Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: Manoel Cleber de Sampaio Alves / Banca: Amauri Hassui / Resumo: A utilização de ensaios de avaliação da usinabilidade dos materiais pode ser um fator determinante na viabilidade de processos de fabricação, contribuindo no planejamento dos custos, prazos e na busca pela qualidade do produto através de desenvolvimentos de estratégias e tecnologias de usinagem. Quando o produto usinado é um cilindro, que faz o papel de ferramenta no processo de laminação, a necessidade de tal desenvolvimento fica clara quando se analisa os requisitos para alta performance de cilindros de laminação e se identifica que eles são os mesmos requisitos para alta performance de insertos de usinagem: resistência ao desgaste, tenacidade e dureza. Assim esse trabalho propõe um ensaio de usinabilidade em laboratório para a avaliação de dois materiais de cilindros de laminação: o ferro fundido indefinido e o ferro fundido indefinido microligado. O ensaio foi executado através do fresamento com três arestas de metal duro em um centro de usinagem e a análise de usinabilidade foi feita pelo critério de fim de vida da ferramenta de usinagem. Foi constatado que a adição de elementos de liga na composição química dos cilindros influenciou diretamente na usinabilidade do ferro fundido indefinido microligado, pois a fração volumétrica de carbonetos VC aumentou em quase três vezes nesse material resultando em um desgaste abrasivo nas arestas das ferramentas de corte / Abstract: The use of tests to evaluate the machinability of the material may be a determining factor in the viability of manufacturing processes, and contribute to planning the cost, time and in the search for the quality of the product through development of strategies and machining technologies. When the machined product is rolling mill roll, who played as a tool in the milling process the need for such development becomes clear when is examined the requirements for high performance rolling mill roll and identifies that they are the same requirements for high performance machining tools: wear resistance, toughness and hardness. So, this work proposes a machinability test in laboratory seeking the evaluation of two materials for rolling mill rolls: an indefinite chilled double poured cast iron and a microalloyed indefinite chilled double poured cast iron. The test was performed by milling with three edges of carbide on a machining center and the machinability analysis of this work was done by the criterion of end of life of the machining tool. The work found that the addition of alloying elements on the chemical composition of the rolling mill rolls directly influenced the machinability of microalloyed indefinite chilled double poured cast iron, because the volume fraction of carbides VC increased by almost three times in this material resulting in an abrasive wear on the edges of cutting tools / Mestre

Resumo: A exigência crescente por melhoria de qualidade, aumento de produtividade e redução de custos tem imposto contínua evolução aos processos de laminação e, consequentemente, aos processos e materiais empregados para a fabricação de cilindros. O desempenho dos cilindros é avaliado basicamente pelo tempo de permanência no laminador durante a operação, pelo consumo específico e pela qualidade superficial dos produtos laminados, todos relacionados a propriedades como resistência mecânica, tenacidade e resistência ao desgaste. Nesse trabalho foram avaliadas as propriedades mecânicas e a resistência ao desgaste abrasivo de um ferro fundido branco multicomponente empregado na fabricação de cilindros de laminação, submetido a diferentes condições de tratamento térmico. Foram propostas duas condições de tratamento térmico para essa avaliação, utilizando-se diferentes taxas de resfriamento após austenitização. Em cada condição proposta foram retiradas amostras durante as principais etapas do ciclo de tratamento térmico: após têmpera, após o primeiro revenimento e após o segundo revenimento. A microestrutura, as propriedades mecânicas obtidas pelos ensaios de flexão, dureza e tenacidade à fratura utilizando a metodologia chevron, assim como a resistência ao desgaste abrasivo obtida pelo ensaio pino-contra-disco, foram comparadas e correlacionadas nas diferentes condições de tratamento térmico. As características microestruturais da matriz foram modificadas conforme as taxas de resfriamento utilizadas após a austenitização. As amostras resfriadas dentro do forno apresentaram menor dureza, menor resistência ao desgaste e maior tenacidade à fratura que as amostras resfriadas ao ar. Não houve diferença significativa nas propriedades mecânicas após o primeiro revenimento para ambas as condições de resfriamento estudadas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The growing demand for quality improvement, productivity increase, and costs reduction has been imposing a continuous evolution on the rolling processes and, as a consequence, on the processes and materials used in the rolls manufacturing. The rolls performance is basically evaluated by the available time during mill operation, by the specific consumption and by the surface quality of the rolled products, all of which related to properties such as mechanical resistance, toughness and wear resistance. In this work the mechanical properties and resistance to abrasive wear of a multicomponent white cast iron for rolling mill rolls, submitted to different heat treatment conditions were evaluated. Two heat treatment conditions were proposed for this evaluation, using different cooling rates after austenitization. During each proposed condition, samples were collected during the main stages of the heat treatment cycle: after quenching, after the first tempering and after the second tempering. The microstructure, the mechanical properties obtained from the bending, hardness and fracture toughness utilizing chevron-notch methodology, as well as the resistance to abrasive wear obtained from the pin-on-disc test, were compared and correlated in the different heat treatment conditions. The matrix microstructural characteristics were modified according to the cooling rates utilized after austenitization. The samples cooled inside the furnace showed lower hardness, lower wear resistance and higher fracture toughness than those air cooled samples. No major differences in the mechanical properties were noticed after the first tempering cycle for both cooling conditions under study. The results obtained from the bending tests were similar in the different heat treatment conditions. The wear rate showed a strong correlation with the matrix hardness. The same behavior was observed... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Valdir Alves Guimarães / Coorientador: Mario Boccalini Junior / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Claudia Regina Serantoni / Mestre

Neste trabalho, estudou-se a integridade superficial durante o torneamento de um ferro fundido nodular com carbonetos, considerando a heterogeneidade microestrutural (fração volumétrica, tamanho e morfologia de grafita e dos carbonetos) e os efeitos dos parâmetros de corte (avanço, velocidade de corte e profundidade de corte), baseados num planejamento fatorial fracionário 24-1. Este texto apresenta, numa primeira parte, uma revisão baseada em referências bibliográficas clássicas da engenharia de superfícies, na tentativa de definir os conceitos que compõem a integridade da superfície. Posteriormente, descrevem-se os resultados de ensaios preliminares, realizados com a finalidade avaliar os níveis do processo e os efeitos desses parâmetros na integridade da superfície. Finalmente, realizaram-se os ensaios de usinagem em corpos-de-prova de ferro fundido nodular com carboneto, nos diâmetros de 80 mm e 140mm. Durante os ensaios de torneamento empregaram-se duas velocidades de corte (60 m/min e 180 m/min), dois avanços (0,1 mm/rev e 0,3 mm/rev) e duas profundidades de corte (0,2 mm e 0,3 mm). Após os ensaios de usinagem, foram realizadas: a avaliação das propriedades do material usinado (dureza e microestrutura), a análise de topografia da superfície usinada mediante avaliação da rugosidade, e a avaliação da influência dos parâmetros de usinagem na rugosidade. Encontrou-se uma dependência estatisticamente significativa da variação nas propriedades mecânicas dos corpos-de-prova em função da microestrutura, e mostraram-se os efeitos dessas variações em termos da integridade da superfície usinada. / In this work, the surface integrity of a ductile cast iron with carbides was studied during turning operations, considering the microstructural heterogeneity (volume fraction, size and morphology of the graphite and carbides) and the effect of the machining parameters (feed, cutting speed and depth of cut), based on a fractional factorial design 24-1. This work presents, initially, a literature review based on classic works on surface engineering, as an attempt to define the main concepts of surface integrity. Later, the results of preliminary test are described, which were conducted in order to define the process levels and the effects of these levels on the surface integrity. Finally, turning tests were conducted on specimens of ductile iron with carbides, at diameters of 80 and 140 mm. Two cutting speeds (60 m/min and 180 m/min), two feeds (0,1 mm/rev and 0,3 mm/rev) and two depths of cut (0,2 mm and 0,3 mm) were selected during the tests. Machined specimens were analyzed in terms of the properties of the machined material (hardness and microstructure) and of the roughness of the machined surface. The effect of the machining parameters on the roughness was also studied. A statistically significant dependence was observed for the properties of the machined specimens as a function of the microstructure and the effect of these properties on the surface integrity is presented.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-06-16T15:47:05Z No. of bitstreams: 1 Dissertação -Samir Noronha de Souza.pdf: 1429754 bytes, checksum: 835f9975774739f2f3c90832d7100d72 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-06-16T18:26:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação -Samir Noronha de Souza.pdf: 1429754 bytes, checksum: 835f9975774739f2f3c90832d7100d72 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-06-16T18:27:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação -Samir Noronha de Souza.pdf: 1429754 bytes, checksum: 835f9975774739f2f3c90832d7100d72 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-16T18:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação -Samir Noronha de Souza.pdf: 1429754 bytes, checksum: 835f9975774739f2f3c90832d7100d72 (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of this paper is to evaluate in vitro a new protocol for intra-radicular posts removal for multi-radicular teeth by applying ultrasonic vibration. Forty lower molars were endodontically treated in order to receive cast posts and cores, being distributed in 4 groups: GI – control without slot; GII – control with slot; GIII – ultrasound application in core without slot; GIV – ultrasound application in core with slot. After the cast posts fixation using zinc phosphate cement, the ultrasonic vibration was applied in group III for 1 minute, dividing 15 seconds on each surface and in group IV 15 seconds on facial and lingual surface, and 30 seconds inside the slot totaling 1 minute. Thereafter, samples were subjected to tensile test in Universal Assay Machine at the speed of 1mm/min. The maximum tensile strength needed for intra-radicular posts removal was registered in Newton and its data were subjected to statistical analysis ANOVA e Tukey-Kramer. The results presented statistically significant differences between the tested groups (GI – 234,34 N; GII – 201,67 N; GIII – 139,57 N; GIV – 83,23 N), with the smallest average of the tensile strength obtained when ultrasonic vibration on the core slotted applied (p<0,05). It is concluded that the implemantation of a slot in the core and ultrasonic application on all the surfaces and inside the slot caused a reduction of force required for removing cast posts and cores fixed with zinc phosphate in multi-radicular teeth. / Este trabalho visa avaliar in vitro um novo protocolo para remoção de retentores intrarradiculares em dentes multirradiculares aplicando a vibração ultrassônica. Quarenta molares inferiores foram tratados endodonticamente para receber retentores intrarradiculares fundidos, sendo distribuídos em 4 grupos: GI – controle sem fenda; GII – controle com fenda; GIII – aplicação ultrassom em núcleo sem fenda; GIV – aplicação de ultrassom em núcleo com fenda. Após a fixação dos retentores com cimento de fosfato de zinco, a vibração ultrassônica foi realizada no grupo III durante 1 minuto, sendo 15 segundos em cada face e no grupo IV 15 segundos nas faces vestibular e lingual, e 30 segundos dentro da fenda, totalizando 1 minuto. Em seguida, os corpos-de-prova foram submetidos ao teste de tração na Máquina Universal de Ensaio com velocidade de 1 mm/min. A força de tração máxima necessária para a remoção do retentor intrarradicular foi registrada em Newton e os dados foram submetidos à análise estatística ANOVA e Tukey-Kramer. Os resultados mostraram haver diferença estatística significante entre os grupos testados (GI – 234,34 N; GII – 201,67 N; GIII – 139,57 N; GIV – 83,23 N), sendo a menor média da força de tração obtida quando se aplicou vibração ultrassônica sobre o núcleo com fenda (p<0,05). Conclui-se que a realização de uma fenda no núcleo e a aplicação ultrassônica em todas as faces e dentro da fenda promoveu a redução da força necessária para a remoção de retentores intrarradiculares metálicos fixados com fosfato de zinco em dentes multirradiculares.

O objetivo do presente trabalho é analisar a influência de alguns parâmetros de usinagem na qualidade geométrica e superficial da peça. O brochamento é uma operação de usinagem antiga, a qual se desenvolveu com a indústria automobilística, mas que atualmente pode ser encontrada em diversos segmentos industriais. O processo consiste em uma remoção progressiva do material pela ação de uma ferramenta de corte multi-arestas. Este processo é capaz de, em um único ciclo, realizar as operações de desbaste e acabamento da peça em virtude da combinação de uma geometria adequada da ferramenta, tornando esta uma importante característica deste processo. Para o trabalho em questão, foi analisado um processo brochamento de acabamento na usinagem de blocos fabricados em ferro fundido. Este material foi escolhido por estar bastante presente na indústria de transformação devido à boa usinabilidade. Os resultados foram obtidos em medições com aparelhos eletrônicos e através de análise estatística foi avaliado o grau de interferência dos fatores para as características estudadas. Os resultados mostraram que os fatores e suas combinações interferem de forma diferente para cada característica analisada. Na maioria das situações analisadas, os fatores que individualmente apresentam significância para determinada característica, quando combinados entre si também podem interferir no resultado, este fato fica evidenciado com a análise dos resultados obtidos com as ferramentas diamantadas. / The objective of the present paperwork is to analyze the influence of some machining parameters on the geometrical and surface qualities of the work piece. The broaching is an old machining operation, which was developed with the automobile industry, but which nowadays can be found in diverse industrial segments. The process consists on a progressive removal of the material by a multi-edge cutting tool. This process is able of, in a single cycle, do the operations of the part\'s looping and finishing because of a peculiar geometrical configuration of the tool, what is an important characteristic of this process. For the paperwork on proposal, it was analyzed a process broaching of finishing in the machining of blocks made of cast iron. This material was chosen for being very present in the transformation industry due to its machinability. The results were obtained on measurements with electronic devices, and through statistical analysis it was analyzed the degree of interference of the factors to the studied characteristics. The results showed which the factors and its combinations interfere on a different way for each analyzed characteristic. In the most of the analyzed situations, the factors which individually present significance for determined characteristic, when combined among themselves, can interfere in the result too. This fact becomes evident with the analysis of the obtained results with the diamonded tools.

Estágio realizado na Cruz Martins & Wahl, Lda. - e orientado pelo Eng. Carlos Dias / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Enhgenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor António Barbedo de Magalhães

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-06Bitstream added on 2014-06-13T18:30:59Z : No. of bitstreams: 1 xavier_rr_me_guara.pdf: 3115978 bytes, checksum: 7db6ba36d2a9bfdf5cd273684d4a7265 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A exigência crescente por melhoria de qualidade, aumento de produtividade e redução de custos tem imposto contínua evolução aos processos de laminação e, consequentemente, aos processos e materiais empregados para a fabricação de cilindros. O desempenho dos cilindros é avaliado basicamente pelo tempo de permanência no laminador durante a operação, pelo consumo específico e pela qualidade superficial dos produtos laminados, todos relacionados a propriedades como resistência mecânica, tenacidade e resistência ao desgaste. Nesse trabalho foram avaliadas as propriedades mecânicas e a resistência ao desgaste abrasivo de um ferro fundido branco multicomponente empregado na fabricação de cilindros de laminação, submetido a diferentes condições de tratamento térmico. Foram propostas duas condições de tratamento térmico para essa avaliação, utilizando-se diferentes taxas de resfriamento após austenitização. Em cada condição proposta foram retiradas amostras durante as principais etapas do ciclo de tratamento térmico: após têmpera, após o primeiro revenimento e após o segundo revenimento. A microestrutura, as propriedades mecânicas obtidas pelos ensaios de flexão, dureza e tenacidade à fratura utilizando a metodologia chevron, assim como a resistência ao desgaste abrasivo obtida pelo ensaio pino-contra-disco, foram comparadas e correlacionadas nas diferentes condições de tratamento térmico. As características microestruturais da matriz foram modificadas conforme as taxas de resfriamento utilizadas após a austenitização. As amostras resfriadas dentro do forno apresentaram menor dureza, menor resistência ao desgaste e maior tenacidade à fratura que as amostras resfriadas ao ar. Não houve diferença significativa nas propriedades mecânicas após o primeiro revenimento para ambas as condições de resfriamento estudadas... / The growing demand for quality improvement, productivity increase, and costs reduction has been imposing a continuous evolution on the rolling processes and, as a consequence, on the processes and materials used in the rolls manufacturing. The rolls performance is basically evaluated by the available time during mill operation, by the specific consumption and by the surface quality of the rolled products, all of which related to properties such as mechanical resistance, toughness and wear resistance. In this work the mechanical properties and resistance to abrasive wear of a multicomponent white cast iron for rolling mill rolls, submitted to different heat treatment conditions were evaluated. Two heat treatment conditions were proposed for this evaluation, using different cooling rates after austenitization. During each proposed condition, samples were collected during the main stages of the heat treatment cycle: after quenching, after the first tempering and after the second tempering. The microstructure, the mechanical properties obtained from the bending, hardness and fracture toughness utilizing chevron-notch methodology, as well as the resistance to abrasive wear obtained from the pin-on-disc test, were compared and correlated in the different heat treatment conditions. The matrix microstructural characteristics were modified according to the cooling rates utilized after austenitization. The samples cooled inside the furnace showed lower hardness, lower wear resistance and higher fracture toughness than those air cooled samples. No major differences in the mechanical properties were noticed after the first tempering cycle for both cooling conditions under study. The results obtained from the bending tests were similar in the different heat treatment conditions. The wear rate showed a strong correlation with the matrix hardness. The same behavior was observed... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:37:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5597.pdf: 3304343 bytes, checksum: 0c450aff960d822ff2236d773f596f7f (MD5) Previous issue date: 2013-10-17 / This work describes for the first time an isocratic method in a single analytical run to quantify deacetyl iodixanol (iodixanol related compound C), iopentol (iodixanol related compound D) and cyclized iodixanol (iodixanol related compound E), as impurities in iodixanol. Iodixanol is a drug substance, dimeric, nonionic, water-soluble, used as a radiographic contrast medium, which is administered by intravascular injection. The impurities A and B were not evaluated in this work, since they are not commercially available as standards. The method was also validated for the quantitative assay, since there is no chromatographic method described in the current USP compendium for the assay. The impurities can be formed during the synthesis process of iodixanol, and it is important to quantify them due to their related toxicity. In this work, the reverse and hydrophilic interaction (HILIC) modes of elution were evaluated. The hydrophilic elution mode was selected due to good efficiency and selectivity. In both modes of elution, columns having the technology fused-core were used, since they demonstrate high efficiency due to their better mass transfer in comparison to conventional HPLC columns. The chromatographic separation was carried out on a kinetex® HILIC column (150 x 4.6 mm; 2.6 &#956;m) at 20 °C using acetonitrile-formic acid (pH 3.2; 1.0 mmol L-1) (92:08, v/v) at a flow rate of 0.8 mL/min. The compounds were monitored at 243 nm and the total time of analysis was 45 min. The method was validated in accordance with the current ICH guidelines for determination of impurities which include selectivity, linearity, accuracy, precision, limits of quantification and detection and robustness. The limits of quantification (LOQ) were 0.479; 0.0606 and 0.133 &#956;g/mL for the impurities C, D and E, respectively. Furthermore, the validated methods were tested in iodixanol samples. The test results of the analyses of impurities and assay in those samples are presented and discussed accordingly. / Este trabalho descreve pela primeira vez um método isocrático em uma única corrida analítica para quantificação das impurezas deacetil iodixanol (iodixanol composto relacionado C), iopentol (iodixanol composto relacionado D) e iodixanol ciclizado (iodixanol composto relacionado E) na matéria-prima iodixanol. Iodixanol é um composto dímerico, não-iônico, solúvel em água, usado para contraste para raios X com administração intravascular. As impurezas A e B não foram avaliadas neste trabalho, uma vez que não existem padrões disponíveis comercialmente dos mesmos. O método também foi validado para a quantificação de teor, uma vez que não existe método cromatográfico descrito no compêndio atual da USP para o teor. Estas impurezas podem ser formadas durante a síntese do iodixanol, e a importância da quantificação destas está relacionada à toxicidade. Neste trabalho foram avaliados os modos de eluição reverso e por interação hidrofílica (HILIC). O modo HILIC foi o selecionado, pois ofereceu boa eficiência cromatográfica com boa seletividade. Em ambos os modos, o uso de colunas de tecnologia fused-core foi empregado, por apresentar alta eficiência devido à sua melhor transferência de massa em comparação com as colunas analíticas convencionais. A separação cromatográfica foi conduzida utilizando-se a coluna analítica kinetex® HILIC (150 x 4,6 mm; 2,6 &#956;m) a 20 °C e acetonitrila ácido fórmico (pH 3,2; 1,0 mmol L-1) (92:08, v/v) com 0,8 mL/min de vazão. Os compostos foram monitorados a 243 nm e o tempo total de análise foi de 45 min. Os métodos foram validados em acordo com as recomendações atuais do ICH para a determinação de impurezas, nas quais incluem seletividade, linearidade, exatidão, precisão, limites de quantificação e de detecção, e robustez. Os limites de quantificação foram de 0,479; 0,0606 e 0,133 &#956;g/mL para as impurezas C, D e E, respectivamente. Deste modo, os métodos validados foram aplicados em amostras de iodixanol. Os resultados para a análise de impurezas e teor nestas amostras são, portanto, apresentados e discutidos.

O objetivo desta pesquisa é realizar um estudo sobre o desgaste abrasivo do ferro fundido branco alto cromo de acordo com a norma ASTM A532 II D, submetidas à diferentes faixas de temperatura de austenitização, decompondo a faixa de 950 a 1.150 ºC, amplamente usada nas fundições, em intervalos de 50 ºC. Esta liga foi escolhida para estudo em virtude de sua extensa aplicação na indústria de mineração, possuindo como principal característica a utilização em revestimentos de moinhos e martelos de britadores, onde a resistência ao desgaste abrasivo é exigida. Os corpos de prova foram caracterizados através de análise química, dureza, e estrutura metalográfica, avaliando as mudanças na microestrutura, e consequentemente, alterações nas propriedades de resistência ao desgaste abrasivo do material. Na avaliação das amostras, foi utilizada a microscopia ótica e, para simular a condição de desgaste abrasivo, determinando a perda de massa, foi empregando o abrasômetro do tipo roda de borracha, seguindo a norma ASTM G65. Os testes práticos demostraram que o ciclo de temperatura é uma etapa importante na determinação da dureza, que por sua vez, é uma característica fundamental à resistência ao desgaste abrasivo, visto que para o material estudado, quanto maior a dureza, maior foi a resistência ao desgaste abrasivo. / The objective of this research is to perform a study on the abrasive wear of high chromium white cast iron according to ASTM A532 II D, submitted to different austenitizing temperatures, in the range of 950 to 1150 ºC with 50 ºC steps, widely used in foundries. This alloy was chosen for study because of its extensive application in the mining industry, having as main characteristic the use in mill and hammer coatings of crushers where abrasive wear resistance is required. The specimens were characterized by chemical analysis, hardness, and metallographic analysis, evaluating the changes in the microstructure, and consequently changes in the abrasive wear properties of the material. In the evaluation of the samples, optical microscopy was used and, to simulate the abrasive wear condition, determining the mass loss, the rubber wheel type abrasive test was used, following the ASTM G65 standard. The practical tests demonstrated that the temperature cycle is an important step in determining the hardness, which in turn is a fundamental characteristic to the abrasive wear resistance, since for the material studied, the higher the hardness, the higher the resistance to abrasive wear.