Foi feita a caracterização eletroquímica do aço inoxidável austenítico UNS S31254 em meio de NaCl 0,11 mol L-1 na ausência e presença de soro albumina bovina (BSA) visando seu emprego em implantes ortopédicos. Foram empregadas como técnicas: medidas de potencial de circuito aberto, curvas de polarização, cronoamperometria, EIE, XPS, MEV, EDS e EEO. O comportamento eletroquímico do aço 254 foi comparado com o de outros aços empregados em implantes ortopédicos (ISO 5832-9, ASTM F138, e AISI 316L) na ausência e presença de BSA. O aço 254 se mostrou semelhante ao ISO 5832-9: encontra-se passivado desde o potencial de corrosão até o de transpassivação; a presença de inclusões de óxidos de cálcio e alumínio no aço 254 foi considerada a responsável por um potencial de transpassivação 100 mV menos positivo do que o observado com o aço ISO 5832-9. Foi detectada. além de óxido de Cr(III), a presença de Mo na forma Mo(VI) no filme passivo do aço 254. A ação da BSA, ora passivante ora catalisadora, depende de sua concentração, da natureza do substrato metálico, e do potencial na interfase metal-solução. A BSA modifica o mecanismo de oxidação do aço 254 e inibe seletivamente a dissolução dos seus elementos constituintes, em particular, níquel e cromo. / The electrochemical characterization of UNS S31254 has been made in 0.11 mol L-1 NaCl medium in the absence and presence of bovine serum albumin (BSA) in order to propose its application in orthopaedic implants. The techniques employed were: open circuit potential measurements, polarization curves, chronoamperometry, EIS, XPS, SEM, EDS and EEO. The electrochemical behavior of 254 SS was compared to that observed for ISO 5832-9, ASTM F138 and AISI 316L stainless steels, used in orthopedic implants, in the absence and presence of BSA. 254 SS is similar to ISO 5832-9 SS: it is passivated on the potential range between the corrosion and the transpassivation potentials; the presence of calcium and aluminum oxides can be responsible for the shift of about 100 mV to less positive potentials on the transpassivation potential when compared to ISO 5832-9 SS. The presence of Mo(VI) was detected beside Cr(III) as passivating film for 254 SS. BSA action depends on its concentration, the nature of the metallic substract and on the potential in the metal-solution interphase. BSA changes the oxidation mechanism of 254 SS and promotes the selective dissolution of the elements particularly nickel and chromium.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJRSM.pdf: 4296765 bytes, checksum: cc08b53294dde86bfbf1078e27e8a4eb (MD5) Previous issue date: 2004-08-30 / Although duplex stainless steels exhibit good performance in many severe corrosive environments, their corrosion resistance can be hampered by precipitation of chromium (Cr) rich phases during aging heat treatments. Microstructural changes and corrosion behavior in two alloys with high and low content of chromium were investigated. Duplex stainless steels samples were aged at low temperatures (300°C and 400°C) for 3000, 5000 and 7000 hours. The changes at the microstructure were followed during the annealing time using an optical microscopy and measurements of phase percentages. Nanohardness was used in order to identify the phase responsible for the increasing in the global hardness. Immersion tests in ferric chloride cloreto férrico (FeCl3.6H2O 10%) and surface analysis by XPS were conducted intending to quantify the depletion in the corrosion resistance and identify the oxides presented in the surface oxide layer. G phase precipitation and α phase due to spinodal decomposition was identified by transmission electron microscopy. It was detected that the micro-structural changes affect the global properties, remarkably the global hardness and the corrosion resistance. TEM results showed that the Cr rich precipitation occurs manly in the ferritic phase. Spinodal decomposition and heterogeneous precipitation of G phase were found to be responsible for degradations of the corrosion properties. The results also showed a difference between the kinetics of precipitation of the lower Cr content sample and the higher Cr sample. The phenomena of precipitation and coalescence of Cr rich phases must be related with the increasing and decreasing tendencies of hardness, respectively and, inversely, the decreasing and increasing tendency of the resistance to localized corrosion and corrosion rates, which were determined by two electrochemical techniques (Tafel extrapolation and polarization resistance methods) and were compared with the rates determined by weight-loss measurements. / Embora os aços inoxidáveis duplex apresentem boa performance em vários ambientes corrosivos, esta resistência à corrosão pode ser comprometida pela precipitação de fases ricas em cromo (Cr) durante os tratamentos de envelhecimento. As alterações microestruturais e do comportamento à corrosão em duas ligas com alto teor de cromo e baixo teor de cromo foram estudadas. Amostras de aços inoxidáveis duplex foram envelhecidas a baixas temperaturas (300ºC e 400ºC) por tempos de 3000, 5000 e 7000h. As alterações na microestrutura foram observadas durante o tempo de tratamento usando microscopia óptica e com isso medindo-se as porcentagens de fases. Análises de nanodurezas foram utilizadas para identificar a fase responsável pelo aumento da dureza global da liga. Testes de imersão em cloreto férrico (FeCl3 10%), seguindo a norma ASTM G 38, à temperatura ambiente, e analise de superfície pelo XPS foram realizadas com o intuito de quantificar a queda da resistência à corrosão e identificar os óxidos presentes na superfície da camada oxida. A precipitação de fases G e α devido a decomposição spinodal foi identificada pela microscopia eletrônica de transmissão, e que este fenômeno associado às mudanças microestruturais afetaram as propriedades globais, especialmente a dureza global e a resistência à corrosão. Os resultados do TEM mostraram que as precipitações ricas em Cr ocorrem principalmente na fase ferritica. A decomposição spinodal e a precipitação heterogênea de fase G foram as responsáveis pela degradação das propriedades de corrosão. Os resultados também mostram uma diferença entre as cinéticas de precipitações das amostras contendo alto teor de Cr e baixo teor de Cr. Os fenômenos de precipitação e coalescencia das fases ricas em cromo são relatados pelas tendências de aumentos e decréscimos da dureza, respectivamente e, inversamente, os decréscimos e aumentos da resistência à corrosão localizada e taxas de corrosão, as quais foram determinadas por técnicas eletroquímicas (Extrapolação de Tafel e método de resistência à polarização) e foram comparados com as taxas determinadas por perda de massa.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3977.pdf: 12520615 bytes, checksum: 497a1cab19fc5cc6bb11416d048f7316 (MD5) Previous issue date: 2011-03-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work, the corrosion behavior of three Fe-Mn-Si-Cr-Ni (Co) shape memory stainless steels (SMSS) in aggressive environments was characterized. The electrochemical corrosion behavior in 0.5 M H2SO4 solution was obtained by potentiodynamic polarization, linear polarization, potential decay curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and Mott-Schottky analyses. Localized corrosion resistance was evaluated by potentiodynamic polarization measurements in 3.5% NaCl solution. The corrosion performance in highly oxidizing environments was evaluated based on immersion tests in boiling HNO3 solution. The passive film composition was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The test results were compared with that of a type 304 (SS 304) austenitic stainless steel. The three SMSSs exhibited a passive behavior in 0.5 M H2SO4 solution; however, their anodic behavior in the active dissolution region was markedly different. The passive current densities of the SMSSs were similar to that of SS 304, although the critical anodic current required for passivation was higher. The corrosion rate of the SMSSs in 0.5 M H2SO4 solution was much higher than that of SS 304. It was observed that the amount of Cr and Mn plays an important role in the corrosion behavior of SMSS. The XPS analyses indicated substantial Si content (in the chemical form of a silicate) in the anodic passive films formed on SMSS. Mott-Schottky analyses suggested that the Si acts as a dopant in the films, making them less defective and thicker than the films formed on SS 304. Due to their high manganese content, SMSSs are highly prone to pitting corrosion in chloride environments. SMSSs exhibit better corrosion resistance than SS 304 in highly oxidizing environments. / Neste trabalho, a resistência à corrosão de três ligas inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-Ni-(Co) com efeito de memória de forma (EMF) foi caracterizada em ambientes corrosivos. O comportamento eletroquímico em solução de ácido sulfúrico (H2SO4) 0,5 M foi obtido por polarização potenciodinâmica, polarização linear, curvas de decaimento de potencial, impedância eletroquímica e gráficos de Mott-Schottky. A resistência à corrosão localizada foi avaliada por testes potenciodinâmicos em solução de cloreto de sódio (NaCl) 3,5%. A resistência à corrosão em ambiente fortemente oxidante foi avaliada por ensaios de imersão em solução de ácido nítrico (HNO3) em ebulição. A composição do filme passivo foi analisada por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Os resultados foram comparados com o de um aço inoxidável AISI 304. As três ligas com EMF apresentaram passividade em solução de H2SO4 0,5 M, no entanto, o comportamento anódico das ligas na região de dissolução ativa foi notavelmente diferente. Os valores de densidade de corrente passiva das ligas foram próximos ao do aço inoxidável AISI 304, no entanto a densidade de corrente crítica necessária para o início da passivação foi maior. A taxa de corrosão da ligas com EMF foi muito maior do que a do aço inoxidável AISI 304 em solução de H2SO4 0,5 M. Os teores de Cr e Mn têm grande influência na resistência à corrosão dessas ligas. As análises por XPS revelaram um filme passivo rico em Si4+ (na forma química de silicato). Os gráficos de Mott-Schottky sugerem que a alta proteção dos filmes passivos formados anodicamente em solução de H2SO4 0,5M está associada à incorporação de Si4+. O Si4+ age como um dopante nos filmes, tornando-os menos defeituosos e mais espessos do que os filmes formados no aço inoxidável AISI 304. Devido ao elevado teor de Mn (8-14 % em peso), as ligas inoxidáveis com EMF são muito propensas à corrosão por pites em ambientes com cloretos. As ligas inoxidáveis com EMF exibem melhor resistência à corrosão do que o aço inoxidável AISI 304 em ambientes fortemente oxidantes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6243.pdf: 18142395 bytes, checksum: 97db798d226a0777a207cf83fc5a4e14 (MD5) Previous issue date: 2014-06-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work was studied the influence of interpass time on the recrystallizationprecipitation interaction occurring during the thermomechanical processing of ISO 5832-9 austenitic stainless steel, which has high contents of niobium (0.28%) and nitrogen (0.35%). The simulation of the industrial processing was carried out through hot torsion testing with multiple deformations in continuous cooling, in which the interpass time ranged between 5 and 50 s. The obtained plastic flow curves showed that shortest interpass times lead to increased levels of stress during straining and that the non-recrystallization temperature for this steel is close to 1100°C. The microstructural evolution was investigated by interrupting the tests on certain deformations before and after Tnr, and for this it was used the microscopy techniques of optical, transmission electron and scanning electron associated with electron backscattered diffraction. Small interpass times resulted in a larger volume fraction of small precipitates (< 50 nm) and smaller grain sizes. It was observed that dynamic recrystallization also occurs, and that these smaller precipitates were effective in pinning grain boundaries and dislocations (continue...). / No presente trabalho foi avaliada a influência do tempo entre passes na interação recristalização-precipitação durante o processamento termomecânico de um aço inoxidável austenítico com altos teores de nióbio (0,28%) e nitrogênio (0,35%), o ISO 5832-9. A simulação do processamento industrial foi realizada por meio de ensaios de torção a quente com múltiplas deformações em resfriamento contínuo e com tempo entre passes variando entre 5 e 50 s. As curvas de escoamento plástico obtidas mostraram que menores tempos entre passes conduzem ao aumento dos níveis de tensão durante a deformação e que a temperatura de não recristalização deste aço está próxima de 1100°C. Investigou-se a evolução microestrutural interrompendo os testes em determinadas deformações antes e depois da Tnr e para tal foram utilizadas técnicas de microscopia ótica, eletrônica de transmissão e eletrônica de varredura associada com difração de elétrons retroespalhados. Tempos entre passes menores produziram maiores porcentagens de precipitados pequenos (< 50 nm) e tamanhos de grãos menores. Foi observado que a recristalização dinâmica também acontece e que estes precipitados menores foram eficientes no ancoramento dos contornos de grãos e discordâncias (continua...).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6680.pdf: 8910629 bytes, checksum: 2223220bfe27cba5df32a8d026e02fc8 (MD5) Previous issue date: 2014-07-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / Flow stress curves of ASTM F 138 austenitic stainless steel were obtained through isothermal hot torsion testing in the temperature range of 900- 1200oC and in the strain rate range of 0,01-10s-1, totaling 24 experiments. To understand the dynamic softening during hot working of this material, the shape of the flow stress curves and the parameters required to calculate activation energy for hot working were evaluated. Also, the semi-empirical equations describing these parameters as function of Zener-Hollomon parameter (Z) were obtained. Mathematical modeling of flow stress curves was developed taking into account the recovery parameter r and the Avrami exponent n. Processing maps were constructed using the Dynamic Materials Model. The attained microstructures were analyzed by optical microscopy and the microstructure evolutions under some processing conditions were evaluated by EBSD technique. These procedures were also used to obtain the recrystallized fraction, to identify what softening mechanism was operating and in which conditions it becomes more active. Due to the intermediate stacking fault energy level in this material (78mJ/m2), attained data indicate that dynamic softening occurs in a balance between dynamic recovery and dynamic recrystallization, with temperature having a determining role. At higher Z, extended dynamic recovery takes place and dynamic recrystallization becomes incomplete due to plastic instabilities such as localized flow. Lower Z values offer favorable conditions for complete dynamic recrystallization, even if were necessary to impose large straining. / As curvas de escoamento plástico do aço inoxidável austenítico ASTM F 138 foram obtidas por meio de ensaios de torção a quente isotérmicos contínuos, com temperaturas na faixa de 900 a 1200oC e taxas de deformação (&#61541;&) variando entre 0,01 e 10s-1, totalizando 24 ensaios. Com o intuito de compreender o amaciamento dinâmico deste material em altas temperaturas, as curvas foram avaliadas quanto à forma e foram determinados os parâmetros necessários para calcular a energia de ativação aparente para a deformação a quente e as equações semi-empíricas em função do parâmetro Z, de Zener- Hollomon. Realizou-se a modelagem matemática das curvas de escoamento plástico em função do parâmetro de recuperação r e da cinética de recristalização de Avrami de acordo com o expoente n, e os mapas de processamento deste aço foram construídos. As microestruturas resultantes dos ensaios foram analisadas por microscopia óptica e avaliou-se a evolução microestrutural em algumas condições de processamento por meio da técnica de EBSD a fim de obter a fração recristalizada do material, além de identificar os mecanismos de amaciamento atuantes e em quais condições de processamento estes se tornam mais efetivos. Pelo fato deste material possuir um valor intermediário de energia de falha de empilhamento (78mJ/m2), os resultados, quando avaliados em conjunto, indicam que o amaciamento ocorre num balanço entre recuperação e recristalização dinâmica, com a temperatura exercendo um papel fundamental neste aspecto. Para os maiores valores de Z, a recuperação dinâmica avança até deformações elevadas e a recristalização dinâmica não se completa devido à instabilidade plástica causada por fluxo localizado, enquanto que para menores valores de Z, as condições tornam-se mais favoráveis à recristalização, mesmo que necessitando de altas deformações para se completar.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2115.pdf: 7890832 bytes, checksum: 5bc60014a42c406eb2dff262ee5acc04 (MD5) Previous issue date: 2007-03-23 / Universidade Federal de Sao Carlos / Supermartensitic stainless steels are used in the oil and gas industry to the construction of line pipes which require welding operations. This process affects the corrosion resistance of the welded joint. Recently, new and advanced welding processes are being applied in the transversal joining of tubings. In this sense, welding processes as the Radial Friction which is characterized by a solid state process deserve special consideration. The aim of the present work was to evaluate the corrosion resistance in a welded joint of supermartensitic stainless steel by radial friction welding RFW, comprehending distinct regions as the base metal (BM), consumable ring (CR), and heat-affected zone/thermo-mechanically affected zone (HAZ/TMAZ). The corrosion resistance in terms of electrochemical behavior was studied by anodic polarization measurements in sulphuric acid solution. It was observed that the passive current density and the critical current density of the HAZ/TMAZ and CR diminished in comparison with that of the BM. The corrosion rate which was measured by the linear polarization method, in acid solutions, showed the same behaviour as in the anodic polarization. The susceptibility to intergranular corrosion was evaluated by means of the electrochemical potentiokinetic reactivation tests in the double loop version (DL-EPR). The degree of sensitization was calculated by determining the ratio of the reactivation current density to that of the activation current density, Ir/Ia. It was observed that the degree of sensitization of the HAZ/TMAZ and CR diminished in comparison with that of the BM. The localized corrosion resistance was evaluated by cyclic potentiodynamic polarization curves, measured in 3,5 % NaCl solution. The susceptibility to localized corrosion was analyzed by the determination of the pitting potential. It was possible to observe that the pitting potential of the HAZ/TMAZ and CR increased in comparison with that of the BM. The thermo mechanical cycles associated with the radial friction welding process significantly altered the microstructure of the HAZ/TMAZ and AC which improved the corrosion resistance of these regions, in comparison with the quenched and tempered BM. / Os aços inoxidáveis supermartensíticos são utilizados na indústria de petróleo e gás na construção de tubulações, cuja aplicação requer procedimentos de soldagem. Estes processos influenciam a resistência à corrosão da junta soldada. Recentemente, novos e avançados processos estão sendo aplicados na soldagem transversal de tubulações, dentre os quais se destaca o processo de soldagem no estado sólido Soldagem por Fricção Radial SFR. O objetivo desse trabalho foi estudar a resistência à corrosão, por meio de técnicas eletroquímicas, em diferentes regiões de uma junta soldada por SFR de aços supermartensíticos, a saber, metal de base (MB), anel consumível (AC) e zona termicamente afetada/zona termomecanicamente afetada (ZTA/ZTMA). O comportamento anódico de cada região foi estudado por meio de curvas de polarização anódicas em solução H2SO4 0,05 M. Foi observado que as densidades de corrente passiva (ipass) e as densidades de corrente crítica (icrit), das regiões ZTA/ZTMA e AC são menores que a da região MB. A taxa de corrosão foi medida pelo método da polarização linear em solução H2SO4 0,05 M. As variações das taxas de corrosão seguem a mesma tendência das mudanças de densidade de corrente nas regiões ativa e passiva das curvas de polarização. A suscetibilidade à corrosão intergranular foi avaliada por meio da técnica eletroquímica de reativação potenciocinética na versão de ciclo duplo (DL-EPR), com base no quociente entre a densidade de corrente de reativação (Ir) e a corrente de ativação (Ia). As regiões ZTA/ZTMA e AC apresentaram menor grau de sensitização (Ir/Ia) em comparação à da região MB. A resistência à corrosão localizada foi avaliada por meio de curvas de polarização cíclicas em solução de NaCl 3,5%, com base na determinação do potencial de pite de cada região. Foi observado que os potencias de pite das regiões ZTA/ZTMA e AC são maiores que o da região MB. Os ciclos termomecânicos associados ao processo SFR modificam sensivelmente a microestrutura das regiões ZTA/ZTMA e AC, aumentando o teor dos elementos Cr e Mo em solução sólida, tornando essas regiões mais resistentes à corrosão em comparação à estrutura temperada e revenida da região MB.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2287.pdf: 18321038 bytes, checksum: c48a6e450395341c48a1a9e46b92819a (MD5) Previous issue date: 2007-02-27 / The subject of this work was to study the mechanical properties, based in tensile and impact tests, of two stainless martensitic steels cast under designations of ASTM Standards, namely the CA15 steel, a steel with 12% of Cr, and the CA6NM steel, a steel with 12% Cr and 4% Ni. For both steel grades bar tests were machined out from Keel Block coupons test cast in sand molds bonded with no-bake resin, according to the ASTM designations. Before machining the Keel Blocks were heat treated according to the ASTM standards as following: solubilization, quenching and tempering. The effectiveness of the heat treatments and the results of the mechanical tests were evaluated by means of microstructural characterization using optical and scanning electron microscopies. The CA15 steel showed the presence of delta ferrite in the martensitic matrix, and a weak tendency to carbide precipitation. On the other hand, the CA6NM steel showed predominantly a martensitic structure and strong carbide precipitation. The effect of two quenching conditions, namely water and air, were investigated on the mechanical properties of CA15 and CA6NM steels and showed to be high significance. For both steels two distinct levels of tensile strength at room temperature were obtained, one inferior to 700MPa, and other superior around the 900MPa. In the CA15 grades were obtained higher values of area reduction and lower elongation values, when compared to the CA6NM grade. The tensile tests at higher temperature (500°C), led to a reduction of approximately 30% in the values of tensile strength for the CA15 steel. However, in the CA6NM steel, the reduction of the tensile strength was lower( less than 20%) due to presence of massive carbide precipitation. After impact tests at several temperatures for determination of the ductile-fragile transition temperature, according to the 20,6J criterion, the CA15 steel revealed a transition temperature beyond 10°C, while the CA6NM steel revealed values between -100 and -150°C. / A presente dissertacao, consiste no estudo das propriedades mecanicas, com base em ensaios de tracao e impacto de dois acos inoxidaveis martensiticos, fundidos sob designacoes da norma ASTM, o aco CA15, um aco com 12% de Cr e o aco CA6NM, um aco com 12% Cr, 4% Ni e 0,65% Mo. O trabalho atestou os dois acos CA15 e CA6NM, em condicoes equiparaveis de ensaios de tracao e impacto, a partir de corpos de prova tipo Keel Block fundidos em molde de areia aglomerada com resina, conforme as designacoes da norma ASTM. A efetividade dos tratamentos termicos e o resultado sob os ensaios mecanicos foram verificados por meio de ensaios de caracterizacao microestrutural: analise metalografica por microscopia otica e eletronica de varredura. No aco CA15 observou-se a predisposicao a obtencao de ferrita delta na matriz martensitica, e uma fraca tendencia a precipitacao de carbonetos. No aco CA6NM, tanto a microestrutura predominantemente martensitica, quanto a forte precipitacao de carbonetos, sao tracos marcantes. Os efeitos de dois meios de tempera: agua e ar, sob as propriedades mecanicas dos acos CA15 e CA6NM, foram investigados e se mostraram muito significativos. Para ambos os acos, duas classes de limites de resistencia a tracao em temperatura ambiente foram obtidas, uma inferior a 700MPa, e outra superior, em torno dos 900MPa. No aco CA15 obteve-se maiores valores de reducao de area e menores valores de alongamento, em comparacao com o CA6NM. Os ensaios de tracao a quente(500°C), revelaram uma reducao nos valores de limite de resistencia(em relacao ao obtido a temperatura ambiente), em torno dos 30% no aco CA15. Mas no aco CA6NM, a reducao do limite de resistencia atingiu valores baixos de ate 20%, devido a presenca massiva de carbonetos. Apos ensaio de impacto em diversas temperaturas, para determinacao da temperatura de transicao ductil-fragil segundo criterio 20,6J, o aco CA15 revelou temperaturas de transicao maiores que 10°C, enquanto que o CA6NM revelou valores de temperatura de transicao entre -100 e -150°C.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3107.pdf: 6254906 bytes, checksum: 73ea74c0286c326dea5191d461f409e7 (MD5) Previous issue date: 2009-11-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / In order to analyze the microstructure and to know the dynamic softening mechanics that take place during the hot work in F 138 stainless steel, physical simulation was carried out through continuous isothermal hot torsion tests in a wide range of temperatures and strain rates, covering the real conditions of processing used in the manufacture of orthopedic implants with this material. The plastic flow stress curves obtained in this study showed a typical behavior of dynamic recrystallization. Also was determined the peak and steady-state stresses (&#963;p, &#963;ss) and strains (&#949;p, &#949;ss) and also the value of apparent activation energy for F 138 stainless steel, which is Q = 475kJ/mol. Through the curves of work-hardening rate vs. equivalent stress (&#952; vs. &#963;), the values of critical stress (&#963;c) and strain (&#949;c) for initiation of dynamic recrystallization are obtained. The metallographic observation was used to measure the average grain size under all deformation conditions, and also for the pre-deformed grain, D0 = 85.1&#956;m. Thus it was possible to obtain empirical mathematical equations for the studied steel, which relate the processing parameters with the average grain size, since the resulting grain varies with processing conditions. The obtained data in this study will form a database which could be used in softwares of thermomechanical processing numerical simulation, which will permit the previous evaluation of resulting microstructure in a hot work processing of this material. / A fim de analisar a microestrutura e conhecer os mecanismos de amaciamento dinâmicos atuantes sob trabalho a quente no aço inoxidável F 138, foi feita a simulação física através de ensaios de torção a quente isotérmicos contínuos em uma ampla faixa de temperaturas e taxas de deformação, abrangendo as condições reais de processamento utilizadas na fabricação de próteses ortopédicas com este material. As curvas de escoamento plástico obtidas neste trabalho apresentaram um comportamento típico de recristalização dinâmica, de onde se determinou as tensões e deformações de pico e de estado estacionário e também o valor da energia de ativação aparente para o aço F 138, que é de Q = 475 kJ/mol. Através das curvas da taxa de encruamento vs. tensão equivalente obteve-se os valores da tensão e deformação críticas para início da recristalização dinâmica. A observação metalográfica permitiu medir o tamanho médio de grão resultante para todas as condições de deformação, e também para o grão pré-deformado, D0 = 85,1 &#61549;m. Com isso, foi possível obter parâmetros para formulação de equações matemáticas empíricas do aço em questão, que relacionam os parâmetros de processo.com o tamanho médio de grão, uma vez que o grão resultante varia com as condições de processamento. Os dados obtidos neste trabalho formarão um banco de dados para posterior simulação numérica em softwares de processamento termomecânico, que permitirão avaliar previamente a microestrutura resultante em um processamento a quente deste material. Assim, este trabalho foi realizado com o intuito de conhecer os mecanismos de amaciamento dinâmicos do aço F 138, bem como sua microestrutura resultante em uma extensa faixa de condições de deformação a quente, a fim de aperfeiçoar seu processamento industrial, no sentido de obter condições para melhorar suas propriedades mecânicas finais através do controle microestrutural.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3305.pdf: 8169022 bytes, checksum: 30d4be938d38ab25d6f8164584870c69 (MD5) Previous issue date: 2010-04-29 / This work deals about the surface modification of the AISI 410 martensitic stainless steel. The modification of steel surfaces is important for the improvement of its mechanical and tribological properties. Among the modification processes, there are coating, deposition of thin films, and ion implantation. The AISI 410 stainless steel is widely applied by manufacturers of steam turbine for the production of blades, rods, and valves, which are the components that suffer more the abrasion by water vapor. This work compares the main surface modifications employed in the AISI 410 stainless steel in order to define which the best deposition processes are regarding their final application (nitriding, carbonitriding, and boronizing). The structures, the morphologies, and the chemical compositions of the modified surfaces had been characterized by XRD. Also optical microscopy was used for the analysis of the microstructural modifications and measurement of the surface hardness. / A presente dissertação trata sobre modificação superficial do aço inoxidável martensítico AISI 410. A modificação de superfícies de aços é importante para a melhoria de suas propriedades mecânicas e tribológicas. Entre os processos de modificação, encontram-se o revestimento, a deposição de filmes finos e a implantação iônica. O aço inoxidável martensítico AISI 410 é um aço muito utilizado por fabricantes de turbina a vapor para a confecção de palhetas, hastes e válvulas, que são os componentes que mais sofrem desgaste por abrasão do vapor d água. A presente dissertação trata sobre as principais modificações superficiais utilizadas em aços inoxidáveis martensíticos AISI 410, de forma a compará-las e, com isso, definir quais os melhores processos de deposição, em função de sua aplicação final. As modificações superficiais utilizadas neste estudo foram a nitretação líquida, nitretação gasosa, boretação (boreto de ferro) e recobrimento com carboneto de tungstênio (HVOF). As estruturas, as morfologias e as composições químicas das superfícies modificadas foram caracterizadas por difratometria de raios X (DRX). Também foi utilizada microscopia ótica de materiais (MO) para a análise das modificações microestruturais sofridas pelo metal base e medição de micro dureza superficial.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3894.pdf: 9147864 bytes, checksum: 182a99bf3343ae398ecf109ca7539d57 (MD5) Previous issue date: 2011-08-03 / The aim of this work was the study of the microstructure and the wear resistance of two stainless steels, the ferritic-AIF with 27% Cr and the superduplex-SDM modified with boron (3.5% wt.), processed by spray forming. The rapid solidification promoted by this process has resulted in the formation of a new structure with refined grains and metastable phases. The deposits, weighing about 3.5 kg, were characterized by combination of scanning electron microscopy (SEM), hardness, micro hardness and wear resistance according to ASTM G65-04. The deposits of AIF and SDM showed more refined microstructure and higher hardness in respect to materials produced by conventional casting. The wear resistance of the SDM was higher than the materials tabulated in ASTM G65-04, namely, AISI D2 tool steel and Stellite 1016, while the AIF presented an intermediary value between these two materials. The addition of boron to the SDM is associated with the formation of borides and led to an increase in the hardness and wear resistance of this spray formed material. / O presente trabalho investigou a microestrutura e a resistência ao desgaste de dois aços inoxidáveis, o ferrítico-AIF com 27% de Cr e o superduplex-SDM modificado com boro (3,5% p), conformados por spray. A solidificação rápida promovida por esse processo resulta na formação de uma nova estrutura com grãos refinados e fases metaestáveis. Os depósitos, pesando aproximadamente 3,5 kg, foram caracterizados pela combinação de microscopia eletrônica de varredura (MEV), dureza, microdureza e resistência ao desgaste, conforme a norma ASTM G65-04. Os depósitos de AIF e SDM apresentaram microestrutura mais refinada e maior dureza em relação aos materiais obtidos por fundição convencional. A resistência ao desgaste do SDM mostrou-se mais elevada a dos materiais tabelados na norma ASTM G65-04, ou seja, aço ferramenta AISI D2 e Stellite 1016, enquanto o AIF apresentou valor de desgaste intermediário entre esses dois materiais. A adição de boro no SDM é associada à formação de boretos e conduziu a um aumento na dureza e na resistência ao desgaste desse material conformado por spray.