro chemical analysis of Si, Mo, Cr, Fe and Ni on ferrite and austenite showed partition coefficient in accordance with values defined in literature. The thickness effect on chemical composition was small and not conclusive.