Estudou-se o comportamento do aço inoxidável ABNT 304 à corrosão-sob-tensão (C.S.T.) em soluções aquosas com 0,1%, 3,5% e 20% de NaCl, na temperatura de 103°C, através de ensaios de carga constante. Com auxílio das técnicas e conceitos de Mecânica de Fratura Linear Elástica e das análises eletroquímicas procurou-se encontrar as condições em que ocorre C.S.T. no sistema aço inoxidável austenítico/solução aquosa de NaCl a 103°C. Utilizou-se o corpo-de-prova do tipo dupla viga em balanço (T-notch double cantilever beam: TN-DCB), com intuito de observar a influência do fator de intensidade de tensão, concentração da solução e potencial eletroquímico. Estimou-se o valor do fator de intensidade de tensão limite (KICST) e a velocidade de propagação das trincas; também foram analisadas outras importantes características em termos mecanísticos. Definiu-se faixas de potenciais e valores de intensidade de tensão a partir dos quais ocorre o surgimento de trincas por C.S.T.. Fêz-se análises metalográficas dos corpos-de-prova onde se pode constatar trincas transgranulares bem típicas do fenômeno de C.S.T.. Foram feitos alguns testes em solução aquosa saturada de MgCl2, em ebulição, para se comparar as diferentes soluções quanto ao fenômeno de C.S.T.. Alterou-se as dimensões do corpo-de-prova para avaliar a orientação da propagação das trincas por C.S.T.. / Stress-corrosion cracking behavior of ABNT 304 stainless steel in 0,1%, 3,5%, and 20% NaCl solutions at 103°C was analised through the constant charge method. With the help of the thedniques and concepts of fracture mechanics linear elastic and electrochemical methods the conditions in wich the SCC appeared in the system austenitic stainless steel/NaCl - aqueous solution (103°C) were determined. T-notch double cantilever beam (TN-DCB) specimen was used to observ the influence of the charge intensity, solution concentration and electrochemical potential. Values for KISCC and the velocity of crack propagation were estimated. Values of KI and potential ranges in wich SCC appears were defined. Typical transgranular fractures were observed. Some tests were made in saturated boiling MaCl2 solutions. Dimensions of TN-DCB specimens were modified to evaluated their influence on the direction of crack propagation.

As características de conformação do aço inoxidável austenítico 304 em ensaios de compressão axial no intervalo de temperatura de 20-300 oc e velocidades de deformação de O, 1 s-1 e 10,0 s-1 foram estudadas com a finalidade de caracterizar o escoamento plástico estável e instável. A temperatura de conformação afeta a transformação austenita-martensita. A martensita induzida por deformação é a responsável pela instabilidade de escoamento em ensaio a baixas temperaturas ( < 100 °C). Próximo a 200 oc a instabilidade deve-se ao envelhecimento dinâmico por deformação. Em vista da ocorrência desta instabilidade é preferível a conformação a 300 oc com velocidades de deformação baixas, não havendo problemas de tolerância dimensional. Também foi quantificado o fator de atrito para ensaios com lubrificante e sem lubrificante. Estes parâmetros foram avaliados mediante modelos matemáticos e modelamento físico. / The deformation characteristics of 304 stainless steel in axial compress10n at temperature range of 20-300 oc and strain rate from 0.1 to 10.0 s-1 have been studied with the aim of characterizing the estable and unstable plastic flow. The working temperature affects the austenite-martensite transformation. The formation of martensite induced by plastic deformation was responsible for flow instabilities at low temperatures (<100 °C). Near 200 oc the flow instabilities are due to dynamic strain aging. In view of the occurrence of these instabilities, the working temperature of 300 °C is preferable, having no problems of dimensional tolerance. lt was also quantified the friction factor by ring test with lubricant and without lubricant. These parameters have been evaluated through mathematical models and physical modeling.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T08:01:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 291812.pdf: 8438669 bytes, checksum: bcffa6380dc6e36dd7d1695d6cf45e8a (MD5) / Determinados componentes mecânicos possuem uma alta complexidade geométrica, necessitando serem produzidas em diversas etapas e em partes separadas. Para a junção dessas partes existem diversos processos de união que garantem uma boa integração, por exemplo, a união por sinterização também conhecida como sinterbonding. Este trabalho experimental teve por objetivo estudar a união de dois componentes de ligas ferrosas, em particular a influência dos parâmetros de sinterização nas características da interface de junção e na resistência mecânica do componente unido. Foram estudadas quatro composições diferentes de uma mistura de pó de ferro e cobre (Fe puro, Fe+2%Cu, Fe+4%Cu e Fe+6%Cu), obtidos corpos de prova cilíndricos por compactação a 500 MPa, e sinterizados com diferentes tempos e temperaturas (1120 °C: 30 e 60 min; 1150°: 30 e 60 min) sob ação de uma carga (0,1 MPa). Parte das amostras foram sinterizadas com um filme de cobre aplicado na interface a ser unida por sinterização. Por meio da análise da interface de junção e ensaios de flexão foi possível observar que as amostras sinterizadas em maiores tempos, temperaturas e teor de cobre apresentaram uma interface de junção mais homogênea e uma resistência mecânica mais alta. Foi também observado a ocorrência de união sem a adição de filme de cobre na interface quando as misturas de pós apresentarem quantidades superiores a 4% de cobre em peso na composição química, devido à formação de fase líquida transiente durante a sinterização.

Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um motor de corrente contínua, de imãs permanentes, onde o rotor, usualmente construído a partir de chapas de aço laminadas, foi substituído por blocos produzidos a partir do processo de metalurgia do pó. Para o desenvolvimento das peças utilizou-se três compósitos nos testes: a liga Fe2%P e as ligas comerciais Somaloy® 700 3P e 700 1P, que passaram por uma caracterização e análise de suas propriedades antes de sua utilização no rotor. A matriz para compactação foi projetada e confeccionada como parte deste trabalho e os três compósitos preparados para a confecção das peças para o rotor do motor de corrente contínua. Os motores, com os diferentes rotores, foram ensaiados em bancada, para análise de seu desempenho e os resultados obtidos com os novos rotores foram comparados com os dados do motor com rotor convencional, feito com chapas de aço laminadas. / This work aims to describe the development of a DC motor with permanent magnets, where the rotor core, usually constructed from laminated steel sheets, was replaced by blocks produced from the powder metallurgy process. For development of parts, three composites were used for the tests, the alloy Fe2%P, the commercial alloys Somaloy®, 700 1P and Somaloy®700 3P. The materials have gone through a characterization and analysis of their properties before their use in the rotor. A compression die was designed and built as parto f this work, the materials were prepared in the final form of the rotor, coiled, and set for testing. The engines with different rotors were placed for testing and analysis of their performance. The results obtained from the new rotors were compared with the conventional motor from which the rotor core is made of laminated steel sheets.

Estudou-se o comportamento anódico do aço inoxidável AISI 304 tensionado, em soluções aquosas de NaCl neutras e ácidas. A técnica experimental utilizada foi a da deformação do material, com velocidade constante e elevada taxa de deformação, a temperatura ambiente e a 90°C. Determinou-se a densidade de corrente para o metal nu que e exposto ao meio, quando da deformação do aço em vários potenciais, para as concentrações de 1N; 0,1N e 0,001N de NaCl, em ambas as temperaturas, e para o meio de 1N de H2SO4 + 0,01N de NaCl, à temperatura ambiente. Na concentração de 1N de NaCl também foram feitos testes com o material levemente sensitizado a 25 e a 90°C. Estimou-se, a partir desses dados, a taxa possível de propagação de trincas e se anal i saram parâmetros relacionados com a susceptibilidade à C.S.T. Foram realizadas curvas de polarização potenciodinâmicas em várias velocidades de varredura de potencial, com e sem deformação simultânea do eletrodo para as mesmas temperaturas e, em algumas concentrações de NaCl, no intuito de comparar os valores de corrente encontrados com as do método descrito acima. Tais curvas foram também executadas para soluções de MgCl2 , com e sem adição de NaNO3 em ebulição, com a finalidade de comparar sua capacidade de prognóstico à corrosão-sob-tensão com a de outros tipos de ensaios reportados. / The anodic behavior of type 304 austenitic stainless steel, stressed in aqueous neutral and acid NaCl solutions, was studied. The experimental technique of the straining electrode, with constant speed and high strain rate, was applied at room temperature and at 90°C. The current density on the bare metal, which is exposed to the medium during the straining os the specimen, was determined at various potentials for 1N; 0,01N and 0,001N NaCl, at both temperatures, and for 1N H2SO4 + 0,1N NaCl at room temperature. In the 1N NaCl solution, tests were also carried with slightly sensitizes material at 25°C and 90°C. The possible crack propagation rates were estimated from these data, and parameters related with stress corrosion cracking susceptibility were analised. Potentiodynamic polarization curves were done at several potential scanning rates with and without simultaneous straining of the electrode at the same temperature, in some of the NaCl concentrations, with the aim of comparing the current values with those found in the method described above. These curves were also performed in boiling MgCl2 solutions with and without addition of NaNO3 with the purpose of compare its stress corrosion prognostic capacity in relation of that other types of tests reported.

A composição química dos aços é de fundamental importância para suas propriedades mecânico-metalúrgicas. Durante o processo de fabricação de ligas metálicas, faz-se normalmente uso do espectrômetro de emissão óptica para a determinação da composição química. Este equipamento é capaz de fornecer uma análise multielementar em um intervalo de tempo muito pequeno, permitindo, assim, possíveis correções necessárias para obtenção da composição química final desejada antes do vazamento. Esta ferramenta tem como princípio de funcionamento a análise comparativa, necessitando de materiais de referência, também chamados padrões, para sua recalibração. A principal característica destes materiais de referência é sua homogeneidade em termos de composição química e física. O presente trabalho tem a finalidade de analisar a metodologia adotada para produzir padrão de referência de um aço AISI/SAE 1020 através de um programa interlaboratorial. As amostras foram obtidas por meio de um tarugo proveniente de um processo de lingotamento contínuo, que foi tratado termo-mecanicamente por processos de laminação, forjamento e usinagem antes da obtenção das amostras propriamente ditas. Após uma análise prévia da superfície das amostras, estas foram distribuídas aos integrantes do grupo analítico e analisadas nos espectrômetros de emissão óptica existentes nos seus próprios laboratórios. Foi realizada, ainda, uma análise metalográfica da superfície das amostras para que fosse verificada a homogeneidade microestrutural das amostras. O tratamento estatístico dos dados, baseado na norma ISO Guide 35, e a análise metalográfica comprovam que é possível certificar tecnicamente os teores dos elementos carbono, silício, manganês, fósforo, enxofre, cromo, níquel, molibdênio, alumínio, estanho e cobre nos materiais de referência. / The chemical composition of steel is extremely important for its mechanical and metallurgical properties. During the processing of metallic alloys, an optical emission spectrometer is used to determine the chemical composition. This equipment is able to give a multielementar analysis in a very short time interval, enabling corrections that may be necessary to obtain the final chemical composition of the casting. The working principle of this tool is the comparative analysis that needs standards, also called reference materials for its calibration. The main characteristic of these reference materials is their homogeneity in terms of physical and chemical properties. The present work aims to analyze the methodology adopted to produce the reference pattern of an AISI/SAE 1020 steel, through an interlaboratorial program. The samples were obtained from billets, which were produced via continuous casting process. Before obtaining samples the billets passed through rolling, forging and machining processes. After a previous analysis of the sample surface, the samples were distributed to the members of the analytical group, who analyzed them on the optical emission spectrometers from their own laboratories. Furthermore, a microstructure analysis of the sample surface was carried out to verify the microstructural homogeneity of the samples. The data statistic treatment, based on the ISO Guide 35 standard, and the microstructure analysis prove that it is possible to certify, technically, the content of the elements carbon, silicon, manganese, phosphorous, sulfur, chromium, nickel, molybdenum, aluminum, tin, copper in the reference materials.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327115.pdf: 3760551 bytes, checksum: 98fdbbb5eb2dbee5c332992cb28bfade (MD5) Previous issue date: 2014 / Ligantes alternativos têm sido extensivamente estudados para substituir, total ou parcialmente, o tradicional ligante de cobalto em metais duros. Entre os ligantes comumente adotados, o níquel tem recebido maior atenção devido aos seus aspectos econômicos e similares propriedades mecânicas. Neste trabalho, duas rotas de processamento foram desenvolvidas, envolvendo níquel na forma de óxido e de pó metálico. Os efeitos de adições de molibdênio, ferro e cromo no comportamento de sinterização e nas propriedades mecânicas de metais duros à base de níquel foram investigados. Os compósitos foram processados por metalurgia do pó convencional. As amostras foram sinterizadas em temperaturas de 1400 a 1500 °C. Os sinterizados foram caracterizados microestruturalmente e tiveram seus valores de dureza Vickers e tenacidade à fratura determinados. A composição WC-10Ni desenvolvida apresentou valores de propriedades mecânicas compatíveis com os descritos na literatura. Análises dilatométricas revelaram pequena influência do molibdênio no comportamento de sinterização do metal duro à base de níquel. A adição de ferro e cromo mostrou um deslocamento significativo do início da retração para maiores temperaturas, reduzindo a contribuição da sinterização no estado sólido para a retração total da amostra. A adição combinada de molibdênio, ferro e cromo, também deslocou significantemente o início da retração para temperaturas maiores e indicou maior inibição do crescimento de grão. A presença de carbono em excesso nas composições apresentou forte influência no aumento da densificação. O molibdênio promoveu endurecimento por solução sólida, assim como o ferro e o cromo, mas manteve valores mais elevados de tenacidade à fratura. Dentre as amostras estudadas, as composições WC-9Ni-1Mo e WC-9Ni-0,5Mo-0,5(Fe,Cr) levaram ao melhor compromisso entre o par de propriedades dureza-tenacidade à fratura. Os valores de dureza destes materiais, em torno de 1300 HV10, expressaram-se abaixo do esperado, mas com elevada tenacidade à fratura, potencializando-os para aplicações nos setores de mineração e engenharia civil.<br> / Abstract : Alternative binders have been extensively studied to replace, totally or partially, the traditional cobalt binder in cemented carbides. Among the commonly adopted binders, nickel has received the most attention due to its economic aspects and comparable mechanical properties. In this work, two processing routes have been developed, involving nickel oxide and metallic nickel powder. The effects of Mo and Fe-Cr pre-alloyed additions on sintering behavior and mechanical properties of Ni-based cemented carbides were investigated. The composites were processed by conventional powder metallurgy. The samples were sintered at temperatures ranging from 1400 to 1500 °C. Sintered compacts were characterized microstructurally and had their Vickers hardness and fracture toughness determined. The WC-10Ni composition presented values of mechanical properties compatible with those described in literature. Dilatometric analyses revealed little influence of molybdenum on the sintering behavior of nickel-based cemented carbide. The addition of iron and chromium showed a significant shift in the onset of shrinkage for higher temperatures, decreasing the contribution of solid state sintering to the total shrinkage of the sample. The combined addition of molybdenum, iron and chromium, also significantly shifted the onset of shrinkage for higher temperatures and showed greater inhibition of grain growth. High carbon contents had a strong influence on increasing densification. Molybdenum promoted solid solution strengthening, as well as iron and chromium, but molybdenum also maintained higher values of fracture toughness. Among the samples studied, the WC-9Ni-1Mo and WC-9Ni-0,5Mo-0,5(Fe,Cr) compositions led to the better relation between hardness and toughness fracture. The hardness of these materials, around 1300 HV10, was lower than expected, but high fracture toughness was achieved, showing potential for applications in mining and civil engineering sectors.

Foi observado o comportamento eletroquímico e a morfologia das trincas resultantes da aplicação de uma deformação constante no aço SAE 304 homogeneizado e sensitizado, em solução de 3% NaCl, pH = 7,0 e pH = 2,0, em temperatura ambiente e a 100°C. Foram utilizadas curvas de polarização, além de ensaios galvanostáticos e potenciostáticos. Concluiu-se que o aumento da temperatura e o abaixamento do pH favorece a formação de fissuras transgranulares, e que o aumento do grau de sensitização diminui o tempo de fratura e favorece o aparecimento de fissuras intergranulares. Pequenos tempos de sensitização podem provocar fissuras transgranuleres, mesmo à temperatura ambiente, condições em que o material homogeneizado não apresenta corrosão sob tensão. / The electrochemical behaviour and fracture morphology of homogenized and sensetized type SAE 304 stainless steel U bent specimens, in 3% NaCl solution, at pH = 2,0 and pH = 7,0 both at room temperature and 100°C was studied. Polarization curves and galvanostatic and potentiostatic experiments were run . It could be observed that high temperature and low pH favour transgranular cracking and longer sensitization times lower fracture time and tend to promove intergranular fracture. Light sensitization can produce transgranular cracking even at room temperature, when the homogenized alloy does not present stress-corrosion cracking for the same conditions.

O NiTi é uma liga equiatômica de níquel e titânio que foi descoberta ao redor dos anos 1960 e que possui ampla aplicação. Em função de sua excelente biocompatibilidade, o NiTi tem sido muito utilizado na fabricação de dispositivos na área médica. O Brasil atualmente importa grande parte desses produtos à base de NiTi, e o grande custo envolvido motiva a tentativa de desenvolvimento nacional desta liga e de seus subprodutos. O objetivo deste trabalho foi estudar a possibilidade da obtenção de billets da liga de NiTi com propriedades de memória de forma e superelasticidade através de metalurgia do pó convencional. Este trabalho foi desenvolvido com base na literatura, experimentação e análise comparativa com um fio comercial de NiTi utilizando técnicas como: ensaio de tração e compressão, metalografia, análise ao Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raios-X por Energia Dispersiva (EDS), difratograma de raios-X, medição de porosidade, dureza e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). A liga de NiTi foi obtida com sucesso através do processo de metalurgia do pó convencional. O material apresentou propriedades similares às encontradas por outros pesquisadores utilizando processos diversos. Este trabalho propõe adicionalmente uma rota de fabricação inicial para a produção de fios partindo de billets compactados de Ni e Ti e utilizando extrusão à quente seguida de trefilação à frio para o seu processamento. / NiTi is an equiatomic Nickel and Titanium alloy that was developed around the 1960s and has a broad spectrum of applications. Because of its excellent biocompatibility, NiTi is being increasingly used to manufacture medical devices. Today Brazil imports most NiTibased products, and the high cost involved has motivated the attempt to develop this alloy and its sub-products domestically. The aim of this work was to study the possibility of obtaining the NiTi billets with shape memory and superelasticity properties by conventional powder metallurgy techniques. The work was based on the literature, on experiments, and on comparison with a commercially available wire using techniques like: tensile and compression tests, metallography, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-ray Spectroscopy, measurements of porosity, hardness and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The NiTi alloy was successfully obtained by conventional powder metallurgy techniques. The material developed has similar properties to those described by other investigators using different techniques. Additionally this work proposes an initial manufacturing route for the production of NiTi wires from Ni and Ti compacted billets, using hot extrusion followed by cold drawing for processing.

Este trabalho tem por objetivo o estudo comparativo entre métodos de avaliação de volumes em cortes de mineração a céu-aberto. Os dados foram obtidos na mina Butiá-Leste da Copelmi Mineração Ltda. Através da utilização de uma estação total foi executado, em campo, um levantamento topográfico, com a coleta de pontos em uma malha de 5x5m, na superfície do terreno natural e, após a remoção do overburden, sobre a camada superior de carvão. Os dados foram preparados no software Swfer, para perfeita correspondência entre as cotas de superfície e as cotas da camada superior de carvão. Este procedimento objetivou a construção de dois modelos digitais do terreno para o cálculo de um volume padrão, com o qual, foram comparados os volumes obtidos por métodos numéricos (quadratura), segundo algoritmo do Surfer, e métodos geométricos do prismóide e das seções paralelas. Da malha original de 5x5m, sobre a superficie e sobre a camada superior de carvão, foram suprimidas linhas de pontos espandindo-a para 10x10m, 15x15m, 20x20m, 25x25m e 30x30m. Sobre estes novos conjuntos de dados foi feito o estudo da continuidade espacial da variável cota e defmidos os modelos variográficos ajustados para aplicação da krigagem na interpolação de pontos, adensando novamente a malha e 5x5m, com os valores krigados. Os volumes obtidos a partir das superficies numéricas interpoladas, foram comparados, segundo o tipo de krigagem e o método de cálculo, com os volumes produzidos a partir da malha com valores originais.Todos os volumes calculados foram comparados com o volume padrão e com o volume obtido pelo método das seções paralelas, empregado atualmente pela Copelmi Mineração Ltda. De acordo com os resultados obtidos, pode-se aplicar a krigagem como interpolador de cotas altimétricas, desde que seja realizado um criterioso estudo da continuidade espacial. A acuracidade do método foi comprovada através das pequenas diferenças percentuais obtidas entre o volume calculado com os dados originais (volume padrão) e os volumes estimados. A comparação entre os volumes obtidos pelos vários métodos comprova, também, a precisão do método do prismóide para o cálculo do volume de overburden, em relação aos métodos numéricos (quadratura) e em relação ao método das seções paralelas. O volume calculado por seções paralelas apresentou um aumento quando foi reduzida a distância entre as seções, enquanto os métodos numéricos apresentaram wna tendência, de superestimar os volumes. / This study compares volume estimation methods for open cast mines. An exhaustive data set was obtained from Compelmi Mineração Ltda., Butiá-Leste Coai Mine. Using a total station, the field work consisted of a detailed survey, where data were collected at a regular spacing of 5x5m, from the natural surface and from the top of the first coal seam after the overburden remova!. An editing step using the Surfer® software was carried producing the exact correspondence between the original surface and coai seam points. A standard volume was defined using the 5x5m data set and the prismoid calculation method. Mathematical methods like quadrature and geometrical methods like prismoid and parallel section were used to estimate the volume between the DTM's defined by the original surface and the surface after the excavation. The obtained models (surface and coal) defined by the dense 5x5m grid were used to extract lines of points expanding the original grid sampling pattern (5x5m) to new grids at 10x10m, 15x15m, 20x20m, 25x25m and 30x30m. Using these new data sets, it was perfom1ed the spatial continuity study of the elevation variable and fitted variographic models. Kriging interpolation method was used in order to rebuild the original grid (5x5m). The volumes obtained from the interpolated numerical surfaces, were compared against the volumes obtained from the original grid. Ali the estimated volumes were compared against the standard volume and the volume calculated by the parallel section method, normally employed by Copelmi Mineração Ltda. The results demonstrate one can apply kriging as an interpolator at elevation values, after carrying out a careful spatial continuity study. The accuracy of the method was measured by the percentual di fferences obtained between the calculated volume using the original data (standard volume) and the estimated volumes. The results also show the precision of the prismoid method used for overburden volume estimation related to the numerical methods (quadrature) and parallel section method. The volume calculated using parallel sections increased when the distance between the sections was reduced. The numerical methods presented a tendency to over estimate the volumes.