Foram produzidas camadas de carbonetos por meio do tratamento termorreativo de difusão (TRD) em quatro ferros fundidos nodulares: um sem elemento de liga e outros três ligados com Cu, Cu-Ni e Cu-Ni-Mo, respectivamente; e um ferro fundido vermicular. O banho era composto por borato de sódio, alumínio, ferro-nióbio e/ou ferro-vanádio, a 1000 °C com tempo de permanência de tratamento de 2 horas. Realizou-se austêmpera, a partir dessa temperatura, em banho de sal fundido a 300 °C. As amostras foram caracterizadas por meio de microscopias óptica e MEV, EDS, DRX, ensaios de durezas Brinell e Vickers, Daimler-Benz Rockwell-C, ensaios de desgaste microadesivo, do tipo esfera fixa, e de corrosão por meio de ensaios de polarização potenciodinâmica. Os tratamentos TRD foram altamente eficientes para a produção de camadas de carbonetos uniformes e com boas aderências aos substratos, em todos os ferros fundidos em estudo. O ferro fundido nodular não ligado apresentou os menores valores de espessuras para as camadas produzidas de carbonetos simples de nióbio e de vanádio, tendo ocorrido um aumento dessas espessuras com a adição dos elementos de liga Cu e Cu-Ni, com exceção do Mo. As camadas apresentaram durezas acima de 2300, 2500 e 3050 HV para os casos dos carbonetos de Nb, V e Nb-V, respectivamente. As resistências ao desgaste das amostras foram aumentadas de 5 a 35x em relação aos substratos austemperados. As camadas apresentaram resistências a corrosão muito superiores as dos substratos, indicando a grande eficácia do tratamento TRD para todos os materiais estudados. Os compostos produzidos, constituídos por um substrato otimizado e de camadas de elevados desempenhos tribológicos, tornam-no altamente indicado para as condições severas de uso. / Carbide layers were produced by thermo-diffusion treatment (TRD) in four nodular cast irons: one without alloying element and the other three bonded with Cu, Cu-Ni and Cu-Ni-Mo, respectively; and a vermicular cast iron. The bath was composed of sodium borate, aluminum, iron-niobium and/or iron-vanadium, at 1000 °C with treatment time of 2 hours. The austempering treatment was carried out at 300 °C for 4 hours in a molten salt bath. The samples were characterized by optical microscopy and SEM, EDX, XRD, Brinell and Vickers hardness tests, Daimler-Benz Rockwell-C, microadhesive wear test (fixed ball type) and corrosion tests using potentiodynamic polarization. The TRD treatments were highly efficient for the production of uniform carbide layers with good adhesion to the substrates in all cast irons under study. Non-alloyed nodular cast iron presented the lowest thickness values for the layers produced from simple niobium and vanadium carbides, with an increase in these thicknesses with the addition of Cu and Cu-Ni alloys, with the exception of Mo. The layers achieved hardness above 2,300, 2,500 and 3,050 HV for the carbides of Nb, V and Nb-V, respectively. The wear resistance of the samples was increased from 5 to 35x in relation to the austempered substrates. The layers presented corrosion resistance far superior if compared to those of the substrates, indicating the great effectiveness of the TRD treatment for all the studied materials. The compounds, consisting of an optimized substrate and layers of high tribological performances, makes it highly suitable for severe conditions of use.

A constante busca por motores com maior eficiência energética, requer a introdução de novos materiais ou inovações nas rotas de fabricação dos materiais existentes. O presente trabalho busca, a partir de rotas de tratamento térmico, soluções para minimizar o desgaste originado no contato entre corpos metálicos em componentes submetidos a altas pressões de contato em regime lubrificado. A modificação microestrutural a partir de tratamentos térmicos originou matriz martensítica relativamente dura com uma dispersão refinada de nódulos esféricos de grafita, que atuariam como lubrificantes sólidos. O estudo baseou-se em dois ferros fundidos (cinzento e branco) submetidos a tratamentos de austenitização seguidos de tempera em óleo e revenimento em diferentes tempos. Ensaios de dilatometria foram efetuados nos dois materiais para estudar a cinética de grafitização secundaria sob diferentes condições de tratamento térmico. As propriedades mecânicas foram avaliadas por medidas de dureza Vickers das amostras tratadas termicamente. Amostras de ferro fundido cinzento e de branco modificado por tratamentos térmicos foram ensaiadas em teste de desgaste por deslizamento, com intuito de avaliar a influência de modificações na superfície no coeficiente de atrito. / The constant search for engines with higher energy efficiency requires the development of new materials or manufacturing innovations on the routes of existing materials. In the present work, heat treatment routs were investigated to minimize wear originated at the contact between metallic bodies into components subjected to high contact pressures in lubricated regime. Microstructural modification from heat treatments yielded relatively hard martensitic matrix with a fine dispersion of spherical graphite nodules, which act as solid lubricants. The study was based on two cast iron (gray and white) undergoing treatments of soaking (austenitizing) followed by quenching in oil and tempering at different times. Dilatometry tests were performed on both materials to study the kinetics of secondary graphitization under different heat treatment conditions. Mechanical properties were evaluated from Vickers hardness of the thermally treated samples. Samples of gray cast iron and white modified by heat treatments were tested in sliding wear test, in order to assess the influence of changes in the surface friction coefficient.

Motores de combustão interna são submetidos a carregamentos térmicos e mecânicos que podem resultar em trincas devido ao fenômeno de fadiga termomecânica, FTM. Ferros fundidos tem sido uma escolha comum para a fabricação de blocos e cabeçotes de motores a diesel. Para melhorar o desempenho dos motores é importante ter uma compreensão clara do comportamento em FTM destes materiais, permitindo a previsão de vida, melhorando as propriedades de novas ligas, bem como aumentar a confiabilidade desses componentes. Assim, este projeto teve como objetivo avaliar a vida em FTM de dois tipos de ferro fundido usado na fabricação de motores de combustão interna. Os testes foram realizados em um sistema de teste mecânico MTS 810, em controle de deformação com 100% de restrição (Δε = 0), utilizando um forno de indução de alta frequência para aquecimento e um dispositivo de resfriamento (condução e convecção), registrando as tensões e número de ciclos. Os ciclos térmicos aplicados simulam as condições de trabalho, em modo acelerado, de um motor de combustão interna, aplicando um ciclo térmico em forma de uma onda trapezoidal, com temperaturas mínimas e máximas de 50 e 420°C, respectivamente e um tempo de permanência de 180 s na temperatura máxima, e tempo de ciclo total de 300 s. Os resultados mostram que o ferro fundido vermicular apresenta uma vida em FTM maior que o ferro fundido cinzento porque a morfologia dos veios de grafita que atuam como concentradores de tensão no ferro fundido cinzento reduz acentuadamente a sua rigidez durante a tensão trativa, causando a formação de micro trincas em um número menor de ciclos. / Internal combustion engines are subjected to thermal and mechanical loads that may result in cracks due to thermomechanical fatigue phenomenon, TMF. Cast irons have been a common choice for the manufacture of blocks and cylinder heads of diesel engines. To improve the engines performance it is important to have a clear understanding of the FTM behavior of these materials, enabling life prediction, improving the properties of new alloys, as well as increase the reliability of these components. Thus, this project aims to evaluate the TMF life of two types of cast iron used in the manufacture of internal combustion engines. The tests were performed on a MTS 810 mechanical testing system, in displacement control and 100% restriction (Δε = 0), using a highfrequency induction furnace for heating and a cooling device (conduction and convection), recording the stresses, strains and number of cycles. The thermal cycles applied have heating and cooling cycles that simulate the work conditions, in accelerated mode, of an internal combustion engine, applying an trapezoidal wave shape, with minimum and maximum temperatures of 50 and 420°C respectively, and a 180 s dwell time at maximum temperature, and total cycle time of 300 s. The results showed that compact cast iron presents TMF life larger than the gray cast iron because the morphology of graphite flakes in the gray cast iron reduces markedly their rigidity during the traction portion of the tensile part of the cycle, causing the defects formation at smaller number of cycles. The thermomechanical behavior of these two types of cast irons are discussed in detail.

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.

O processo de roleteamento é um tratamento superficial, comumente utilizado em peças fabricadas em aços e ferros fundidos nodulares, em regiões onde há concentradores de tensões, com o intuito de melhorar as propriedades de resistência à fadiga. Este processo endurece e introduz tensões residuais compressivas na camada superficial do material, através de deformação controlada, provocando uma redução das tensões de tração que atuam na superfície da peça submetida a carregamentos cíclicos. Este trabalho teve como principal objetivo o estudo do efeito do roleteamento superficial sobre o comportamento em fadiga de um ferro fundido nodular de matriz perlítica, utilizado na fabricação de virabrequins pela indústria automobilística. Foram realizados ensaios de fadiga por flexão rotativa em corpos de prova lisos e com entalhe. Os corpos de prova com entalhe foram divididos em dois grupos, com e sem roleteamento superficial. Foi utilizado entalhe com geometria semicircular com raio de 1,20mm e profundidade de 0,70mm. Para o processo de roleteamento foi utilizado um rolete com diâmetro de 15,00mm e com raio de curvatura de 1,30mm e aplicada uma força de compressão de 2390N. A introdução de tensões residuais compressivas pelo trabalho a frio, dificultou a nucleação e a propagação de trincas na camada superficial dos entalhes roleteados. Isto ficou evidenciado pelo aumento do valor do limite de fadiga para 483MPa obtido para o material entalhado e roleteado, enquanto que para o material nas condições de sem entalhe e somente entalhado estes valores foram de 300MPa e 168Mpa, respectivamente. / Surface rolling is a mechanical treatment commonly used in parts fabricated with steel and ductile cast iron, specifically in stress concentration regions, to improve fatigue properties. This process hardens and introduces compressive residual stresses to the surface of the material through the application of controlled strains, thus provoking a reduction of resulting tensile stress at its surface under cyclic loading. This work deals with the effect of surface rolling on high cycle fatigue behavior of a pearlitic ductile cast iron used in crankshaft by automotive industries. Rotating bending fatigue tests were performed in both smooth and notched specimens. The notched specimens were divided into two groups: with and without surface rolling treatment. The specimens notch geometry was semicircular with radius of 1.20mm and depth of 0.70mm. The rolling treatment was carried out using a roller with diameter of 15,00mm, curvature radius of 1.30mm and a compression force of 2390N. The introduction of compressive residual stresses under cold work made difficult the nucleation and propagation of the crack on the rolled surface of the notch. It was confirmed by the increase of the endurance limit of the surface rolled specimens to 483MPa in comparison with the smooth and notched specimens, respectively, 300MPa and 168 MPa.

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-30T17:20:02Z No. of bitstreams: 1 DIS_THIAGO_MULLER_KURBAN_COMPLETO.pdf: 836404 bytes, checksum: ad618b257be45a043c611a1ad3235c6c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-30T17:20:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_THIAGO_MULLER_KURBAN_COMPLETO.pdf: 836404 bytes, checksum: ad618b257be45a043c611a1ad3235c6c (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / The present paper comparatively analyzes the reports prepared by international nongovernmental human rights organizations Amnesty International and HUMAN RIGTHS WATCH on the Israeli Operation Cast Lead. The Operation Cast Lead was a military offensive of great worldwide repercussion due to the significant number of Palestinian civilian deaths, the use of prohibited weapons and the controversy involving the Commission established by the United Nations Human Rights Council. The organizations selected for the work act in a large number of countries, have special consultative status with the UN Economic and Social Council, and have already received the Nobel Peace Prize. HRW's 2006 action in Lebanon allows to raise the hypothesis that such organizations can act influenced by external pressures and change their positions. The comparative analysis proposed here aims to verify the organizations' notes in order to test the hypothesis mentioned. / O presente trabalho analisa comparativamente os relat?rios elaborados pelas organiza??es n?o-governamentais internacionais de Direitos Humanos Amnesty International e Human Rigths Watch sobre a Opera??o Israelense Chumbo Fundido. A Opera??o Chumbo Fundido foi uma ofensiva militar de grande repercuss?o mundial pelo expressivo n?mero de mortes de civis palestinos, pelo uso de armamentos proibidos e pela pol?mica envolvendo a Comiss?o estabelecida pelo Conselho de Direitos Humanos das Na??es Unidas. As organiza??es selecionadas para o trabalho atuam em um grande n?mero de pa?ses, possuem status consultivo especial junto ao Conselho Econ?mico e Social da ONU, al?m de j? terem recebido o pr?mio Nobel da Paz. A atua??o da HRW em 2006 no L?bano permite levantar a hip?tese de que tais organiza??es podem atuar influenciadas por press?es externas e mudar seus posicionamentos.A an?lise comparada aqui proposta visa verificar os apontamentos das organiza??es de modo a testar a hip?tese mencionada.

Esse trabalho foi desenvolvido no escopo de um projeto de parceria entre o ITA e uma empresa brasileira produtora de blocos de motores. O objetivo desse trabalho se constituiu em analisar o processo de brunimento dos cilindros de um bloco V8 feito em ferro fundido de grafita compacta (CGI), estabelecendo as principais relações entre os parâmetros de entrada e o resultado do processo. A aplicação desse material em blocos de motores visa possibilitar um aumento da pressão interna de combustão, reduzindo assim a emissão de poluentes, além de possibilitar uma redução significativa no peso do motor. O brunimento é um processo de usinagem com geometria não-definida que visa obter cilindros com baixíssimos erros de forma e superfícies com qualidades especiais, como a superfície de platô que é ideal retenção de finas camadas de óleo. O CGI é um ferro com resistência mecânica superior ao ferro fundido cinzento e por esse motivo apresenta alguns desafios em seus processos de usinagem. Esse trabalho pretende então fornecer uma base de informações sobre a interação entre o processo e o material, e assim permitir avanços tecnológicos na linha de produção. Durante essa pesquisa, alguns resultados foram aplicados na produção e pôde-se alcançar resultados significativos, como o aumento da produção de 2,1 para 7,5 peças/hora com um perceptível aumento da qualidade do produto e do processo.

Um bloco de motor reúne boa parte das operações clássicas de usinagem, e a operação de furação é uma das que apresentam o maior tempo efetivo de corte, apresenta grande influência sobre os custos finais obtenção de tal produto. Uma das formas de reduzir este custo é aumentando a longevidade da ferramenta de corte, pode ser obtido através do uso de fluidos de corte, permitindo controle da temperatura, aumento da refrigeração do sistema e da lubrificação na região de corte, além de auxiliar na remoção de cavacos e particulados. A partir de tais pressupostos, este estudo teve por objetivo, a comparação do desempenho de três fluidos de corte de base vegetal em um ensaio de furação com uma broca de metal duro, sendo usinado um bloco de ferro fundido vermicular utilizado na fabricação de blocos de motores. Para isto, do ponto de vista metodológico, foram realizados ensaios tradicionais do tempo de vida da ferramenta com a análise de tempo de vida da broca em furos contínuos. Os critérios aplicados nos ensaios foram: o tempo de vida da broca em furos contínuos com profundidade definida, em percurso de material removido, até atingir a marca de desgaste de flanco (VB) limítrofe; análise dos cavacos quanto à forma e coloração durante o ensaio; as análises das propriedades químicas e microbiológicas dos fluidos de corte durante o processo de usinagem, obtendo-se uma avaliação dos riscos à saúde humana e ao meio ambiente.

Em todo momento novas tecnologias são desenvolvidas em diversas áreas de aplicação. Muitas destas novas tecnologias são focadas não só na resolução de problemas específicos, mas também na redução dos impactos causados ao meio ambiente. Os motores com combustão interna são comprovadamente grandes responsáveis por parte da poluição no meio ambiente, por isso são desenvolvidas pesquisas com o objetivo de melhorar seu rendimento e, ao mesmo tempo, reduzir os níveis de poluição gerados pelos mesmos. O ferro fundido vermicular (CGI) utilizado nos blocos de motores diesel é um recente desenvolvimento que permite a obtenção de melhor desempenho associado à menor emissão de poluentes e operação mais silenciosa. Em contra partida, o ferro fundido vermicular têm usinabilidade inferior aos materiais freqüentemente utilizados para esta finalidade. Por este motivo este trabalho foca no fresamento frontal de acabamento no ferro fundido vermicular, analisando tempo de vida de diferentes materiais de ferramentas de corte, como metal duro, cerâmica e CBN, e o acabamento superficial gerado por eles. Entre outros resultados encontrados neste trabalho, conclui-se o metal duro com ângulo de posição maior apresente maior tempo de vida para os parâmetros testados.

O Ferro Fundido Nodular Austemperado (ADI) vem despertando interesse no mercado por seu menor custo de fabricação e por seu elevado potencial de substituir, principalmente, o aço em peças que demandem por alta resistência mecânica e resistência ao desgaste. Esses fatores o convertem num material de engenharia cada vez mais utilizado, impondo-se em campos até então reservados a outras ligas e métodos de conformação. O tratamento térmico de austêmpera fornece uma microestrutura única, constituída de ferrita acicular e austenita estável rica em carbono, mais frequentemente denominada de ausferrita. Assim, o ADI oferece uma boa relação resistência/peso e uma boa combinação de resistências mecânicas. Contudo, a usinagem do ADI quando comparado com os outros ferros fundidos, apresenta um grande desafio. Dentro desse cenário, esse trabalho visa analisar as possibilidades e os métodos para tornar a sua usinagem mais rentável. O objetivo deste estudo foi o torneamento de alguns tipos de ADI, com o intuito de se verificar, em termos de usinagem, a viabilidade técnica e econômica do seu uso. Para tanto, em primeiro lugar realizou-se uma caracterização detalhada do material e em seguida foram realizados ensaios de vida de ferramenta variando-se parâmetros e ferramentas de corte. Também foram realizados ensaios para medição das forças de corte e análise dos cavacos, incluindo ensaios de quick-stop. Foram analisadas algumas características tribológicas do material através de um ensaio pino-sobre-disco e por ensaios de usinagem para medição da rugosidade. Os resultados desta pesquisa apontam algumas melhorias para o desenvolvimento de novos gumes, baseado nos mecanismos de desgaste encontrados. Verificou-se a presença do desgaste por lascamento do gume em vários ensaios, bem como os mecanismos de abrasão e de adesão. Diferindo-se dos ferros fundidos tradicionais, o cavaco é do tipo contínuo e o maior tempo de contato deste com a superfície de saída da ferramenta é decisivo no comportamento das ferramentas de metal duro. A ferramenta de metal duro microgrão da classe P10 obteve o melhor desempenho na usinagem do ADI, tanto em condições de desbaste quanto de acabamento.