Este trabalho analisa o efeito da adição de boro ao aço inoxidável austenítico 316L como um aditivo da sinterização no processo de metalurgia do pó. O efeito do B foi investigado em termos da densificação, microestrutura, dureza, resistência à oxidação e ao desgaste. Os pós de 316L foram misturados com 0,6% e 0,8% em massa de boro, compactados unixialmente a 800 MPa e sinterizados em atmosfera de argônio, a uma taxa de 10°C.min-1 na temperatura de 1240°C durante 30 min. A microestrutura e as fases cristalinas das amostras sinterizadas foram avaliadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) e difração de raios X (DRX) utilizando o método de refinamento Rietveld. A técnica de calorimetria diferencial exploratória (DSC) foi realizada para estudar o comportamento das amostras de 316L com e sem adição de boro, nos estados sólido e líquido. A macrodureza das amostras sinterizadas foi medida na escala Vickers e a microdureza das fases formadas foi medida por meio de ensaios de indentação instrumentada. A composição química dos óxidos formados nas amostras de 316L com e sem adição de boro após os ensaios de oxidação cíclica nas temperaturas de 800°C, 900°C e 1000°C foram determinados por EDS e DRX. O coeficiente de atrito e o coeficiente de desgaste específico das amostras sinterizadas foram determinados por meio do ensaio de deslizamento alternado e os mecanismos de desgastes foram investigados por meio das técnicas de MEV-FEG e EDS. A adição de boro no 316L resulta em uma reação eutética entre o boro e a matriz austenítica do 316L. Os resultados de EDS e DRX revelaram a formação de dois boretos do tipo M2B ricos em Fe, Cr e Mo, (Fe,Cr)2B e (Cr,Mo)2B, provenientes da reação eutética, os quais se concentraram principalmente no contorno dos grãos austeníticos. A formação dos boretos do tipo M2B favoreceu a densificação, através da fase líquida formada durante a sinterização e promoveu o aumento da dureza, da resistência à oxidação e ao desgaste do aço inoxidável austenítico 316L. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES / This work analyses boron additions to AISI 316L austenitic stainless steels, as a sintering additive in the powder metallurgy process. The effect of boron addition was investigated in terms of densification, microstructure, hardness, oxidation resistance and wear behavior. Samples were prepared with 0.6 wt.% and 0.8 wt.% of boron, pressed to 800 MPa and sintered under argon atmosphere. Sintering cycle involved heating up to the sintering temperature of 1240°C, at a rate of 10°C.min-1, holding at this peak temperature for 30 min. Microstructure of the sintered bodies was examined by field emission scanning electron microscopy (FESEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD), using Rietveld refinement. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to study the behavior of both the free and boron-containing 316L samples at solid and liquid states. The Vickers hardness of sintered samples was assessed. Microhardness was evaluated using instrumented indentation. The oxide chemical composition of 316L without and containing boron samples, after cyclic oxidation at 800°C, 900°C and 100°C, was determined by EDS and XRD. The friction coefficients and specific wear coefficient of sintered samples were determined by reciprocating sliding and the wear mechanisms by FESEM and EDS. Boron addition to AISI 316L steel resulted in an eutectic reaction between the austenitic matrix and boron. EDS and XRD results revealed the formation of (Fe,Cr)2B and (Cr,Mo)2B borides, from eutectic reaction, which were concentrated mainly in intergranular sites. The formation of M2B borides favored material densification through the development of a liquid phase during sintering, and promoted an increase in hardness, oxidation and wear resistance of AISI 316L steel.

Orientadores: Paulo Roberto Mei, Marcelo Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T16:54:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ritoni_Edson_M.pdf: 17028449 bytes, checksum: ff3c80af25659fb887c45f05f84c0a74 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os aços inoxidáveis duplex são assim designados por apresentarem duas fases em sua microestrutura; a ferrita e a austenita. Para estudo foram selecionados dois aços inoxidáveis fundidos de acordo com as normas ASTM A890/A890M Gr. 1A (CD4MCu) e ASTM A890/890M Gr. 1B (CD4MCuN). O que difere estes dois aços inoxidáveis duplex é a presença do nitrogênio na composição química do CD4MCuN. O nitrogênio é um elemento fortemente austenitizante, o que favorece a formação desta fase neste aço, e faz com que as porcentagens das fases fiquem balanceadas em, aproximadamente, 50%. No aço inoxidável duplex que não contém nitrogênio há um desbalanceamento a favor da ferrita, que pode atingir valores em torno de 70% e como a austenita é responsável pela tenacidade neste aço, o mesmo não apresenta bons resultados nos ensaios de impacto. Um fator que pode favorecer o aumento de fase ferrita na microestrutura final é a temperatura de solubilização que, quanto mais elevada, maior será a fração volumétrica de ferrita. Com o interesse de avaliar a influência da temperatura de solubilização sobre a fração volumétrica das fases, foram realizados tratamentos térmicos de solubilização em temperaturas de 1050, 1100 e 1150 ºC por 2 horas, seguido de resfriamento em água. Para medir e comparar as propriedades mecânicas entre os dois aços foram realizados ensaios de impacto Charpy na condição solubilizado a 1100 ºC, em temperaturas de -195 a +120 ºC variando de 20 em 20 ºC e também ensaios de tração à temperatura ambiente. Na matriz ferrítica da microestrutura bruta de fundição destes aços, foram observados muitos precipitados ricos em cobre, caracterizados como Cu3N e Cu3,8Ni através de microscopia eletrônica de transmissão. A fração volumétrica de ferrita, aumentou com o aumento da temperatura de solubilização para os dois aços, porém a variação foi maior para o aço sem nitrogênio. O aço contendo nitrogênio apresentou maior energia média absorvida ao impacto (84J) e menor temperatura de transição dúctil para frágil (-70 ºC) quando comparado com 73 J e -35 ºC apresentados pelo aço sem nitrogênio, levando em consideração que o critério adotado foi o da energia média. Além disso, maior limite de resistência e alongamento apresentou o aço nitrogenado nos ensaios de tração. Com base nestes resultados, fica evidenciado o aumento na tenacidade destes aços proporcionado pela presença do nitrogênio. / Abstract: The duplex stainless steel has this name due the two different phases found in its microstructure; ferrite and austenite. To develop this research was selected two similar duplex steel, with and without nitrogen. One of then is the ASTM A890/A890M Gr. 1A (CD4MCu) and the other is the ASTM A890/890M Gr. 1B (CD4MCuN). Nitrogen is a strong austenitizing element witch favors the formation of this phase in this type of steel and allows the phase balance by, approximately, 50%. Duplex stainless steel that don't has nitrogen presents an unbalance between ferrite and austenite, favoring the ferrite formation that can reach values around 70% that makes the steel brittler and with lower toughness properties related to the same steel with nitrogen addition. One factor that may increase the ferrite phase in the final microstructure is the temperature of the solubilization; as higher it is, higher is the ferrite percentage. In the interest of measure influence of the solubilization temperature, solution heat treatments were performed at temperatures of 1050, 1100 and 1150 ºC during 2 hours, followed by water cooling. To measure and compare the toughness between both duplex stainless steel, with and without nitrogen, Charpy impact test was performed in the solubilized condition at 1100 ºC, with test temperature ranging from -195 to +120 ºC, in steps of 20 ºC. In the ferrite matrix of the microstructure as cast, were observed many precipitated rich in cooper, identified as Cu3N e Cu3,8Ni by transmission electronic microscopy. The ferrite content increased with solubilization temperature increase for both steel, however the variation was higher to the nitrogened steel. The nitrogened steel showed bigger energy absorbed in the impact (84 J) and smaller transition temperature of ductile to brittle fracture (-70 ºC), when compared with 73 J and 35 ºC showed for the steel without nitrogen. Moreover, higher tensile strength and elongation showed the nitrogened steel on tensile test. Based on these results, it is evident the increase in toughness of these steels provided by the presence of nitrogen. / 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 2018-08-06T20:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeixeiraFilho_Fernando_D.pdf: 16227324 bytes, checksum: 1e8eaf8a048f169a1964f67a6dd9bcce (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O aço inoxidável endurecível por precipitação apresenta elevada resistência mecânica e à oxidação, tendo amplo campo de aplicações, em especial, na indústria aeronáutica. O presente trabalho avaliou a influência da utilização de fluido de corte no fresamento do aço inoxidável endurecível por precipitação 15-5PH (UNS S 15500), utilizando ferramenta de metal duro recoberta com TiAIN, nas operações de desbaste e acabamento. Foram realizados ensaios de desbaste e de acabamento, variando-se a classe da ferramenta de metal duro (M20-M40 e M30M40), a velocidade de corte (100 e 120 m/min nos ensaios de acabamento e 120 e 140 m/min nos ensaios de desbaste), as condições de lubrificação/refrigeração (sem fluido, aplicação de emulsão interna e externamente à ferramenta) e a concentração do fluido de corte na emulsão (7% e 12%). Finalmente, foram realizados ensaios adicionais, para efeito comparativo, com aplicação de fluido de corte integral em mínima quantidade de fluido (35 ml/h) e também em baixa vazão (250 ml/min). Foram medidos o desgaste e a vida da ferramenta, a potência consumida e a rugosidade da peça. A análise dos resultados permitiu concluir que a usinagem sem fluido de corte apresentou maior vida da ferramenta, quando comparada com a condição com emulsão, tanto para desbaste quanto para acabamento. A aplicação de mínima quantidade de fluido proporcionou uma vida maior que na condição sem fluido. A utilização de fluido integral causa uma diminuição na potência consumida, mesmo que a vazão deste fluido seja mínima como a que se tem quando se usa a técnica MQF. Mas a principal contribuição do trabalho é que a condição com baixa vazão de óleo integral apresentou a maior vida de ferramenta dentre todas as condições de refrigeração/lubrificação testadas, demonstrando que houve o efeito lubrificante do fluido, com redução da potência consumida / Abstract: The preciptation hardenable stainsless steel presents high mechanical strength and corrosion resistance, having a wide application field, specially in the aerospace industry. The present work evaluated the influence of cutting fluids in the 15-5PH stainless steel milling, using carbide tools, TiAIN coated. Experiments were carried out for roughing and finishing operations, varying the carbide tool c1ass (M20-M40 and M30-M40), the cutting speed (100 and 120 m/min for finishing operation and 120 and 140 m/min for roughing operation), the lubri-cooling conditions (without cutting fluid, internal and external emulsion application) and the emulsion concentration (7% and 12%). Finally, additional experiments were carried out, for comparison effects, with neat oil application with minimum quantity of fluid (35 ml/h) and also with low flow rate (250 ml/min). Tool wear, tool life, power consumption and workpiece roughness were measured. The analysis of the results allowed to conc1ude that the machining without cutting fluid gave longer tool life than with emulsion application, both in roughing and finishing conditions. The minimum quantity of fluid utilization led to a longer tool life than the dry condition. The use of neat oil led to a decrease of the power consumption, even with the minimum amount contained in the MQF technique. But the main contribution of this work is that the experiments with application of neat oil with low flow rate presented longer tool life than the other lubrication/refrigeration conditions experimented, showing that lubrication effect occurred when neat oil was used, with consequent reduction of power consumption / Doutorado / Engenharia de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Itamar Franco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T00:00:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_JorgeTeofilodeBarros_D.pdf: 9029250 bytes, checksum: f3ec2a6ac86fad1df85550195db13502 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os aços inoxidáveis duplex (¿duplex stainless steels ¿ DSS¿) fazem parte de uma classe de materiais com microestrutura composta por duas fases, normalmente a ferrita e a austenita, com frações volumétricas aproximadamente iguais. Estes materiais se caracterizam por apresentarem excepcional combinação de propriedades mecânicas, aliada a uma excelente resistência à corrosão sob condições críticas de trabalho, o que os torna uma alternativa disponível aos aços inoxidáveis austeníticos. Por esse motivo, os aços inoxidáveis duplex possuem um vasto campo de aplicações; no entanto, no que pese a versatilidade desses aços, proporcionada pela interessante combinação de elevadas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão, eles são menos apropriados que os austeníticos para aplicações acima de +250ºC, devido à precipitação de fases frágeis, e abaixo de ¿50ºC, em virtude da fragilidade associada à fase ferrita. Em vista dessas limitações, o presente trabalho pretende estudar o comportamento do aço inoxidável duplex SAF 2205 (UNS S31803), no que se refere à taxa de propagação de trinca por fadiga e mecanismos de fratura na propagação de trinca por fadiga, quando submetido a diferentes temperaturas e a variação na sua microestrutura pela precipitação de fases frágeis, proporcionando, dessa forma, a análise da influência desses dois fatores limitantes do uso do material em termos de propriedades mecânicas. Foram realizados ensaios de propagação de trinca por fadiga em três temperaturas (ambiente, ¿20º e ¿50°C), com o material solubilizado e em quatro outras condições microestruturais com crescentes frações de fases precipitadas, principalmente Sigma e Chi. A fração volumétrica dessas fases foi obtida por meio de tratamentos isotérmicos a 850ºC nos tempos de 5, 20, 35 e 100 minutos, tendo os seus valores variados entre 0,7% e 8,6%. Para a caracterização microestrutural do material foram utilizadas as técnicas de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Com relação à resistência à propagação de trinca por fadiga, observou-se um aumento para valores iniciais de _K em todas as condições estudadas; todavia, a inclinação da curva, medida por meio do parâmetro m da equação de Paris-Erdogan, aumentou com a elevação da fração volumétrica das fases precipitadas de tal forma que, na condição mais extrema, correspondente ao valor médio de 8,6% dessas fases, a taxa de propagação de trinca nos pontos finais da condição de validade do ensaio atingiu um valor superior em cerca de três vezes ao da condição não tratada, considerando valores próximos de _K. A temperatura, por sua vez, influenciou no sentido de também diminuir a taxa de propagação de trinca, principalmente na temperatura de ¿50°C, e aumentar a inclinação das curvas, proporcionando valores nas taxas de propagação aproximadamente iguais nos pontos finais de validade dos ensaios. Em relação aos mecanismos de fratura observou-se a fratura tipo alveolar, com tendência para aparência de clivagem pelo aumento da quantidade de fases frágeis, não tendo sido observadas modificações consideráveis no aspecto das superfícies de fratura dos corpos de prova ensaiados em temperaturas negativas nos níveis em que foram adotadas neste trabalho / Abstract: Duplex stainless steels (DSS) are part of a materials class with microstructure composed by two phases, usually ferrite and austenite, which are present in approximately equal volume fractions. These materials are characterized by an exceptional combination of mechanical properties and an excellent corrosion resistance under critical conditions of work, that make them an available alternative to the austenitic stainless steels. For that reason, the duplex stainless steels have a wide field of applications; however, despite their versatile's nature, provided by the interesting combination of high mechanical properties and corrosion resistance, they are less appropriate than the austenitics for applications above +250ºC, due to precipitation of brittle phases, and below ¿50ºC, due to fragility associated to the ferrite phase. Because of those limitations, the present work purposes to study the behavior of the duplex stainless steel SAF 2205 (UNS S31803), concerning to the fatigue crack propagation rate and fracture mechanisms in the fatigue crack propagation when submitted to different temperatures and the variation in its microstructure, for the precipitation of brittle phases, providing, in that way, the analysis of the influence of those two factors that restrict the use of the material in terms of mechanical properties. Fatigue crack propagation tests were conduzed at three temperatures (+24°C, ¿20°C and ¿50°C), and under five material conditions (annealed and four microstructures with an increasing fraction of precipitate phases, mainly Sigma and Chi). The volume fraction of those phases was obtained from isothermal heat treatments for 850ºC in the times of 5, 20, 35 and 100 minutes, having its values varied between 0.7% and 8.6%. The microstructural characterization was obtained by using optical and scanning electron microscopies. In regard to the fatigue crack propagation resistance, was observed an increase for initial values of _K in all the studied conditions. On the other hand, the slope of the curve, measure by means of the parameter m of the Paris-Erdogan equation, it increased with the elevation of the volume fraction of the precipitated phases, in such a way that, in the most extreme condition, corresponding to the medium value of 8.6% of those phases, the fatigue crack propagation rate in the final points of the condition of validity of the tests reached a value in about three times higher them the non treated condition, considering values of _K approximately the same. In its turn, the temperature decreased the crack propagation rate, mainly in the temperature of ¿50°C, and increased the slope of the curves, providing approximately the same value in the propagation's rates in the final points of validity of the tests. The fracture mechanism alveolar with trend for appearande cleavage was observed with increasing the fraction of brittle phases. The aspect of the fracture surfaces didn't present considerable modifications with the decrease of the test temperature at the levels in that were adopted in this work / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Ana M. M. Nazar, Ricardo E. Medrano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T01:43:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sagradi_DeboraPulino_D.pdf: 12577810 bytes, checksum: a9c00a427e30de3148040672fc53ed66 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Não informado / Abstract: Superplasticity is the ability of certain materials to deform homogeneously with high elongations (several hundreds or thousands percent) at elevated temperatures and low strain rates. This subject of scientific and teclinological interest is not well slablished yet. The purpose of present work is to characterize and to study the superplastic behavior of a 22.5%Cr-6.4%Ni-3.0%Mo-0.16%N duplex stainless steel. Therefore, samples from sheets of the material were examined at 950°C and 98CFC by means of tensile, strain rate change and stress relaxation tests. Moreover, microstructures and cavitation process under main conditions were also analyzed. Tensile tests provided informations about elongation and deformation homogeneity. On the other hand, the strain rate change and stress relaxation tests were more suitable to determine the strain rate sensitivity. The superplastic behavior analysis was based on whole results from elongation, strain rate sensitivity and deformation uniformity. According to these criteria, the material exhibits superplastic deformation at 980X with strain rates ranging from 10 s" to ! 0' s". Under these conditions the deformation was homogeneous (without necking), the strain rate sensitivity coefficient attained 0.7 and elongation achieved 900%. During deformation: (i) the initial microstructure composed of oriented phases change to an equiaxed stable structure and (ii) cavitation process occurs. These observations suggest the grain boundary sliding as the main superplastic deformation mechanism. Key Words: super-plasticity, duplex stainless steel, tensile test, strain rate change test, stress relaxation / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Ana Maria M. Nazar, Ricardo E. Medrano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T10:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sagradi_Marcello_M.pdf: 11321510 bytes, checksum: 9e4a5b3b4d657979e73fcaff4ac13ac4 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Materiais superplásticos podem sofrer altos níveis de deformação de maneira homogênea quando submetidos a condições de processamento específicas (alta temperatura e baixa taxa de deformação). Os aços inoxidáveis duplex podem ser superplásticos, contudo isto só é possível para materiais com estrutura refinada, ou seja, é necessário que o tamanho de grão seja inferior a 10 µm. O objetivo deste trabalho é desenvolver e estudar, em função da microestrutura de partida, o comportamento superplástico do aço inoxidável duplex 2205 (21,13% Cr; 4,73% Ni; 2,75% Mo; 0.18N). Para atingir este propósito, um material não superplástico foi submetido a diversos tratamentos termomecânicos, incluindo laminação a quente (80% de redução de área) no campo bifásico, laminação a frio (vários graus de redução) após um tratamento de solubilização no campo monofásico (ferrítico) e um tratamento de solubilização após cada processo de deformação. Desta forma, fabricaram-se duas categorias de materiais: os materiais brutos de laminação e os materiais solubilizados. Para avaliar a superplasticidade, todos os materiais listados acima foram submetidos ao ensaio de tração à temperatura de 980°C com mudança de taxa de deformação. Tal procedimento permitiu a determinação do expoente de sensibilidade à taxa de deformação (m) em função da taxa de deformação. Para verificar a correlação existente entre os resultados obtidos pelos ensaios e a microestrutura de partida, em alguns casos, realizaram-se ensaios de tração até a fratura com uma taxa de 3 x I0-4 s-1 na mesma temperatura. Foi feita ainda uma análise metalográfica em cada corpo-de-prova após cada ensaio de tração. O trabalho permitiu concluir que, como o processo de deformação a frio produz microestruturas mais refinadas, este é mais indicado para tornar o aço estudado superplástico. O tratamento mais efetivo foi a laminação do material a frio com uma redução de 80% após uma solubilização a 1380°C, o que resultou em tamanhos de grão da ordem de 5 µm. Neste caso, o valor máximo encontrado para o alongamento foi de 1500%, para uma taxa de 3 x I0-4 s-1, onde o valor de m é de 0,64. Taxas de deformação menores não melhoraram a superplasticidade do material, devido à precipitação de fase sigma em ensaios mais lentos. Acredita-se que a fase sigma nucleia cavidades, promovendo a falha prematura do material / Abstract: Superplastic materials can undergo high deformation levels with high uniformity when submitted to specific conditions (high temperature and slow strain rate). Duplex stainless steel may exhibit superplastic behavior. However, this is only possible to fine-grained materials, in other words, a grain size less than 10 µm is required. The purpose of this work is to develop and study as a function of prior microstructure the superplastic behavior of the 2205 duplex stainless steel (21.13% Cr, 4.73% Ni, 2.75% Mo, 0.18N). To reach this goal, a non-superplastic material was submitted to several thermomechanical treatments, including hot rolling (80% of area reduction) in the dual-phase field, cold rolling (several levels of area reduction) after a solution treatment in the single phase field (ferritic) and a solution treatment after each deformation process Therefore, it was made two categories of materials: the as rolled materials and the solution treated ones. To evaluate the superplasticity, all materials listed were tested by means of the tensile strain rate change test at 980°C. This allowed the determination of the strain rate sensitivity exponent (m) as a function of strain rate. To verify the correlation between the results of the tensile strain rate change tests and the prior microstructure, in some cases hot tensile tests were performed at 980°C with a strain rate of 3 x I0-4 s-1. The final microstructure of each hot tensile test sample was also analyzed. The main conclusions are listed as follows as the cold work processes produce more refined microstructures, they are more suitable to impair a superplastic behavior to the steel studied. The most effective treatment was cold rolling the material (80%) after a solution treatment at 1380°C. This treatment produced materials whose grain size was about 5 µm. In this case, for a strain rate of 3 x I0-4 s-1the elongation reached 1500% and m value obtained was 0.64. Lower values of strain rate do not increase the material superplasticity. This is related to sigma phase precipitation in the slower test. It was believed that sigma phase nucleates cavities and then promotes premature failure of the material / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orietadores: Paulo Roberto Mei, Sadamu Koshimizu / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T11:12:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Otubo_Jorge_D.pdf: 18862199 bytes, checksum: 741b9894b9a5962f8f8467424dd40055 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: É apresentado neste trabalho, pioneiro no Brasil, o desenvolvimento de ligas inoxidáveis com Efeito de Memória de Forma (EMF) assistido por transformação martensítica não termoelástica. Mostrou-se que a fusão por indução à vácuo é uma técnica adequada e que tanto o trabalho a quente como o trabalbo a frio são perfeitamente possíveis nas ligas em questão à medida que os parâmetros operacionais como temperatura de aquecimento, redução por passe, etc., sejam controlados. A eficiênciada técnica de treinamento na melhora do Efeito de Memória de Forma foi comprovada com a recuperação de forma em torno de 95 % da liga CrNi e de 89 % da liga CrNiCo após 5 ciclos com pré-deformação de 4% e aquecimento a 600 °e. Estes resultados são bastante promissores e comparáveis aos melhores resultados encontrados na literatura. O caráter inoxidável e a recuperação de forma de praticamente 4% das ligas desenvolvidas promovem-nas para aplicações práticas como conexões de tubo sem solda e mecanismo para liberação de painéis solares de satélite. Considerações sobre processamento, propriedades mecânicas e microestruturais são também analisadas / Abstract: It is presented in this work, pioneer in Brazil, the development of stainless alloys with shape memory effect assisted by non thermoelastic martensitic transformation. It was shown that Vacuum Induction Melting (VIM) is a suitable technique for melting these alloys and that hot working or cold working are perfectly possible as long as the heating temperature, reduction per pass, etc. are controlled. The efficiency of training technique in improving the Shape Memory Effect was shown by the 95 % shape recovery of the CrNi alloy and by 89 % of shape recovery of the CrNiCo alloy after five training cyc1es of 4 % pre-strain and annealing at 600°C. These results are very promising and comparable to the best ones published in the literature. The stainless character and the shape recovery of almost 4% promote these alloys for practical applications such as for pipe fitting and for satellite solar panel release mechanism.The alloys' processing, mechanicaland microstructural properties are also analyzed. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T13:09:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sokei_CelsoRiyoitsi_D.pdf: 11316346 bytes, checksum: e932c9fcdcf157d83d6b6c0ab1189e49 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho foram estudados os efeitos de tratamentos térmicos de envelhecimento em temperaturas de 600 a 1200°C, por uma hora, e em temperaturas de 600 a 900oC, por 4 e 24 horas, após a deformação plástica a frio em 20%, por tração, na microestrutura e propriedades mecânicas do aço inoxidável austenítico ISO 5832-9, utilizado para a fabricação de implantes ortopédicos. Foram estudadas as propriedades mecânicas dureza Vickers e tenacidade obtida por meio do ensaio de impacto Charpy instrumentado. Após os ensaios de tenacidade, partes dos corpos de provas foram cortadas para preparação de amostras para análise metalográfica - por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, microanálise por espectrometria de energia dispersiva (EDS) e difração de Raios-X - e as superfícies de fratura foram utilizadas para a análise fratográfica. Os corpos de provas para análise por microscopia eletrônica de transmissão foram preparados de barras de diâmetro de 3mm tratados por envelhecimento entre 600 e 900oC, por 24 horas. Os resultados mostraram que o material na condição como recebido, ou seja, na condição solubilizado, apresentou propriedades mecânicas dentro dos requisitos da norma ISO 5832-9. O material tratado nas temperaturas de 800 e 900°C apresentou diminuição da tenacidade à fratura em comparação ao material na condição como recebido. Essa diminuição foi atribuída à precipitação da fase Qui (?), que ocorreu mais intensamente nessas duas temperaturas. Após o envelhecimento, a condição que proporcionou níveis mais elevados de dureza e de tenacidade à fratura foi a envelhecida a 600ºC, pois, nesta temperatura a quantidade da fase ? é menor. As fases intermetálicas, como as fases Qui (?) e Z, puderam ser observadas por meio de microscopias óptica e eletrônica de varredura, sendo que a fase Z foi observada em todas as temperaturas de ensaio. Além disso, foram observados também nitretos de cromo, nas temperaturas de 600 a 900oC, e nitreto de cobre-nióbio e a fase Qui, a partir da temperatura de 700oC, por microscopia eletrônica de transmissão / Abstract: In this work was studied the effects of aging treatment carried out in temperatures from 600 to 1200°C, for 1 hour, and from 600 to 900oC, for 4 and 24 hours, after cold deformation of 20%, in tension, on the microstructure and mechanical properties of austenitic stainless steel ISO 5832-9, which main application is like biomaterial due to its biological and mechanical properties. Vickers hardness and fracture toughness measured by instrumented Charpy - have been used to determine the mechanical properties. After the fracture toughness testing, specimens have been used for metallographic studies carried by - optical microscopy, scanning electron microscopy, EDS microanalysis, and X-Ray diffraction - and fracture surface analysis. Samples of 3 mm in diameter, treated by aging between 600 and 900oC for 24 hours, have been used for transmission electron microscopy analysis. The results showed that as received condition (solubilized) has presented mechanical properties in accordance with the ISO 5832-9 standard. Age treatments in temperatures of 800 and 900°C have presented decrease of the fracture toughness in comparison to as received condition. This behaviour was attributed to the Chi phase (?) precipitation, that happened more intensely in these two temperatures. Comparatively, the best mechanical condition was aging at 600 ºC, because in this temperature the amount of the ? phase was smaller. The intermetallics phases such as ? and Z phase could be observed by optical microscopy, and Z phase have been observed in all samples. Besides, the transmission electronic microscope analysis showed the presence of chromium nitride at the temperatures from 600 to 900oC, niobium-chromium nitride and the Chi phase from 700oC / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T17:32:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Delforge_DanielYvanMartin_D.pdf: 7860785 bytes, checksum: cfeec7bdb2d7e68eb7898036f0fb0ac0 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A reutilização dos materiais recicláveis tem como principais objetivos, minimizar os impactos ambientais e racionalizar a utilização das cadeias energéticas. No presente trabalho foram compactadas e sinterizadas amostras de mistura de cavaco de aço inoxidável austenítico AISI 316L, com pó do mesmo material. A porcentagem de cavaco variou de zero a 25% em peso, de 5 em 5%. Após a compactação, na pressão de 600MPa, as amostras foram sinterizadas, simultaneamente, na temperatura de 1473K. O comportamento mecânico do produto final foi avaliado através de Ensaios de Ruptura Transversal, recomendados e normalizados pela MPIF - Metal Powder Industries Federation e pela ASTM - American Society for Testing and Materials. As análises foram realizadas por Metalografia Convencional, associada à microscopia eletrônica de varredura nas amostras sinterizadas, resultaram em regiões de intensa difusão, portanto, regiões de sinterização de longo alcance. A resistência mecânica dos corpos-de-prova foi comparada com a resistência mecânica do aço inoxidável sinterizado, sem cavaco, determinado através do Módulo de Ruptura (MOR). A média máxima do MOR das amostras sem cavaco, foi de 457 MPa; com 5% de cavaco, de 358 MPa e com 25% de cavaco, 174MPa. Os resultados alcançados mostraram significativos valores, demonstrando ser esta uma rota alternativa para a reciclagem de cavaco de materiais metálicos, aliado à racionalização da utilização de energia e benefícios para o meio ambiente / Abstract: In the present work, samples of the mixture of 316-stainless steel chip and its powder have been sinterized. The chip weight percentage, in this particular case, has varied from zero to 25%, in increments of 5. After having been compacted under a pressure of 600MPa, all the samples were simultaneously sinterized in just one furnace batch under a temperature of 1473K. The mechanical behavior of the final product was assessed through the assays of transversal rupture test as recommended and regulated by Metal Powder Industries Federation - MPIF and by American Society for Testing and Materials ¿ ASTM. Analyses of these sinterized samples carried out by conventional quantitative metallography show areas of intense diffusion, therefore, areas of long sintered range. The mechanical strength of the assayed samples was compared to those made of sintered stainless steel, without chip. The Modulus of Rupture (MOR) achieved for samples wich contain 5%, 25% of chip and without chip were respectively 358MPa, 174MPa and 457MPa. The results achieved have overcome the expectations and there are strong evidences of the feasibility of this procedure / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Olivio Novaski / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T11:32:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_Robsonde_M.pdf: 2931963 bytes, checksum: b31c2bc8d3db8a81c83a498c961b4717 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Graças a suas propriedades mecânicas e a boa resistência à corrosão, os aços inoxidáveis austeníticos representam aproximadamente 70% de todo o aço inoxidável produzido. O aço ABNT 304 tem excelente resistência à corrosão, alta resistência ao ataque de agentes corrosivos e possui boa tenacidade em baixas temperaturas. A condutibilidade térmica, todavia, corresponde a ¼ do aço ao carbono, tanto que o calor gerado durante a usinagem não é transferido ao material ou aos cavacos e sim se concentra na aresta de corte, e a alta tenacidade dos mesmos torna difícil sua saída devido ao alongamento. O mecanismo de encruamento, que é um fenômeno que acontece próximo da aresta de corte, piora a usinabilidade do aço inoxidável. O aço inoxidável, com controle metalúrgico das inclusões e adição de cálcio, é apresentado como uma alternativa, em termos de usinagem, sem perda de resistência à corrosão. O presente trabalho compara, por meio do processo de furação, a usinabilidade do aço ABNT 304 com o aço similar, V304 UF, com adição de cálcio e controle de inclusões. Foram utilizadas brocas de aço rápido recobertas com TiN nos dois diferentes aços com velocidades de corte diferentes para avaliar o efeito da adição de cálcio na usinabilidade. A possível formação da camada protetiva na superfície da ferramenta de aço rápido com revestimento de TiN foi encontrada. Após testes de usinagem, a presença de cálcio e elementos de liga na superfície da ferramenta foi constatada usando a análise por difração de raios X. Com as análises dos resultados obtidos na medição da força de avanço, momento de torção e vida da ferramenta, fica evidente afirmar que a usinabilidade do aço inoxidável Villares 304 UF foi superior / Abstract: Thanks to its mechanical properties and good corrosion resistance embraced, the austenitic stainless steels represent about 70% of all kind stainless steel produced. The ABNT 304 steel has excellent corrosion resistance the in the environment, high resistance to attack of corrosive agents and keep good tenacity in low temperatures. Unfortunately the of heat conduction is about ¼ that of regular steel, so much of the heat generated during machining is not transferred to the work material or the chips and concentrate on the cutting edge, and high malleability that indicates softness and tenacity makes chip evacuation difficult due to chip elongation. Yet the work hardening, a phenomenon that occurs near the cutting edge gives poor machinability to the stainless steel. The stainless steel with metallurgical control of the inclusions and calcium addition is presented as alternative, without loss of corrosion resistance. The present work compares the machinability of ABNT 304 steel with the similar steel, Villares 304 UF, with calcium addition using the drilling process. HSS TiN coated twisted drills had been used in the two different steels with different cutting speeds to evaluate the effect of the calcium addition in the machinability. The possible formation of a protective layer on the surface the tool of TiNcoated HSS was found. After cutting tests, the enrichment of calcium and alloying elements in the surface of the tool was studied using energy dispersive X-ray spectrometry. The feed force, torsion moment and tool life measured allow to explain the upper machinability of the stainless steel Villares 304 UF / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica