Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dionisio Mateo Cardille.pdf: 3138784 bytes, checksum: c27dcdc2765d16f7b30f2b6a5a588e37 (MD5) Previous issue date: 2009-08-18 / This study broaches the diesel engines cylinder liners waste concepts, characterizing abrasive waste, tribo-chemical waste and scuffing, with component external factors, like adultered fuel or with high sulfur level frequently found in Brazil. It presents the modern emissioned engines and the direct causes in the cylinder liners material requirement, with the tribologic evolution of piston, piston rings and cylinder. Some concepts of cylinders internal diameter surface finish and the direct involvement in the cylinder smooth, and the blow by flux besides oil consumption. The cylinder liners are manufactured in perlitic gray casting iron, and it was compared to a bainitic gray casting iron as alternative material, in order to satisfy the modern environment laws for emissions. The experiment technical was based on a dynamometric test in a 146kw diesel engine, during 500hs, with 27,4% overpower. The liners were assembled in the engine block in an intercalated way, avoiding benefits in the cylinders closer to the water pump. After the test, the liners were dimensioned with the respective piston rings. As result, was observed that the proposal bainitic material got a better waste resistance in comparison with the perlitic material, with a better dimensional stability. The piston rings presented similar waste when applied in both materials, respecting the project original tribological pair. / Este estudo aborda os conceitos de desgaste em camisas de cilindro para motores diesel, caracterizando desgaste abrasivo, tribo-químico e "scuffing", juntamente com fatores externos ao componente como a questão dos combustíveis adulterados ou com alto teor de enxofre, freqüentemente encontrados no Brasil. Apresenta o enquadramento dos motores nas modernas leis de emissões, e suas causas diretas na exigência de materiais para camisas de cilindro, juntamente com a evolução tribológica do conjunto pistão, anéis e camisa. Definem-se também alguns conceitos de rugosidade e acabamento superficial dos cilindros e suas implicações diretas no amaciamento neste componente, além do tema passagem de gases da câmara de combustão para o cárter (blow by) e consumo de óleo lubrificante. As camisas de cilindro são em sua maioria confeccionadas em liga de ferro fundido cinzento com matriz perlítica, a qual foi objeto de comparação com uma liga proposta de matriz bainítica, como material alternativo, visando satisfazer as condições impostas pela moderna legislação ambiental. A técnica experimental empregada baseou-se em um ensaio dinamométrico em um motor diesel de 146kw, porém submetido a plena carga durante 500hs, com 27,4% de acréscimo de potência. As camisas foram montadas no motor de forma a estarem intercaladas e evitando favorecimentos em cilindros mais quentes do bloco. Após o teste, as camisas de cilindro foram dimensionadas, juntamente com os respectivos anéis de pistão. Como resultado, observou-se que o material proposto em liga com matriz bainítica teve uma melhor resposta ao desgaste em comparação com o material de matriz perlítica, inclusive com uma melhor estabilidade dimensional. Os anéis de pistão tiveram desgaste similar em ambos os materiais, respeitando o par tribológico original de projeto.

Dentes tratados endodonticamente se encontram freqüentemente mutilados por cárie ou pelo próprio acesso ao canal. A estrutura dental remanescente necessita de tratamento especial para prevenir futuras fraturas. Quando uma grande parte da coroa dental foi perdida, é comum não haver retenção para a restauração na dentina remanescente. Nestas situações, uma restauração com retenção intracanal se faz necessária. Apenas a porção radicular pode oferecer a retenção apropriada para a instalação de uma coroa artificial estética e funcional. Diferentes técnicas podem ser usadas para a fabricação do retentor intra-radicular fundido. Neste estudo, foi escolhida a técnica direta para a confecção dos padrões de fundição em resina acrílica autopolimerizável. Usamos seis padrões metálicos com dimensões que simulavam dentes anteriores preparados para receber um retentor intra-radicular. Os condutos foram preenchidos com resina acrílica, usando um pincel bem fino, e pinos plásticos foram inseridos no interior dos canais. Após a polimerização do pino, adicionamos novas porções de resina acrílica para confecção das partes correspondentes aos núcleos. Essa técnica permite a correção de eventuais falhas, caso haja necessidade. Os padrões de fundição foram então incluídos em material de revestimento e fundidos em liga de níquel-cromo. O retentor intra-radicular fundido foi removido do revestimento e limpo. Apenas removemos os nódulos da superfície do metal, a qual recebeu, posteriormente, jateamento com óxido de alumínio. O objetivo deste estudo foi comparar a adaptação marginal de 54 retentores intra-radiculares fundidos, modelados com três resinas acrílicas autopolimerizáveis diferentes: 18 em DuraLay (Reliance Dental MFG Co., USA); 18 em Pattern Resin (GC Products, Japan); 18 em Cop Clas (Artigos Odontológicos Clássico Ltda., Brasil). Os retentores intra-radiculares fundidos foram assentados sobre os seis padrões metálicos. As fendas marginais foram observadas em microscópio eletrônico de varredura (MEV). As medições foram registradas e submetidas à análise estatística. Os resultados obtidos mostraram que: (1) Os retentores intra-radiculares fundidos obtidos de padrões de fundição modelados com a resina DuraLay mostraram-se significativamente melhor adaptados (42,31 µm ± 9,54 µm) quando comparados aos retentores intra-radiculares fundidos obtidos de padrões das resinas Pattern Resin (73,25 µm ± 32,86 µm) e Cop Clas (95,32 µm ± 45,02 µm) respectivamente; (2) Não houve diferença estatisticamente significante (p=0,273) na diferença média das fendas marginais dos retentores intra-radiculares fundidos modelados com a resina Pattern Resin e modelados com a resina Cop Clas (22,07 µm ± 13,13 µm). / Endodontically treated teeth are often mutilated by caries and access requirements. The remaining structure requires special treatment to prevent further destruction. When a large portion of the clinical crown has been lost, it is often impossible to achieve sufficient anchorage of a restoration in the remaining dentin. In such situations, a root-canal-retained restoration is required. Only the root portion can offer the needed retention for a functional and esthetic artificial crown. Different approaches can be taken to the fabrication of cast posts and cores. In this study, direct method was chosen to fashion it, by auto polymerizing acrylic resin. We used six standard metal patterns that simulate an anterior tooth prepared to receive cast post and core. Burn-out plastic patterns were fitted into the root canal and, using a fine sable hair brush, the polymer was introduced to fill the canal. After polymerization of the post, additional auto -polymerizing acrylic resin was added to form the core portion. This process can be repeated and correct if necessary. The acrylic resin patterns were then invested and casting was performed using nickel-chromium alloy. The cast was removed from investment. Cleaning was performed exclusively to remove the small positive nodules on the metal post and sandblast surface. The aim of this research was to compare the marginal fit of 54 cast posts constructed with three auto -polymerizing acrylic resins: 18 of DuraLay (Reliance Dental MFG Co., USA); 18 of Pattern Resin (GC Products, Japan); 18 of Cop Clas (Artigos Odontológicos Clássico Ltda., Brasil). The posts and cores were seated over the six standard metal patterns. Marginal discrepancies were bserved in scanning electron microscope (SEM). The measurements were registered and statistically analyzed. The results obtained showed that: (1) The cast post and core obtainedfrom DuraLay (42,31 µm ± 9,54 µm) had significant best fit than the cast post and core obtained from the others acrylic resins, Pattern Resin (73,25 µm ± 32,86 µm) and Cop Clas (95,32 µm ± 45,02 µm) respectively; (2) No significant statistic difference occur p=0,273) in the average marginal gap between the cast posts and cores obtained from Pattern Resin and Cop Class (22,07 µm ± 13,13 µm).

O pó de forno elétrico a arco (FEA) é gerado durante a fusão de sucata ferrosa nos fornos elétricos a arco e coletado predominantemente através de filtros de mangas. Esta substância é listada como resíduo sólido perigoso de fonte específica, K061, conforme a Norma ABNT NBR 10004:2004. As maiores empresas siderúrgicas semi-integradas do mundo têm adotado para o tratamento de pó de FEA, fundamentalmente três rotas: a recuperação de zinco e chumbo, através de dois processos complementares, um piro-metalúrgico, o Wäelz kiln e outro hidro-metalúrgico, o processo de dupla lixiviação Óxido de Wäelz; a inertização através da blendagem com a cal, aditivos e água, de forma a alcançar o pH da mistura >11, o que garante que metais pesados como o chumbo, cádmio e o zinco, presentes no pó de forno elétrico, não possam se tornar solúveis, evitando consequentemente, a sua lixiviação e a disposição em aterros industriais de resíduos sólidos perigosos. Sob a perspectiva da sustentabilidade, deve ser considerada a rota da recuperação de zinco e chumbo, que para ser viável necessita reunir a geração de pó de FEA de varias plantas, o que para um país com dimensões continentais pode ser um fator de insucesso. Esse trabalho trata da reciclagem do pó de FEA através do processo de sinterização de um compósito constituído de pó de FEA aglomerado com coque, carepa e fluorita cerâmica em pelotas, aplicável a uma planta unitária. Como resultado deste processo foram obtidos dois coprodutos, o aglomerado pré-fundido, APF, com teor de óxido de ferro superior a 70%, objeto do processo de sinterização e o concentrado de zinco, com teor de óxido de zinco maior que 50%, resultante da volatilização deste metal durante o processo de sinterização e coletado através de filtro de mangas. Complementarmente foi extraído aproximadamente 90% dos óxidos de chumbo e cádmio contidos no pó de FEA inicial. A produção do APF ocorreu em escala experimental dividida em três fases, a primeira fase foi efetuada com oito formulações distintas e comprovou através de análises químicas de espectrometria por fluorescência de raios X e difratometria de raios X, a viabilidade técnica da utilização somente de resíduos sólidos industriais para fabricação do APF. A segunda fase, também com oito formulações, definidas conforme planejamento de experimentos com delineamento fatorial, teve como objetivo identificar os principais efeitos das interações entre os componentes do APF, para obtenção da mistura com formulação ótima. A terceira fase testou a intensidade das variáveis, coque e fluorita cerâmica, para a extração do zinco. As duas primeiras fases dos testes de produção em escala experimental foram realizadas em uma planta piloto de sinterização de fluxo descendente e a terceira fase em uma planta piloto de fluxo ascendente, ambas instaladas na usina ArcelorMittal Piracicaba. O APF, com a formulação ótima, foi produzido em escala industrial na planta de sinterização Metalflexi, também instalada na usina ArcelorMittal Piracicaba, e testado em alto-forno de pequeno porte. O concentrado de zinco foi caracterizado quimicamente para se avaliar o uso em segmentos industriais que utilizem este elemento. / The electric arc furnace (EAF) dust is generated during melting of steel scrap in electric arc furnaces and collected mainly through bag filters. The EAF dust is listed as hazardous waste from specific source, K061, according to ABNT 10004:2004. The major semi-integrated steel companies in the world have adopted for the treatment of EAF dust, basically three routes: the recovery of zinc and lead, through two complementary processes, a pyro-metallurgy, Waelz kiln and other hydro-metallurgical the leaching process of double oxide Waelz; the blanketing by blending with lime, water and additives in order to achieve the pH of the mixture>11, which ensures that heavy metals like lead, cadmium and zinc, present in furnace residue, can not become soluble, thereby avoiding the leaching and disposal in landfills of hazardous waste. This work suggests recycling of the EAF dust by sintering of a composite consisting of EAF dust agglomerate to coke particles (carbon source), mill scale (iron source) and ceramic fluorite (adictive agent used like fluxant) into pellets, a process known as sintering. As a result of the process is expected to obtain two by-products, the pre-cast agglomerated, PCA, with iron oxide content exceeding 70%, object of the process of sintering and zinc dust, containing more than 50% zinc oxide resulting from volatilization of this metal during the sintering process and collected by bag filter. Addition is expected to extract approximately 90% of lead and cadmium oxide contained in the initial EAF dust. The production of the PCA occurred in experimental scale divided into three stages, the first stage was performed with eight different formulations and checked by chemical analysis by X-ray fluorescence spectrometer and X-ray diffraction, the technical viability of using only solid waste industrial manufacturing PCA. The second phase, also with eight formulations, defined as planning experiments with factorial design, was tested the main effects and the double and triple interactions between the components of the PCA, to obtain the optimal formulation. The third phase was checked the intensity of the variables, coke fluorite ceramics, for removing zinc of PCA. The first two stages of the production tests were carried out on a pilot scale in a pilot plant sintering downstream and the third phase in a pilot plant xii upstream, both installed in the plant ArcelorMittal Piracicaba. The PCA, with the optimal formulation was produced on an industrial scale in the sinter plant Metalflexi also installed at the plant ArcelorMittal Piracicaba, and tested in small blast furnace. The zinc dust was characterized chemically for application in industries that use this element.

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:41:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_MarcioAlexandreGoncalves_M.pdf: 7046476 bytes, checksum: c4116e182c526a80c0f1d8c7b1fe8d4a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Sabe-se que atualmente a competitividade das empresas é fator de sobrevivência. Assim, a busca por redução de custo é um constante desafio. Um aspecto dentro dos processos de fabricação que atua diretamente nesse tocante é o desenvolvimento de melhores ferramentas de corte. Este trabalho trata da reafiação de ferramentas de corte denominadas bedame, que possuem custo mais elevado que as demais ferramentas. O material usinado foi o ferro fundido nodular, que possui propriedades mecânicas características e consumir menor energia em sua fusão. Nos processos de usinagem são utilizadas as mesmas ferramentas para os ferros fundidos nodulares e cinzentos, porém o primeiro é um material dúctil, diferente do segundo que é frágil. Isso implica em um comportamento diferente na usinagem, mostrando que cabe neste caso uma melhor adequação das ferramentas de corte. Após a utilização de bedames novos, estes foram reafiados em quatro modelos diferentes. Posteriormente foram testados quatro tipos de revestimento PVD. Na sequência avaliou-se também a influência da velocidade de corte, avanço e concentração do fluido de corte. O critério adotado para a determinação do fim da vida dos bedames foi à qualidade da face usinada. Os ensaios foram feitos em sequência, sendo que o passo seguinte utilizava apenas os melhores resultados do passo anterior. Os resultados indicaram que bedames com ângulo de saída positivo, revestidos com AlTiN, usinando com menores velocidades de corte e avanço e com maior concentração de óleo no fluido de corte, apresentaram vida mais longa. Por outro lado, o mesmo bedame, só que revestido com TiCN e operando nas mesmas condições, apresentou a melhor relação custo benefício dentre os bedames reafiados. Concluiu-se assim que é viável economicamente a reafiação dos bedames / Abstract: It is known nowadays that the companies' competitiveness is a survival factor. So, the search for cost reduction is a constant challenge. One aspect of the manufacturing processes that act directly in this aspect is the development of better cutting tools. This work is about cutting tools to part materials named parting tools that has higher costs than the other cutting tools. The machined material was the nodular cast iron that has specific mechanical characteristics and demands less energy in its melting. In the machining processes it is usually used the same cutting tools to machine nodular and grey cast iron, but the first is ductile different from the second that is fragile. This implies in a different machining behavior, showing that is possible in this case a better adequation of the cutting tools. After using the new parting tools, they were resharpened in four different models. After that were tried four different PVD coatings. In the sequence it was also evaluated the influence of the cutting speed, the feed and cutting fluid concentration. The criteria adopted to determine the end of the parting tool life was the quality of the machined surface. The tests were carried out in sequence in such a way that the next step used just the best results of the former step. The results indicated that parting tool with positive rake angle, coated with AlTiN, operating in lower cutting speeds and feeds and with higher cutting fluid concentration, presented longer tool life. On the other hand, the same parting tool, but coated with TiCN and operating at the same cutting conditions, presented a better cost benefit relation among the resharpened cutting tools. It can be concluded that is economically feasible the parting tools resharpening / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T19:18:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferrer_JorgeAntonioGiles_D.pdf: 4540427 bytes, checksum: 047f6383d5c609fa0233000c16e0843b (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A maior parte dos estudos sobre o processo de fresamento frontal aborda a usinagem de superfícies planas sem descontinuidades, o que na prática dificilmente acontece. Normalmente existem superfícies interrompidas com furos, superfícies estreitas que são usinadas com fresas de diâmetro grande, devido a uma pequena porção de largura maior, superfícies com rebaixos de 90o, o que faz com que todas as outras superfícies tenham que ser usinadas com uma fresa com este ângulo de posição, etc. Este trabalho pretende abordar alguns problemas gerados pelo fresamento de superfícies como as citadas. Assim, os ensaios deste trabalho foram realizados em peças de ferro fundido do meio produtivo (carcaça de compressor do sistema de freio de ônibus), que contém 3 superfícies a serem fresadas com características diferentes umas das outras. No fresamento de desbaste utilizou-se ferramenta de metal duro e cerâmica e analisou-se a influência da velocidade de corte e sentido de usinagem (concordante e discordante) sobre a vida da ferramenta, a produtividade do processo e a potência de corte. No processo de acabamento analisou-se também a influência do desgaste sobre a rugosidade da peça, especialmente usando pastilha alisadora. As principais conclusões deste trabalho foram: a) em operações de superfícies com rebaixo de 90o, em que o corte discordante se inicia com espessura de corte igual a zero, o corte concordante teve melhor desempenho em termos de desgaste da ferramenta; b) superfícies estreitas que são fresadas com fresas de diâmetro grande, devido à existência de uma pequena porção de largura maior, e que não possuem rebaixos para serem usinados, apresentaram melhor desempenho em termos de desgaste de ferramenta quando usinadas no sentido discordante; c) estas superfícies tem maior desgaste quanto maior o número de descontinuidades que possuir; d) no acabamento é possível substituir o processo de desbaste e acabamento por um único passe usando uma pastilha alisadora no jogo de pastilhas de cerâmica / Abstract: Most of the works about face milling are carried out on uninterrupted flat surfaces, which, in industrial practice, rarely occur. Usually what occur are interrupted surfaces with holes, narrow surfaces which are milled with large diameter cutters, due to a small portion of the surface with larger width, surfaces with corners of 90o, which makes mandatory the use of a 90o cutter, etc. This work deals with some problems generated by the milling of surfaces like those. So, the experiments of this work were carried out in parts of gray cast iron used in industrial production (block of compressor of a bus brake system), which contain three surfaces to be milled, with different features. In the rough milling tests, carbide and ceramic tools were used and the input variables were cutting speed and cutting direction (up and down milling). Their influences on tool lives, process productivity and cutting power were analyzed. In the finish milling tests, besides these parameters, workpiece surface roughness was also analyzed. The main conclusions of this work were: a) in the milling of surfaces with 900 corners, in which the up milling initiates with chip thickness equal to zero in each cutting edge, the down milling presented better performance in terms of tool wear; b) narrow surfaces which are milled with large diameter cutter, due to the fact that they present a small portion with larger width and which do not have corners to be machined, presented better performance in terms of tool wear when milled using up milling; c) the higher the number of interruptions of these kind of surfaces, the larger is the tool wear; d) in finish milling it is possible to replace rough and finish pass by just one cutter pass using wiper inserts / Doutorado / Engenharia de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Para o correto dimensionamento da maioria dos componentes estruturais é necessário informações sobre a resposta do material quando submetido à fadiga de alto e baixo ciclo, bem como conhecer as propriedades monotônicas (não-cíclicas) e cíclicas dos materiais. Na literatura são encontradas amplas divulgações de dados sobre diversos materiais de engenharia (Ex. SAE J1099 Technical Report on Fatigue Properties). Porém, quando se trata de ferro fundido nodular estas informações são limitadas, sendo assim, visa-se neste trabalho caracterizar as propriedades monotônicas e cíclicas destes materiais em complemento aos trabalhos já publicados na literatura e propor métodos para a estimativa destas propriedades a partir da dureza. Faz-se necessário a proposição de métodos estimativos das propriedades mecânicas destes materiais baseados na dureza devido às suas grandes variações que são inerentes ao processo de fundição. Em um mesmo componente podem existir diferentes classes de ferro fundido, que apesar de possuir a mesma composição química, podem apresentar variações nas propriedades mecânicas devido à formação de diferentes estruturas metalúrgicas que são sensíveis às taxas de resfriamento do material que variam de acordo com as características geométricas da peça que está sendo fundida, principalmente a variação da espessura. Neste estudo a determinação das relações entre as propriedades monotônicas e cíclicas dos ferros fundidos nodulares foram obtidas a partir do tratamento dos dados publicados na literatura levando-se em consideração o índice de qualidade. Foi proposto um modelo contínuo com relação à dureza para a estimativa das propriedades monotônicas, do coeficiente de resistência cíclico e do expoente de encruamento cíclico e para a estimativa das propriedades cíclicas que experimentalmente demonstraram não ter correlação com a dureza foi proposto uma forma discreta, que consistiu na recomendação de valores típicos definidas por faixas de dureza. / For the correct design of the most part of structural components is necessary to have information about the material response under both high cycle and low cycle fatigue, as well as the knowledge of monotonic and cyclic materials properties. In literature a major publication of several engineering material data can be found (e.g, SAE J1099 - Technical Report on Fatigue Properties), but regarding to ductile iron this information is quite limited. Therefore, this work aims to characterize the monotonic and cyclic properties of this material in complementing to the available data in the literature and also make a proposition of methods to estimate this properties from hardness. The mechanical properties estimation model from hardness is relevant to take into account the inherent variations of casting process, which for the same chemical composition can be found different grades in a same part. This fact occurs due to the formation of different metallurgical structures that is influenced by cooling ratio which changes accordingly to geometrical characteristic of the part, especially the thickness variation. In this study the determination of the relation between monotonic and cyclic properties from hardness has been determined from literature data processing taking into account the Quality Index. For monotonic properties, the cyclic strength coefficient and the cyclic strain hardening exponent estimation has been proposed a continuous method based on hardness and for the cyclic properties that experimentally showed to remain independent of hardness has been recommended one set of properties for specific hardness ranges.

En la presente investigación realizada se evaluaron las propiedades físicas de los agregados, para el cual se ejecutó diseños de mezclas con la finalidad de determinar las propiedades mecánicas del concreto adicionado con viruta de acero fundido en porcentajes de 3% ,6% y 9% como reemplazo parcial del agregado fino. La finalidad de evaluar las propiedades mecánicas del concreto adicionado con viruta de acero fundido, es comprobar la resistencia a la compresión, tracción y flexión en los diferentes porcentajes y edades. Para los ensayos se realizaron diseños de concreto patrón y concreto con adición de viruta acero fundido, según la norma (ACI 211, 2009) para una resistencia a la comprensión de 210 kg/cm2. El estudio estimo la evaluación de las propiedades mecánicas del diseño de concreto patrón en estado fresco (temperatura, slump, peso unitario), y en estado endurecido (resistencia a la compresión, flexión y tracción), evaluación que se realizó también en el diseño de concreto con adición de viruta de acero fundido al 3%, 6% y 9%. Al finalizar los ensayos se observó que el diseño de estudio de concreto con adición de viruta de acero fundido aumenta su resistencia a la compresión, flexión y tracción. / In the present investigation carried out, the physical properties of the aggregates were evaluated, for which mixture designs were executed in order to determine the mechanical properties of the concrete added with molten steel shavings in percentages of 3%, 6% and 9% as partial replacement of fine aggregate. The purpose of evaluating the mechanical properties of concrete added with molten steel shavings is to check the resistance to compression, traction and bending in the different percentages and ages. For the tests, designs of standard concrete and concrete with addition of cast steel shavings were made, according to the (ACI 211, 2009) standard for a resistance to compression of 210 kg / cm2. The study estimated the evaluation of the mechanical properties of the pattern concrete design in the fresh state (temperature, slump, unit weight), and in the hardened state (resistance to compression, bending and traction), evaluation that was also carried out in the design of concrete with addition of 3%, 6% and 9% cast steel shavings. At the end of the tests, it was observed that the concrete study design with the addition of molten steel shavings increases its resistance to compression, bending and traction. / Tesis

Neste trabalho foi medida a tenacidade à fratura de quatro ligas fundidas com composição química base do aço AISI M2 – uma de composição química convencional (liga I), e as demais modificadas por adições de nitrogênio (liga II), cério (liga III) e antimônio (liga IV) – submetidas a tratamentos térmicos visando a decomposição do carboneto M2C, a esferoidização e engrossamento dos carbonetos produto M6C e MC, em altas temperaturas e por diversos tempos. A metodologia empregada nesta avaliação da tenacidade à fratura foi a dos corpos de prova curtos com entalhe chevron segundo ASTM E 1304-97, de forma a superar a necessidade do pré-trincamento por fadiga, procedimento de difícil controle e custoso em materiais como os aços rápidos temperados e revenidos. Verificou-se que a metodologia utilizada para obtenção e ensaio de corpos de prova chevron foi de fácil execução (comparada à metodologia convencional) permitindo grande número de experimentos. Para verificar a consistência dos resultados, em algumas condições, também se utilizou a metodologia convencional segundo a ASTM E 399-90, cujo pré-trincamento foi feito utilizando os procedimentos propostos por Harris e Dunegan. Os resultados obtidos para os aços fundidos foram correlacionados com os obtidos para outros aços rápidos convencionais (VM2, M2 Thyssen) e um aço rápido sinterizado (SINTER 23). A microestrutura foi caracterizada utilizando-se técnicas de ataques metalográficos diferenciais, metalografia quantitativa manual e computadorizada e microscopia eletrônica de varredura. A avaliação microestrutural indica que não ocorreu precipitação eutética do carboneto M6C, em nenhuma das ligas fundidas. O carboneto M2C apresenta morfologia tanto irregular (plaquetas – tipo 1) quanto regular-complexa (lamelas – tipo 2). As ligas I, III e IV, apresentaram a predominância da morfologia tipo 1 enquanto que a liga II modificada pelo nitrogênio, apresentou apenas a morfologia tipo 2. O carboneto MC apresentou-se com morfologia regular-complexa. Medidas do espaçamento interdendrítico indicam que não houve influência significativa dos elementos modificadores sobre este parâmetro. Ensaios de resistência à flexão, indicam pouca influência dos elementos modificadores, mas forte influência dos tratamentos térmicos sobre o limite de resistência à ruptura transversal do aço fundido. Em todas as ligas, a resistência à flexão cresceu com o tempo de tratamento a 1200°C, bem como com a temperatura de decomposição em tratamentos por 2 horas. Análise das fraturas por microscopia eletrônica de varredura indicou que o crescimento das trincas se deu na região interdendrítica. O aço convencional apresentou resistência à ruptura transversal muito superior à dos aços fundidos. Os ensaios de tenacidade à fratura apresentaram resultados compatíveis com a literatura para os aços AISI M2 convencional e SINTER 23. Os resultados obtidos para o aço fundido, indicam queda nos valores de tenacidade à fratura nos materiais tratados a 1050°C com o avanço do tempo de tratamento; pouca variação dos valores com o tempo nas amostras tratadas a 1150°C; e aumento significativo da tenacidade à fratura com o tempo de tratamento a 1200°C. Os valores de tenacidade obtidos para os aços rápidos fundidos foram mais elevados que os obtidos para os materiais trabalhados e para o material sinterizado. / Fracture Toughness of four cast alloys with chemical composition based on the High-Speed Steel AISI M2 were measured. One of the alloys (alloy I) had the conventional AISI M2 composition, while the other three were modified by the addition of N (alloy II), Ce (alloy III) and Sb (alloy IV). The cast alloys were heat-treated in order to promote the decomposition of the M2C carbide as well as spheroidize and coarsen the product M6C e MC carbides. The method chosen for measuring fracture toughness was based on the use of short rod and bar chevron notched samples, according to ASTM E1304 – 97, in order to evade the need for fatigue pre-cracking, notoriously difficult for High Speed Steels quenched and tempered. The chevron-notch method proved straightforward and allowed for successful testing a great number of specimens. Conventional compact sample fracture toughness, according to ASTM E 399-90, with pre-cracking obtained using Harris-Dunegan drop-weight procedure, was used to validate the results. The results for cast alloys were compared with conventionally produced High Speed Steels (VM2, M2 Thyssen) and with a powder metallurgy High Speed Steel (SINTER 23). Microstructural characterization was performed using selective etching of polished surfaces, manual and automated quantitative metallography and SEM. Microstructural evaluation of as-cast alloys showed that there was no eutectic precipitation of M6C carbides. The M2C carbides show an irregular eutectic morphology (Type 1- plates) as well as a regular-complex eutectic morphology. Measurements of interdendritic spacing did not detect any effect of the modification. The bending test rupture strengths did not vary with the addition of modifying elements, but increased with the time and temperature of decomposition, spheroidization and coarsening of carbides. Rupture strengths increased with the heat-treatment time at 1200°C as well as with increasing temperatures for 2 h heat-treatments. SEM examination of the fracture surfaces showed that crack preferential growth path was interdendritical. Conventional High Speed Steels tested in bending presented better results for the rupture strength than cast steels. Fracture toughness results for M2 conventional steels and for the SINTER 23 steel were similar to the results from the literature. Fracture toughness results obtained for cast steels diminished with increasing decomposition time at 1050°C, did not change much with increasing decomposition time at 1150°C, increased markedly withy increasing decomposition times at 1200°C. The fracture toughness results for the as-cast steels were higher than the results obtained for the wrought steels and for the powder metallurgy steel.

Gradientes térmicos induzidos no interior de componentes sujeitos a variações de temperatura durante o período de funcionamento podem provocar a ocorrência de tensões e deformações internas. A repetição destes ciclos térmicos pode causar a nucleação e a propagação de trincas por um processo denominado fadiga termomecânica. Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento da liga de alumínio A356-T6, processada nas condições fundida e tixoextrudada, sob fadiga isotérmica e termomecânica. Foram realizados ensaios de fadiga de baixo ciclo isotérmica para as temperaturas de 120 e 280°C, e ensaios de fadiga termomecânica em-fase e fora-de-fase para a faixa de temperatura de 120 a 280°C. O material tixoextrudado apresentou melhor desempenho em fadiga nas condições isotérmica e anisotérmica (termomecânica) devido a uma microestrutura globular com menor nível de porosidade. / Thermal gradients induced in components during service under temperature changes can cause internal stresses and strains. This cyclic thermal behavior can cause crack nucleation and propagation under a process denominated thermomechanical fatigue. Permanent mold casting and tixoextruded A356-T6 aluminum alloy behavior under isothermal and thermomechanical fatigue was study in this work. Isothermal low cycle fatigue tests were performed in temperatures of 120 and 280°C. In-phase and out-of-phase thermomechanical fatigue tests were carried out in temperature range from 120 to 280°C. The tixoextruded material presented better isothermal and thermomechanical fatigue performance due to a globular microstructure and lower porosity level.

As mudanças microestruturais, causadas pela adição de elementos de liga e pelos tratamentos térmicos, modificam as propriedades mecânicas e tribológicas dos materiais. Foi desenvolvido então um estudo em amostras de um ferro fundido branco de alto cromo com molidbênio e nióbio, procurando determinar os efeitos dos elementos de liga molibdênio e nióbio, na microestrutura deste material, através de medidas de dureza, dilatometria, ataque químico, microscopia eletrônica de varredura e,principalmente, a utilização de metalografia em altas temperaturas. A técnica de metalografia em altas temperaturas permite o estudo das mudanças microestruturais durante os ciclos térmicos, que foram programados, tendo como referência a curva TTT previamente traçada para este material, focalizando regiões onde não ocorrem mudanças de fase. Deste modo foram obtidas as aparências metalográficas em altas temperaturas e feito um estudo comparativo com as outras técnicas usadas. Com isto é possível melhorar o conhecimento sobre a microestrutura do material em questão e obter ligas com propriedades pré-determinadas. / The microstructural changes caused by the addition of alloying elements and by thermal treatments modify the mechanical and tribological properties of the materials. A study was develop on samples of molybdenum and niobium high chromium white cast iron, trying to determine the effects of molybdenum and niobium alloys elements on microstructure of this material through hardness measurements, dilatometry, chemical etching, scanning electron microscopy, and mainly, utilizing metallography at high temperatures. The metallography at high temperatures technic allows the study of microstructural changes during the thermal cyc1es, which were scheduled, having as reference the TTT curve previously traced to this material, focusing regions where changes of fase don\'t occur. So the metallographic appearances at high temperatures were obtained and it was done a comparative study using other technics. Because of that is possible to improve the knowledge of the material microstructure, which it has been studied, and to obtain alloys with predetermined properties.