Orientador: Antonio Jorge Abdalla / Banca: José Vitor Candido de Souza / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: Os aços de alta resistência da série AISI 43XX apresentam importantes aplicações na indústria aeroespacial e automobilística. Devido as suas características, podem atingir altos limites de escoamento e resistência. A presença de elementos de liga como cromo, molibdênio e níquel juntamente com o teor de carbono, variando neste estudo de 0,20 a 0,70 %, podem promover melhorias nas propriedades mecânicas. O tratamento de superfície de nitretação utilizado pode promover melhorias nas propriedades de corrosão, desgaste e aumento da dureza superficial. Neste estudo foi aplicado o tratamento de nitretação a plasma em amostras dos aços da família AISI 43XX e foi avaliada, de forma comparativa, as alterações na superfície e na microestrutura dos aços nitretados em relação aos não nitretados. A elevação do teor de carbono pode dificultar ou reduzir a formação da camada de nitretos, portanto, é importante avaliar a influência do percentual de carbono nestas estruturas. As características microestruturais foram analisadas por microscopia óptica, microdureza e difração de raios-X. Foram também estudadas a influência do teor de carbono no aço apenas temperado e temperado e revenido. Com o aumento do teor de carbono do aço foi observada a elevação na dureza do aço temperado ou apenas recozido. O tratamento termoquímico de nitretação a plasma elevou a dureza da superfície para valores em torno de 800 HV, dureza superior à encontrada no substrato. A profundidade da zona de difusão de nitrogên... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The high strenght steel from series AISI 43XX are heavely applied on the aerospacial and automotive industry. Due to their chacteristics, they reach high yield values and resistence levels. The presence of chrome, nickel and molybdenum allied with the carbon content, from 0,20 to 0,70% in this study, can provide improvements on the mechanical properties. The nitriding surface threatment used may provide improvement on corrosion, wear properties and increase the surface hardness. In this study was applied the nitriding plasma threatment on samples of family 43XX steel and was evaluated, on comparative basis, the alterations on the surface and in the microstructure of nitrided steels in comparison to not nitrided steels. Higher carbon content may hamper or reduce the nitrides deposition, therefore, it is important to evaluate the influence of the carbon concentration in theses structures. The microstructure characteristics were analysed by optical microscopy, microhardness and X-ray difraction. The nitriding plasma thermochemical threatment raised the surface hardness to values of about 800 HV, higher than the values measured in the substract. The nitrogen diffused zone of higher carbon content steels was thicker than the lower. The content of arrested austenite increased as the carbon contend increased, but was just possible to measure it by optical microscopy, because it is difficult to measure lower contents than 5% or homogen and thick distributed by X-ray difraction / Mestre

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao de Mestrado - Santorio.pdf: 761767 bytes, checksum: 38b4688b7c7a1c1838e736c58f9e1ed6 (MD5) Previous issue date: 2002-12-17 / Neste trabalho, um novo esquema de discretização, para o método de volumes finitos, denominado FLEX, foi proposto para a simulação de problemas governados por equações diferenciais do tipo elíptico e hiperbólico. Seu desempenho foi avaliado através de problemas testes oriundos da literatura de métodos numéricos e por testes construídos ao longo do trabalho. O novo esquema mostrou características de convergência e estabilidade compatíveis e comparáveis aos esquemas tradicionais de Diferença Central, Power Law e Flux-Spline. Sua precisão mostrou-se depender do tipo de problema físico. Problemas físicos governados por equações diferenciais parciais elípticas envolvendo convecção-difusão, que possuem uma distribuição da variável fluxo, similar àquela proposta pelo esquema FLEX, apresentaram uma solução com um nível de erro menor, em comparação com os esquemas restantes. No caso de problemas tradicionais desta classe, onde não haja a presença de tal característica específica, os resultados se mostraram intermediários. Para problemas hiperbólicos, mesmo com uma pobre discretização em termos de diferença finita para o termo transiente, o novo esquema mostrou características interessantes para a simulação deste tipo de fenômeno, no sentido de, mesmo para malhas não refinadas, convergir para a solução de referência numa taxa maior que os dois outros esquemas aqui mencionados e usados na comparação. / In this report, a new scheme of discretization for the method of finite bulks, called FLEX which was proposed for a simulation of problems ruled by differential equations as type of elliptic and hyperbolic. Its performance was appraised through tests from the literature of numeric methods and through tests developed for all the report. The new scheme showed features of convergence and compatible and comparable stabilities to the traditional schemes of Central Difference, Power Law and Flux-Spline . Its accuracy appeared to depend on the type de physical problem. Physical problems ruled by differential partial elliptic equations implied convectiondiffusion which owns a distribution of the variable flux like one purpose by the FLEX scheme which showed a solution with the level of the error minor, in comparison with the remaining schemes. In the traditional problems case of this class, where there isn t the presence with this specific featuring the results proved to be intermediaries. To hyperbolic problems even with a poor discretization within limits of finite difference to the transient term the new scheme appeared interesting features for a simulation of this kind of phenomena in the same sense to non-refined mails to converge to the solution of reference in the rate greater than the others two schemes which were mentioned here and used in the comparison.

Orientadora: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Marcelo Santos Pereira / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Estevão Tomomitsu / Banca: Cristiane Aparecida Assis Claro / Resumo: Materiais biometálicos são usados para aplicações biomédicas, como cardiovasculares, ortopédicas e odontológicas, devido as suas propriedades, como biocompatibilidade e adequadas propriedades mecânicas, como resistência à corrosão em ambiente corpóreo. E pela combinação de resistência ao desgaste e baixo módulo de elasticidade. Entretanto, apesar da sua excelente resistência a corrosão estes materiais podem ser corroídos quando expostos em ambiente oral. A liberação de ions metálicos pode produzir toxicidade indesejável, principalmente em ligas contendo níquel como NiTi. Nesse estudo, uma nova liga quaternária contendo elementos não citotóxicos Ti, Ta, Nb e Sn, foi processada e avaliada. As ligas foram processadas em forno de arco voltáico em atmosfera de argônio, a partir de chapas dos elementos comercialmente puros. Os lingotes foram fundidos, refundidos por pelo menos dez vezes e homogeneizados (1000 ° C para 86,4 ks) para eliminar a segregação, após trabalho a frio em prensa rotativa. As fases foram avaliadas por análises de XDR (Difração de raios X). Teste de microdureza e de tração foram realizado para avaliar as propriedades mecânicas. Comportamento de corrosão foi investigado em solução de fluoreto em polarização eletroquímica. Módulo de elasticidade e citotoxicidade da nova liga também foram avaliados. Neste estudo, para a liga quaternário Ti25Ta25Nb3Sn a estabilização da fase beta foi mantida. O módulo de elasticidade de Ti25Ta25Nb3Sn (65GPa) foi menor do que do titânio (105 GPa) e Ti6Al4V (110 GPa), sendo ligeiramente maior do que Ti25Ta25Nb liga (55GPa). A adição de Sn inibiu o duplo escoamento verificado na liga ternária Ti25Ta25Nb. Estudos eletroquímicos mostraram que o filme de óxido passivo formado ficou estável sobre a superfície da liga Ti25Ta25Nb3Sn e a não-toxicidade foi ... ( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Metallic biomaterials have been used for biomedical applications, such as cardiovascular, orthopaedics and orthodontics, due to properties. However, although their corrosion resistance these materials can be corrode when exposed oral environment. Metals ion release can produce undesirable toxicity, principally in alloys containing Ni, as NiTi. In this study, a new quaternary alloys with non-cytotoxic elements Ti, Ta, Nb and Sn was processed and evaluated. Alloys were processing in arc melting furnace with argon atmosphere from sheets of commercially pure elements. Ingots will be melted and re-melted ten times at least and homogenized (1000°C for 86.4 ks) for eliminated segregation chemical after cold-worked by swaging. Phases were evaluated by XRD (X-ray diffraction) analysis. Microhardness and tension test was carried out to evaluate mechanical properties. Corrosion behaviors was investigated in fluoride solution by electrochemical polarization. Young's modulus and cytotoxicity of the new alloy were also evaluated. In our study, for quaternary alloy Ti25Ta25Nb3Sn the stabilization of beta phase was maintained. It was observed that the elastic modulus of Ti25Ta25Nb3Sn (65GPa) was lower than CP Ti (105 GPa) and Ti6Al4V (110 GPa) and slightly higher than Ti25Ta25Nb (55GPa) alloy. The addition of Sn suppressed the double yielding verified on ternary alloy Ti25Ta25Nb.Electrochemical studies showed that stable passive oxide film was formed on the Ti25Ta25Nb3Sn surface and non-toxicity was observed after MTT assays. Results obtained showed that Ti25Ta25Nb3Sn alloy is indicated for biomedical applications / Doutor

Orientador: Obede Borges Faria / Banca: Renata Cardoso Magagnin / Banca: Rosane Aparecida G. Battistelle / Resumo: No presente trabalho são propostos métodos de ensaio para caracterização física e mecânica de solo-cimento compactado. Para que esse objetivo seja alcançado, é proposto um novo modelo de molde, para produção de corpos de prova, tornando os ensaios mais práticos e confiáveis, com intuito de incentivar o uso de técnicas de construção civil que gerem menos impactos ambientais negativos. Além disso, através dos resultados obtidos, pretendeu-se produzir subsídios para futuras discussões com outros pesquisadores, com intuito de que seja feita uma revisão das normas brasileiras de solo-cimento, junto a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Os resultados obtidos através dos ensaios realizados com o novo molde são promissores no que diz respeito a facilitar o processo de caracterização física e mecânica do material, mantendo um nível de confiabilidade compatível com o obtido através da metodologia atual. / Abstract: In this research we propose a new methodology for testing physical and mechanical characterization of rammed earth stabilized with cement. For this objective to be achieved, it proposes a new mold for the production of test specimens, making it more practical and reliable, aiming to encourage the use of construction techniques that generate less negative environmental impacts. In addition, through the results obtained, we intend to generate a basis for future discussions with other researchers, with an objective to a revision of Brazilian soil-cement standards, with the Brazilian Association of Technical Standards - ABNT. Results obtained from the tests performed with the new mold are promising with regard to facilitate the process of physical and mechanical characterization of the material while maintaining a reliability level consistent with that obtained over the current methodology / Mestre

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil - Especialização em Geotecnia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções Civis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-20Bitstream added on 2014-06-13T19:55:25Z : No. of bitstreams: 1 000755466.pdf: 1900630 bytes, checksum: 11facf52f6b2aee9fd218c8256725d0f (MD5) / Nos últimos anos, o aumento da qualidade de vida e o envelhecimento da população, resultou no estudo de novos materiais para aplicações ortopédicas. Biomateriais metálicos, como o titânio e suas ligas, têm sido utilizados devido as suas excelentes propriedades mecânicas e biocompatibilidade. Neste estudo, a viabilidade do uso da liga Ti-7.5Mo na substituição do tecido duro foi avaliada. Os lingotes de liga de Ti-7.5Mo foram fundidos em forno a arco sob atmosfera controlada. Corpos de prova foram usinados a partir de barras obtidas por forjamento rotativo após tratamento térmico. Ensaios de compressão e fadiga foram avaliados para se obter as propriedades mecânicas. Também foi realizada a análise microestrutural (DRX e microscopia óptica). Os resultados obtidos demonstram grande possibilidade da utilização desta liga para aplicações na confecção de implantes de carga como a prótese de quadril / In the last years, the increase of the of life expectancy and aging of the population has resulted in the study of new materials for biomedical applications. Metallic biomaterials, such as titanium and its alloys, have been used due their excellent properties such biocompatibility. In this study, the viability of the use Ti-7.5Mo alloy in the replacing of the hard tissue was evaluated. Ingots of the Ti-7.5Mo alloy were obtained in arc melting furnace with inert atmosphere. Bars were obtained after heat treatment and cold work by swaging. Compression,tension test and fatigue tests were use for evaluated the mechanical properties. Also microsctructural analysis was realized by using XRD and optical microscopy. Experiments results indicate that Ti-7.5Mo alloy have Young modulus (65 GPa) lower than other commercial alloys and titanium commercially pure. Alloy exhibited higher ratio strength-to–modulus ratio this property is very interesting for biomedical applications. Processing influenced the performance of the alloy during compression test. Analysis of the results shows the potential of this alloy for biomedical applications due their excellent behavior

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Michelle Leali Costa / Banca: Peterson Luiz Ferrandini / Banca: Antonio Carlos Cancelotti Junior / Banca: Volnei Tita / Resumo: O desenvolvimento da tecnologia dos compósitos poliméricos avançados tem como uma de suas funções a união de materiais que combinem características tais como elevada resistência mecânica e rigidez aliadas à baixa massa específica. Um dos principais problemas da utilização de compósitos poliméricos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Neste sentido, estudos recentes mostram que as técnicas de soldagem por resistência elétrica e indução são processos promissores para a união de compósitos estruturais, por serem métodos rápidos e por ambos necessitarem de pouca preparação de superfície. Este trabalho objetiva avaliar os melhores parâmetros das soldagens por resistência elétrica e indução para laminados PEEK (poli(éter-éter-cetona)) reforçados com fibras de carbono visando aplicações aeronáuticas. Para esta finalidade, para a soldagem por resistência elétrica são avaliados os parâmetros mais adequados, por meio de controle estatístico de processos, envolvendo o tempo, a corrente elétrica e a pressão e três diferentes tipos de elementos resistivos (300 s, 32 A e 1,5 MPa). Já para a soldagem por indução os parâmetros avaliados são o tempo, a corrente e a pressão, porém, somente o tempo e a carga são utilizados para o controle estatístico (a corrente não é variável) (50 s, 150 N). Os laminados soldados foram condicionados em câmaras de radiação ultravioleta (UV), higrotérmica e salina, objetivando simular condições de voo, e após ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of advanced polymer composite technology has as one of its functions the joining of materials that combine characteristics such as high mechanical strength and stiffness allied to low specific mass. One of the main problems of the use of polymer composites in structural applications is their effective union for the integration of components. In this sense, recent studies show that welding techniques by electric resistance and induction are promising processes for the union of structural composites, because they are fast methods and both require little surface preparation. This work aims to evaluate the best welding parameters by electric resistance and induction for PEEK (poly(ether-ether-ketone)) laminates reinforced with carbon fibers for aeronautical applications. For this purpose, for resistance welding, the most suitable parameters are evaluated by statistical process control, involving time, electric current and pressure and three several types of resistive elements (300 s, 32 A e 1,5 MPa). For induction welding, the parameters evaluated are time, current and pressure. However, only time and pressure are used for statistical control (current is not variable) (50 s, 150 N). The welded laminates were conditioned in UV, hygrothermal and salt spray chambers, in order to simulate flight conditions, and after these conditions, were characterized in mechanical tests (Lap Shear, Iosipescu, End Notched Flexure and Compression Shear Test), thermal analysis (DMA an... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Valdir Alves Guimarães / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Maria Ismênia Sodero Toledo / Resumo: Titânio e suas ligas são considerados muito importantes na área médica devido a sua excelente biocompatibilidade e propriedades mecânicas. Nos últimos anos as superfícies dos implantes têm sido estudadas com o objetivo de melhorar suas respostas ósseas, levando há uma tendência de provocar alterações superficiais a fim de acelerar o processo de osseointegração. O tratamento alcalino e térmico é um método típico de modificação da superfície responsável pelo surgimento de uma camada microporosa de óxidos bioativos. No entanto, é importante lembrar que os implantes trabalham sob a ação de carregamentos mecânicos complexos e que, em várias situações, é bastante comum a ocorrência de falhas por fadiga. Visto que, a superfície do implante está sujeita a maiores solicitações que qualquer outra parte, suas características são muito importantes. O objetivo principal da presente pesquisa é estudar a influência da alteração de superfície, por meio da realização do tratamento alcalino e térmico, no comportamento em fadiga da liga Ti30Ta. O trabalho foi iniciado com a fusão dos elementos da liga em forno a arco voltaico em atmosfera de argônio, seguido de tratamento térmico e forjamento rotativo. Para o estudo de fadiga foram confeccionados corpos de provas padrão. A modificação da superfície foi realizada por meio do tratamento alcalino empregando-se solução de NaOH 1,5 M e tratamento térmico. Posteriormente, os corpos de prova foram ensaiados em fadiga. A caracterização utilizou técnic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Titanium and its alloys are considered very important in the medical area because their excellent biocompatibility and mechanical properties. In recent years surfaces implant have been studied with the goal of improving their bone answers, leading to a tendency to cause superficial changes through the action of chemicals products in order to accelerate the osseointegration process. Alkaline and heat treatment is a typical method of surface modification by surface deposition of bioactive oxides with a porous surface. However it is important to remember that the implants work under the action of complex mechanical loads and the occurrence of failures due to fatigue is quite common in many situations. Since the surface implant is subject to greater demands than any other part, its characteristics are very important. The main goal of this research is to study the influence of modification surface on the fatigue behavior of the Ti30Ta alloy. This work was started with the experimental alloy obtained by melting of the elements in a voltaic arc furnace, heat treatment and cold work. For the fatigue study were prepared specimens. The surface modification was carried out by alkaline treatment using NaOH solution 1,5 M and heat treatment. Later, the specimens were tested in fatigue. The characterization was performed using optical microscopy, scanning electron microscopy, X - ray diffraction, roughness and contact angle. The results obtained suggested that surface modification didn't a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre