O presente trabalho tem como objetivo conhecer o comportamento do aço inoxidável austenítico AISI 304L para o processo de Estampagem Incremental de Chapas (ISF - Incremental Sheet Forming), baseado nos parâmetros: raio da ferramenta RT, ângulo de parede a e passo vertical dz. Os experimentos baseiam-se na variante da Estampagem Incremental denominada Estampagem Incremental com Ponto Simples (SPIF - Single Point Incremental Forming). Foram realizados 29 ensaios, em três ferramentas com raios de 5, 8 e 10 mm. Basicamente, a estrutura empregada foi um dispositivo para fixação da chapa, um centro de usinagem vertical e um software de CAD/CAM. O melhor acabamento da superfície conformada medido através da média da rugosidade Rz foi alcançado com ferramentas de raio de 10 mm. Após a conformação, os corpos de prova apresentaram um significativo encruamento de seus grãos, o que conduziu parte da microestrutura originalmente austenítica a uma transformação martensítica induzida por deformação (efeito TRIP). Pode-se constatar também, que existe uma tendência do aumento do ângulo de parede aumentar a microdureza da região encruada. Os ensaios de Estampagem Incremental nesta pesquisa mostram que os gráficos das deformações exibem a tendência de que o modo como ocorrem as deformações, aproximam-se muito da deformação plana (Q2 0). / The objective of this work is to study the behavior of austenitic stainless steel AISI 304L during the ISF process (Incremental Sheet Forming). The study was based on the following parameters: tool radius RT, wall angle and vertical depth dz. The tests were based on a variation of the ISF process, called SPIF (Single Point Incremental Forming). A total of 29 tests were performed with 5, 8 and 10 mm of tool radius. Basically, the structure used was a rig for attachment of the sheet, a Vertical Machining Center and a CAD/CAM software. The best surface finish formed, measured by parameter RZ, was obtained with 10 mm of tool radius. After the forming, the specimens presented a significant mechanical hardening of the grains, which induced part of the microstructure originally austenitic to a martensitic transformation induced by deformation (TRIP effect). It can also be verified that there is a tendency that the increase of the wall angle increases the micro hardness of the mechanical hardened area. The graphs of strains show a trend: the deformation mode is very close to plane strain conditions (Q2 0).

No Rio Grande do Sul opera uma planta piloto que incinera resíduos do setor coureirocalçadista; o processo de gaseificação e combustão gera uma cinza contendo alto teor de cromo (~55% Cr2O3). O objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de aproveitamento do cromo da “cinza de couro” na produção de aço inoxidável (no reator Forno Elétrico a Arco), utilizando-se como ferramenta a Termodinâmica Computacional. Inicialmente fez-se um estudo sobre os fundamentos termodinâmicos dos sistemas envolvidos. Partiu-se de sistemas simples, com grau crescente de complexidade, avaliando-se a possibilidade de redução do Cr2O3(s) presente na cinza. Após esse estudo, foram realizadas simulações. Nas proporções analisadas, os resultados mostram que não acontece incorporação de cromo ao banho com a adição da cinza, na temperatura de 1600 ºC, pois a escória é saturada em cromo. Na temperatura de 1700 ºC é possível a adição de certa quantidade de cinza, mas, no entanto, sob condições muito especiais, e com baixo rendimento (no melhor resultado obtido, apenas 6% do cromo adicionado através da cinza de couro é incorporado à fase banho). Verificou-se ainda que variar a basicidade da escória causa efeito bastante significativo no retorno de cromo ao banho. Se a cinza de couro for adicionada a um sistema escória-banho que inicialmente contém pouco cromo (é o caso de aços baixa liga), a maior parte do cromo adicionado é incorporada ao banho. Ou seja, adicionar Cr2O3(s) em escória de aços que tem como especificação baixos teores de cromo resulta em melhor aproveitamento do cromo da cinza. Quanto ao sistema CaO-SiO2-CrOx-MgO , verificou-se que a existência de magnésio leva à formação de picrocromita (MgO.Cr2O3), fase de difícil redução pelo silício. Adicionando-se ainda alumina a esse sistema, não se observaram mudanças significativas. / In Rio Grande do Sul State (Brazil) has been working a pilot plant that burns footwear leather waste. The gasification/combustion process generates an ash with high chromium content (~55% Cr2O3). The aim of this work was to evaluate the possibility of using the “leather ash” in the stainless steel production (in the Eletric Arc Furnace), with the aid of computational thermodynamics. The thermodynamic fundamentals of the involved systems were investigated. The possibility of reduction of the Cr2O3(s) present in the ash was evaluated starting at simpler systems, with increasing degree of complexity. After this preliminary study was done, the simulations were carried through. The results showed that incorporation of chromium to the bath by ash addition does not happen in the temperature of 1600ºC, since the slag is saturated in chromium. In the temperature of 1700ºC, it is possible the addition of certain amount of ash, however with low income (in the best result, only 6% of chromium added through the leather ash was incorporated to the bath). It was showed that slag basicity causes a significant effect in the return of chromium to the bath. If the leather ash is added to a slag-metal system which does not contain chromium, or which contains only a low quantity of chromium, the majority of the added chromium will be incorporated to the bath. Thus, Cr2O3(s) addition can be carried out for the production of another kinds of steel (with lower chromium content). It has been verified that magnesium leads to the picrochromite (MgO.Cr2O3) formation; for this phase, the reduction by silicon is not possible. Adding aluminium to the slags results in no significant changes observed.

Neste trabalho foram desenvolvidos procedimentos de soldagem pelo processo GMAW (CCC e Pulsado) para o aço inoxidável superduplex UNS S32760. Esta pesquisa justifica-se pelo fato de que o desempenho dos aços duplex/superduplex pode ser severamente afetado pelas alterações metalúrgicas causadas pelos ciclos térmicos impostos durante a soldagem. Sendo assim, é constante a busca pelo desenvolvimento de processos de soldagem e procedimentos que mantenham as propriedades mecânicas e de resistência à corrosão em patamares que atendam os requisitos cada vez maiores da indústria petroquímica. O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência à corrosão do aço inoxidável superduplex UNS S32760 soldado pelo processo GMAW, empregando transferência metálica por Curto Circuito Controlado na raiz e Pulsada nos passes de enchimento e acabamento, sob três diferentes misturas gasosas (Ar-He-CO2, Ar-N2-CO2 e Ar puro). Também foi analisada a influência de diferentes condições de acabamento na solda de raiz (raiz como soldada, escovada, passivada e usinada) no ensaio de corrosão por pite. Foram realizados ensaios de corrosão segundo a norma ASTM G-48 e ensaios para a obtenção da Temperatura Crítica de Pite (CPT) segundo a norma ASTM G-150. Para melhor avaliar e discutir os resultados dos ensaios de corrosão foi realizado a quantificação de fases (contagem de ferrita/austenita), por microscopia ótica, além de avaliação da tenacidade por meio de ensaio Charpy. Os resultados mostraram que o processo GMAW não convencional, apesar do seu uso ainda estar bastante incipiente na indústria petroquímica, pode suprir a necessidade de um processo de alta produtividade com baixa energia de soldagem capaz de produzir juntas metalurgicamente adequadas. A preparação da superfície afeta diretamente os resultados no ensaio de corrosão, sendo o melhor acabamento (usinado) mais benéfico à resistência à corrosão. / In this work, welding procedures were developed using the GMAW (CCC and Pulsed) process for the UNS S32760 superduplex stainless steel. This research is justified by the fact that the performance of the duplex/superduplex steels can be severely affected by metallurgical changes caused by thermal cycling imposed during welding. So, its constant the search of the development of process and procedures to maintain the mechanical properties and corrosion resistance at levels that meet the increasing requirements of the petrochemical industry. The objective of this job was the evaluate the corrosion resistance of superduplex stainless steel UNS S32760 welded the GMAW process, using controlled short circuit metal transfer for the root and pulsed arc for the filling and capping runs under three different shielding gás (Ar-He-CO2, Ar-N2-CO2 and Ar). Also analyzed the influence of different finishing conditions of the weld root (as welded, brushed, pickled and machined) in the pitting corrosion test. Corrosion tests were performed according to ASTM G-48 and testing for the obtaining of critical pitting temperature (CPT) according to ASTM G-150. To better evaluate and discuss the results of corrosion tests was performed to quantify phases (counting the ferrite / austenite), by optical microscopy, and valuation of toughness by Charpy test. The results showed that non conventional GMAW process, although its use still to be quite incipient in petrochemical industry, it can supply the need of a process of high productivity with low heat input capable to produce committees appropriate metallurgy. The preparation of the surface directly affects the results in a corrosion test, being the best finish (machined) better resistance to corrosion.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2007 / Bibliografia: f. 96-97 / o intuito de melhorar o controle de qualidade dos processos de fabricação atualmente utilizados na indústria e atender as novas exigências de qualidade impostas pelo mercado, diversas técnicas de ensaios não destrutivos foram criadas. Porém o mercado aind / In the intuit of to improve the control of quality of the production processes now used in the industry and to assist the new quality demands imposed by the market, several techniques of non destructive testing were created. Even so the market doesn't sti

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2005 / Inclui bibliografia / Com o desenvolvimento de novas tecnologias nas áreas da bioengenharia, a ampliação dos conhecimentos voltados para novos materiais e novos processos tem sido bastante necessária. Para qualquer aplicação de determinado biomaterial, seja ele implantado ou t

A ortodontia pressupõe o uso de artefatos. Os bráquetes são ligados por fios ortodônticos, denominado arcos, para que possam ser movimentados juntamente com os dentes por sistemas de molas e ancoragens de vários materiais unidos por diferentes processos. Isto propicia uma pilha galvânica e liberação de níquel pelo aparelho. Atualmente existem materiais livres de níquel, porém os aços inoxidáveis possuem menor custo e maior facilidade de uso. A alergia ao níquel contido no aço inoxidável do aparelho causa desconforto e, em alguns casos, a interrupção do tratamento. Tal alergia provém dos íons de níquel liberados pelo aço inoxidável e transportados pela saliva até os tecidos do paciente. Este trabalho teve por objetivo aplicar a técnica dos anodos de sacrifício utilizada para a proteção catódica de estruturas metálicas expostas a meios salinos. Esta técnica foi aplicada na proteção do aço inoxidável e suas combinações com outros metais usados em tratamentos ortodônticos. Foram efetuadas várias combinações de anodos de sacrifício e eletrólitos em duas etapas de testes, com arranjos compostos por uma banda soldada com solda prata a um meio arco pré-contornado mais cinco bráquetes presos nele por um fio de amarril. Na primeira etapa foram avaliados quatro anodos de sacrifício amarrados aos arranjos e soluções aquosas com três salinidades obtendo-se em torno de cinquenta por cento de redução na liberação de níquel. A segunda etapa foi melhor sucedida e, a quantidade de níquel liberada, ficou abaixo do limite de detecção do equipamento de absorção atômica eletroquímica que foi utilizado neste trabalho. Nessa segunda etapa foram utilizados anodos de zinco e magnésio para a proteção e soro fisiológico com e sem fluoreto de sódio. O contato elétrico dos anodos de sacrifício com o aço inoxidável foi melhorado e, possivelmente, causou a menor liberação de níquel nesta etapa. Isto valida o método de proteção catódica na diminuição da liberação de níquel pelos aparelhos ortodônticos de aço inoxidável. / Orthodontics involves the use of artifacts. The orthodontic brackets are connected by wires, called arches, so that they can be moved together with the teeth by springs and anchoring systems of different materials together by different processes. This possibly creates a galvanic cell, and release of nickel by the device. Currently there are nickel-free materials. However stainless steels have lower value and ease of use. Allergy to nickel contained in the stainless steel unit causes discomfort and in some cases to discontinuation of treatment. This allergy comes from nickel ions released by stainless steel through the patient's saliva. This study aimed to apply the technique of sacrificial anodes used for cathodic protection of steel structures exposed to saline. This technique was applied to the stainless steel protection and their combinations with other metals used in orthodontic treatments. Various combinations of sacrificial anodes and electrolytes were made. Two stages of tests were carried out and arrangements consist of a welded band with silver solder in the middle pre-skirted five brackets bow stuck in it with amarril wire. In the first stage were evaluated four anodes sacrifice tied to the arrangements and aqueous solutions with various salinities yielding around fifty percent reduction in nickel release. The second step was more successful and the amount of nickel released, was below the detection limit of electrochemical atomic absorption device used in this work. In the second stage we used zinc and magnesium anodes for the protection and saline with and without sodium fluoride. The electrical contact of sacrificial anodes with stainless steel has been improved and possibly caused the lower nickel release at this stage. This validates the method of cathodic protection in the reduction of the release of nickel stainless steel orthodontic appliances.

O desenvolvimento de componentes com geometrias complexas e funcionalidade superficial representa um grande desafio científico atual. O processo Metal Injection Molding (MIM) tem representado, nos últimos anos, uma grande alternativa para a produção de aços com estas características e elevada produtividade. Existe uma crescente demanda referente ao estudo e utilização de aços inoxidáveis MIM e a melhora de suas propriedades mecânicas e metalúrgicas superficiais. Com a aplicação de engenharia de superfície é possível obter aumento da microdureza superficial, da resistência ao desgaste, da vida em fadiga e da resistência à corrosão. Uma das características emblemáticas dos aços MIM é seu maior volume de porosidade, quando comparado aos aços obtidos pelos processos convencionais. Destaca-se que o volume de porosidade pode ter efeito negativo em relação à resistência mecânica e à corrosão nestes aços. O volume de porosidade também colabora para que componentes produzidos por este processo sejam fortemente influenciados, por efeitos de erosão de bordas, e dificuldade de difusão uniforme, em regiões com furação, inibindo a homogeneização das camadas de compostos e difusão. Neste trabalho objetivou-se desenvolver as ligas em aços inoxidáveis a partir de pós metálicos aglutinados com polímeros e pesquisar as propriedades metalúrgicas e mecânicas superficiais, obtidas a partir da aplicação de tratamento termoquímico de Oxinitrocarbonetação (QPQ), nos aços inoxidáveis MIM AISI 316L e 17-4 PH e o efeito do acabamento intermediário jateado na resistência a corrosão, que representa modificação deste processo. Os ciclos de difusão utilizados foram referendados a partir de tempos de 30, 60 e 120 minutos utilizando-se temperatura de nitrocarbonetação 570ºC e de oxidação 380ºC. As avaliações das propriedades das amostras oxinitrocarbonetadas foram realizadas em ensaios de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microdureza Vickers, polarização potenciodinâmica anódica, difração de raios - X (para determinação das fases na camada de compostos) e difração de raios - X (para determinação de tensões residuais). Os resultados obtidos demonstraram efetivo aumento da microdureza superficial, formação de camada de compostos monofásica, melhora da resistência a corrosão e tensões residuais compressivas na superfície dos aços AISI 316 L e 17 4 PH MIM. / The development of components with complex geometries and surface functionality is a current scientific challenge. There is an increasing demand related to the study and use of stainless steel Metal Injection Molding (MIM) and the improvement of their surface mechanical and metallurgical properties. With the application surface engineering it is possible to obtain increased surface hardness, wear resistance, fatigue life and corrosion resistance. One of the iconic features of MIM steels is its largest volume of porosity, when compared to conventional steels. It is noteworthy that the volume of porosity may have a negative effect on the mechanical and corrosion resistance. The volume porosity also contributes to components produced by this process are strongly influenced by edge effects of erosion and uniform diffusion regions difficulty with drilling, inhibiting the mixing of compounds and diffusion layers. Other research has shown that high volumes of porosity may be associated with the presence of corrosive pitting progressively accentuate the deterioration of these materials. In this work we were researched surface metallurgical and mechanical properties of the thermochemical treatment application Oxinitrocarburizing- QPQ in stainless steel AISI 316L ME and 17 4 PH and the effect of the intermediate blasted finish on the corrosion resistance. Assessments of properties of the samples Oxinitrocarburizing by QPQ process were carried out in optical microscopy tests, scanning electron microscopy, Vickers hardness, anodic potentiodynamic polarization, diffraction X - ray (determination of the phases in the compound layer), and - ray diffraction x (residual stresses).The results demonstrated effective increase of the surface hardness, forming a single phase compound layer improves the corrosion resistance and compressive residual stresses on the surface of steels AISI 316 L and 17 4 PH MIM.

Esta tese tem por objetivo avaliar a incerteza de medição no ensaio de fadiga do aço inoxidável AISI 316L em corpos de prova instrumentados ensaiados em temperatura ambiente em três níveis de rugosidade. Para isso, foi utilizado o método matemático de Monte Carlo para calcular o valor da incerteza com base nas variáveis de entrada. Para atingir esse objetivo foram realizados diversos ensaios de fadiga utilizando um número de corpos de prova suficientes para garantir confiabilidade estatística conforme norma ASTM E739-10 (ASTM, 2010), a uma frequência de ensaio de 20 Hz e razão de carregamento de 0,1. Nesta etapa 36 corpos de prova foram divididos em três grupos com valores de tensão 480, 500 e 520 MPa com três níveis de rugosidade distintos. Para o desenvolvimento do modelo matemático, cada fonte de incerteza teve distribuição de probabilidade determinada com base no comportamento estatístico característico de cada variável. Sendo assim, a partir de um modelo matemático desenvolvido foi possível determinar incerteza de medição do valor da tensão corrigida e do n° de ciclos, com uso do software Matlab®. Os resultados de incerteza de medição foram comparados aos valores obtidos pelo método Kragten, mostrando valores semelhantes entre os dois métodos matemáticos. / This thesis aims to evaluate the measurement uncertainty in the fatigue test of AISI 316L stainless steel in instrumented specimens tested at room temperature in three levels of roughness. For this, the mathematical method of Monte Carlo was used to evaluate the value of uncertainty based on the input variables. To achieve this goal several fatigue tests using a number of specimens sufficient to ensure statistical reliability according to ASTM E739-10 (ASTM, 2010) at test frequency of 20 Hz and stress ratio of 0.1 were tested. In this step 36 specimens were divided into three stress values of 480, 500 and 520 MPa with three different levels of roughness. For the mathematical development, each source of uncertainty probability distribution was initially determined based on the statistical behavior characteristic of each variable. A mathematical model was derived to determine the uncertainty of the stress value and number of cycles, using the Matlab® software. The combined uncertainty of results were compared to values obtained by Kragten method, showing similar values between the two mathematical methods.

A microestrutura típica dos aços inoxidáveis duplex (AID) e superduplex (AISD) proporciona uma excelente combinação de resistência à corrosão e propriedades mecânicas. Como resultado, os AID e AISD possuem aplicações na indústria do óleo e gás, papel e celulose, química, petroquímica e geração de energia. Neste trabalho, foi realizado um estudo com o objetivo de analisar a influência de diferentes frações volumétricas das fases ferrita (d) e austenita (g) nas propriedades mecânicas do aço UNS-S32760. Inicialmente foi realizado um estudo termodinâmico-computacional, a fim de acompanhar a evolução das fases em termos de quantidade e composição química no intervalo de temperaturas compreendido entre 1050°C e 1150°C. Após as simulações termodinâmicas, foi realizada a caracterização mecânica e metalúrgica do aço em estudo. Assim, tendo por base as simulações termodinâmicas e objetivando-se analisar a evolução das fases ferrita e austenita, foram realizados tratamentos isotérmicos em diferentes tempos e temperaturas. Para tanto, fez-se uso (i) do software de simulação termodinâmica FactSage v. 6.4, (ii) técnicas metalográficas e DRX e, (iii) de uma máquina de ensaios universal. Os resultados mostraram que as frações volumétricas das fases ferrita e austenita são função do tempo e temperatura empregados e indicaram, também, forte correlação entre a morfologia e distribuição das fases e as propriedades mecânicas do aço inoxidável superduplex UNS-S32760. / The typical microstructure of duplex (DSS) and superduplex (SDSS) stainless steels provides an excellent combination of corrosion resistance and mechanical properties. As a result, DSS and SDSS have applications in the oil and gas industry, pulp and paper, chemical, petrochemical and power generation. In this work, a study was conducted in order to analyze the influence of different volume fractions of ferrite and austenite phases on the mechanical properties of UNS-S32760 steel. Initially a computational thermodynamic study was conducted in order to follow the phase evolution in terms of amount and chemical composition in the temperature range between 1050°C and 1150°C. After the thermodynamic simulation, the mechanical and metallurgical characterization of the steel under study were carried out. Thus, based on the thermodynamic simulations and aiming to study the development of ferrite and austenite phases, isothermal treatments were performed at several time span and temperature. Consequently, (i) the thermodynamic simulation software FactSage v. 6.4, (ii) metallographic techniques and XRD and, (iii) a universal testing machine were use. The results showed that the volume fraction of ferrite and austenite phases are a function of the time and temperature and also indicated a strong correlation between morphology and phase distribution and the mechanical properties of superduplex stainless steel UNS-S32760.

O objetivo deste estudo é qualificar reparos realizados através do processo de Soldagem por Fricção com Pino Consumível (SFPC), ou Friction Hydro Pillar Processing (FHPP) em chapas de aços inox duplex SAF 2205 (AID UNS S31803). Em paralelo, fazer uma comparação relativa ao mesmo material reparado com o processo TIG (GTAW). Após a obtenção das juntas reparadas em ambos os processos, estas passaram por rigorosa análise microestrutural e ensaios mecânicos para, dessa forma, qualificá-las através de critéios usuais recomendados em normas para utilização no restauro de estruturas que utilizam o material em questão. Foi utilizada a simulação termodinâmica para prever possíveis fases intermetálicas. Foram investigadas as propriedades metalúrgicas através de microscopia ótica e eletrônica de varredura, fractografia e Difração de Raios-X além de ensaios de corrosão. Já as propriedades mecânicas foram averiguadas através de ensaios de impacto, de dobramento e perfis de microdureza. Após qualificar ambos os processos com o objetivo de reparar estruturas que utilizam AID SAF 2205, foi obtida uma junta soldada livre de defeitos com os parâmetros aplicados: força aplicada em 25 kN, velocidade 7000 RPM, burn-off 9 mm e forjamento pelo período de 10 segundos. Dessa forma, o FHPP provou ser um processo de acordo aos critérios recomendados em normas. / The aim of this study is qualify repairs made through Friction Hydro Pillar Processing (FHPP) in plates of duplex stainless steel SAF 2205 (AID UNS S31803). In same time make a comparation with the Gas Tungsten Arc Welding processing (GTAW) using the same material. The processed joints repairs will be analyzed in microstructural and mechanical tests to qualify using criteria according standards used for structural repairs in this material. Was utilized the thermodinamics simulation to predict possible intermetallic phases. Were investigated the metallurgical properties with scanning electron microscope, fractography and X -ray diffraction in addition to corrosion test. The mechanical properties were investigated with impact tests, bending test and micro hardness profile. After qualify both repair processes using stainless steel sAF 2205, was obtained a weld free of defects with applied parameters: force 25 kN, speed 7000 rpm, bunr-off 9 mm and forging force during 10 seconds. Thus, the FHPP proved a suitable process according standards recommendations.