En términos de CAPEX y OPEX los costos para la conminución mineral son los más significativos en un proceso minero, por ello es importante estudiar las carectirísticas geológicas que influyen en el proceso de la conminución. En el presente trabajo se propone una interpretación geometalúrgica basada en resultados de pruebas de Work Index y su relación con minerales presentes en un yacimiento tipo Pórfido de Cobre. Los valores de Work Index están expresados en kilowatt-hora por tonelada corta y fueron obtenidos de pruebas de laboratorio. Dichos valores fueron relacionados con el contenido porcentual de un grupo de silicatos específicos que son competentes en términos de dureza. El estudio tomó en consideración las zonas de alteración características en este tipo de yacimientos. Se concluyó que la mineralogía del yacimiento no influye en el Work Index y que se sugiere analizar el factor textural para la obtención de posibles correlaciones. / Tesis

Os aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) são aços destinados a diversas aplicações estruturais e apresentam resistência mínima especificada de 550 MPa. Estes aços apresentam baixo teor de carbono e contêm pequenas quantidades de elementos de liga para que possam alcançar a resistência especificada no processo de laminação controlada. Dentre os aços ARBL, destaca-se o S700MC, que pertence à classe dos microligados. É um aço de alta resistência, baixo carbono e baixa liga, sendo que a sua alta resistência deriva do refinamento de grão, transformação de fase e endurecimento por precipitação (precipitados de Ni, Ti e ou V). O processamento deste aço envolve laminação controlada sendo exigidos os seguintes requisitos no produto final: boa soldabilidade, bom comportamento em dobramento, boas propriedades de fadiga e boa tenacidade. Diferentes composições de aços S700MC têm sido desenvolvidas, pois dependendo da composição do aço, os parâmetros de laminação controlada (temperatura final de laminação, temperatura inicial de resfriamento, temperatura final de resfriamento, etc.), para se obter a microestrutura e propriedade mecânica desejada, podem ser diferentes. A microestrutura ferrítica-perlítica convencional dos aços ARBL tem sido substituída nesta classe de aços por microestruturas bainíticas. Muitas vezes a bainita formada é considerada “não-tradicional”, devido à uma mistura de produtos de tranformação, gerando uma certa discussão para a terminologia adequada. Aços com microestrutura bainítica são desejáveis devido ao seu favorável balanço de tenacidade e resistência mecânica mais elevada que nos aços ARBL convencionais. Deste modo, o objetivo deste estudo foi avaliar as microestruturas produzidas (preferencialmente bainíticas) em aços da classe S700MC, desenvolvidos com composições diferentes. Estas microestruturas devem conferir a combinação de propriedades desejada através do controle de parâmetros de tratamento térmico, caracterizando-se as transformações de fase envolvidas. Para alcançar este objetivo, foi aplicada a técnica de dilatometria. Esta técnica é eficaz no estudo das transformações de fase no estado sólido que ocorrem nos aços quando XVIII submetidos a tratamentos térmicos, mostrando a evolução dessas transformações através das mudanças dimensionais do material. Neste trabalho três tipos de aço da classe S700MC foram ensaiados em dilatômetro, aplicando-se dois ciclos térmicos diferentes, com o objetivo de se verificar: a influência da taxa de aquecimento nas temperaturas de transformação de fase, Ac1 e Ac3 (variando a taxa de aquecimento: 1, 10, 50 e 100°C/s) e as transformações de fase ocorridas durante o resfriamento (variando as taxas de resfriamento: 0,2, 1, 5, 10, 25, 50, 100 e 200°C/s). Após os ensaios no dilatômetro foi realizada uma caracterização microestrutural nos corpos-de-prova bem como medições de microdureza. Os materiais apresentaram evolução microestrutural semelhante, porém com formação de morfologias complexas. Os resultados mostraram que determinadas taxas de resfriamento aliadas a outros fatores, desenvolvem microestruturas mais favoráveis à obtenção de alta resistência mecânica. / High strength low alloy (HSLA) steels are intended for various structural applications and have specified minimum strength of 550 MPa. These steels have low carbon content and contain small amounts of alloying elements so that they can reach the strength specified in the process of controlled rolling. Among the HSLA steels, is the S700MC, which belongs to a class of microalloyed. It is a high strength steel and low alloy, where its high strength derives from the grain refinement, phase transformation and precipitation hardening (precipitation of Ni, and Ti or V). The processing of this steel involves controlled rolling, the following requirements being demanded in the final product: good weldability, good behavior in bending, good fatigue properties and good toughness. Different compositions of S700MC steels have been developed, because depending on steel composition, the parameters of controlled rolling (final temperature of rolling, initial temperature of cooling, end temperature of cooling, among others), to obtain the microstructure and mechanical property desired, may be different. The conventional ferritic-pearlitic microstructure of HSLA steels have been replaced in this class of steels for bainitic microstructures. Very often, the bainite formed is classified "non-traditional" due the misture of transformation products, developing a discussion about the correct terminology. Steels with bainitic microstructure, are desirable for their favorable balance of toughness and mechanical strength higher than conventional HSLA steels. Thus, the target of this study was to evaluate the microstructures produced (preferably bainitic) in steels of S700MC grade, developed with different compositions. These microstructures should confer the combination of desired mechanical properties, by controlling the parameters of heat treatment and including characterizing the phase transformations involved. To achieve this goal, we applied the technique of dilatometry. This technique is effective in the study of phase transformations in solid state which occur in steels when submitted to heat treatments, showing the evolution of these changes through the changing dimensions of the material. XX At this work, three kinds of S700MC grade were performed in the dilatometer applying two sets of thermal cycle to analyse: the influence of heating rate on the temperatures of phase transformation, Ac1 and Ac3 (changing the heating rate:, 1, 10, 50 and 100°C/s) and the phase transformations during cooling (changing the cooling rate: 0.2, 1, 5, 10, 25, 50, 100 and 200°C/s). After the tests in the dilatometer, was performed a metallographic characterization of each test piece and microhardness measurements. The materials presented similar microstructural, however with the formation of complex morphologies. The results showed that certain cooling rates combined with other factors develop microstructures more favorable to obtain high mechanical strength.

O presente trabalho trata do estudo das características do projeto de matrizes fechadas para o forjamento a quente de peças axissimétricas com rebarba, com a posterior concepção de um software que auxilia a projetar matrizes de forjamento através de uma seqüência de passos, com a interação do usuário, quando requerido. O trabalho apresenta, na sua parte inicial, uma revisão da metodologia de projeto desse tipo de peça, dando suporte para a elaboração de um programa em linguagem C, que reúne características de baixo custo, alta flexibilidade, facilidade de operação e possibilidade de melhoramentos posteriores. O projeto da matriz de forjamento inicia pelo desenho da peça usinada no computador e segue uma seqüência de passos, como: inclusão de alma central, do sobremetal de usinagem, dos ângulos de saída da peça, dos raios de arredondamento e da zona de rebarba, acompanhados de cálculos importantes como a carga e energia de forjamento, pesos, áreas e volumes. Posteriormente, projeta-se a matriz de moldagem da pré-forma. Todos os dados necessários para o projetista são impressos na forma de relatório para a posterior fabricação das matrizes. / This work presents the description of the design of axisymetric closed dies for hot forging with flash, as well as the conception of a software that aids the design o f dies by means of a sequence of steps, with the interaction of the user, when required. Initially, there is a review of the design methodology about this type of part, which served as base for the software conception in C language. This software was developed to have low cost, great flexibility, userfiiendability and possibility offurther improvements. The design o f forging dies begins with the shape description o f the machined part in the computer and follows this sequence to shape the finishing cavity: add central web, machining allowance, draft angles, comer and fillet radii and flash land. Some important calculations are made, such as the forging load and energy, weights, areas and volumes. Based upon the profile ofthe finishing cavity, the software designs the mould impression (prefonn cavity). All data are printed to pennit die manufacturing.

O presente trabalho destinou-se a desenvolver um dispositivo para crescer monocristais e a estudar a metodologia vinculada ao assunto. Usando alumínio eletrolítico com 99,8% de pureza, cadinhos de grafite com conicidades simples e dupla, velocidades de deslocamento de 2,44cm/h a 10,14 cm/h (quatro taxas), atmosfera de argônio, um forno com gradiente térmico de 67 ºC/cm e o Método Bridgman Vertical, foram crescidos mono e policristais de alumínio. A partir das amostras obtidas foram feitas análise metalográficas, de microscopia eletrônica e de raio X (método Laue de retrocesso) com a finalidade de avaliar problemas de nucleação e de crescimento de cristais, analisar a segregação de impurezas e examinar a regularidade nos cristais. / The present work is intended to develop an apparatus for growing single crystals and to study the methodology linked to the subject. Using eletrolitical aluminum with 99,8% purity, graphite crucibels with single and double conical ends, dislocation speed between 2,44 cm/h and 10,14 cm/h (in four steps), argon atmosphere, a furnace with a thermal gradient of 67 ºC/cm and the Vertical Bridgman Method, single and poly Al crystais have been grown. Arising from the samples obtained, metallographic tests, Scan Electron Microscopy (SEM) and X-rays (back-reflection Laue method) analysis were effected to evaluate problems on nucleation and growing of crystals, to analyse impurity segregation and to examine the regularity of the crystals.

O desempenho do processamento mineral é influenciado por diversos fatores geológicos, como composição mineralógica, grau de alteração da rocha, teor de contaminantes, dureza, além de fatores do processo, como tipos e dosagem de reagentes utilizados na flotação, vazão de entrada de água/gás na célula, presença de lamas, entre outros. Contudo, por não apresentarem uma relação linear com o desempenho da planta, a predição desse desempenho, de um modo geral, é complicada. O estudo da relação entre as variáveis do processo e as propriedades da rocha permite prognosticar o desempenho dos processos metalúrgicos, aumentar a recuperação do minério, avaliar os riscos associados ao projeto e fazer uma análise econômica mais acurada deste. Assim, geologia e metalurgia, quando associadas a um bom planejamento de lavra, proporcionam melhor aproveitamento do recurso mineral, que, por sua vez, maximiza o valor econômico do empreendimento. Em vista disso, o objetivo do presente estudo é identificar e modelar as variáveis geológicas que interferem no beneficiamento de um minério silicatado de zinco e estimar a recuperação metalúrgica deste. As variáveis geológicas que interferem no processo foram identificadas por meio de testes de bancada e análises estatísticas multivariadas. Posteriormente, foram modeladas por meio de krigagem ordinária e krigagem de indicadores e, através de um modelo de regressão linear múltipla, a recuperação foi estimada com um intervalo de confiança de 95%. Com essa metodologia, foi possível obter o prognóstico da recuperação metalúrgica de zinco, cujo resultado mostrou boa aderência com os dados originais de testes de bancada, com uma porcentagem média de erro de 4%. Desta forma, a incorporação de variáveis geológicas permitiu estimar de modo mais preciso e acurado a resposta do minério na flotação. Portanto, a geometalurgia, através da integração de variáveis geológicas e teor do minério, provou ser uma ferramenta eficaz para a estimativa da recuperação metalúrgica de zinco, possibilitando melhorias no planejamento de lavra, nas rotas do processo, no beneficiamento e nos processos metalúrgicos. / A mineral processing plant performance is affected by several geologic factors, such as ore mineralogical composition, degree of alteration, contaminants grade, and hardness. Additionally, processing factors including type and dosage of flotation reagents, water/gas flow in flotation cells and mud content affect ore mass recovery. Unfortunately, the relationship between these factors is nonlinear, imposing severe difficulties to predict plant performance. The study between the interaction of process variables and rock properties allows metallurgical process performance prediction, increasing the ore recovery, providing risk assessment and accurate economic evaluation of the future mining operation. Thereby, geology and metallurgy, associated with a good mine planning, enhance mining efficiency, which, in turn, maximizes the economic value of the enterprise. Seeing that, the aim of this study is to identify and to model geological variables that interfere in the industrial process of a zinc silicate ore and estimate its metallurgical recovery. The geological variables affecting plant performance were identified by laboratory tests and multivariate statistics analysis. Next they were spatially modeled using ordinary kriging and indicator kriging, and through a multivariate linear regression model, the recovery was estimated at a confidence interval of 95%. Using this methodology, the prediction of zinc metallurgical recovery was obtained, and the result showed consistency with the lab tests used to predict stope´s zinc plant recovery, exhibiting a 4% average error. Thus, the incorporation of geological variables allowed precise and accurate estimation of the ore response in the flotation process. For this reason, geometallurgy, through the integration of geological variables and ore grade, proved that it is an effective tool for estimating zinc metallurgical recovery, therefore enabling improvements in mine planning, process routes and ore processing.

Orientador: Guilhermo Gerardo Cabrera Oyarzun / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-24T17:50:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teixeira_RejaneMariaRibeiro_D.pdf: 2099499 bytes, checksum: bd6df97ff2cf9caaeb693e4317b59865 (MD5) Previous issue date: 1979 / Resumo: Estudarmos as propriedades galvanomagnéticas de metais ferromagnéticos cristalinos e amorfos. Desenvolvemos um modelo para explicar os resultados experimentais da resistividade de Hall do ferro incluindo efeitos de espalhamento dependentes do spin e o fenômeno de ruptura magnética. Consideramos superfícies de Fermi esféricas e massas efetivas para portadores do tipo elétron e buraco. Os resultados apresentam uma concordância razoável com as observações experimentais. Propomos um modelo que reproduz qualitativamente os comportamentos experimentais da resistividade e magnetoresistência de ligas ferromagnéticas amorfas de metal nobre com metal de transição. Sugerimos que os elétrons de condução sejam espalhados pelas flutuações dos momentos localizados dos átomos de metal de transição na liga, conduzindo a uma magnetoresistência negativa e um comportamento T2 da resistividade para temperaturas intermediárias / Abstract: A study of the galvanomagnetic properties of crystalline and amorphous ferromagnetic metals is presented. A simple two-band model is used in order to explain experimental results of the Hall resistivity of iron at very high magnetic fields, taking into account spin dependent scattering effects and magnetic breakdown. Spherical Fermi surfaces are considered as well as different effective masses for electron and hole-like carriers. It is also studied the magnetoresistance of amorphous ferromagnetic metals for alloy systems TxAu1-x where T is a transition metal. It is suggested that conduction electrons of the alloy system are scattered by fluctuations of the localized magnetic moments associated to the transition metal atoms, thus yielding a negative magnetoresistance up to fields of the order of 50 kG, and producing a T2 behavior of the resistivity for intermediate temperatures below the Curie point. The calculations presented here are in good agreement with the experimental results / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / As exigências globais de materiais leves e com desempenho sustentável ampliaram a procura por inovação. Ligas e compostos à base de alumínio estão em concordância para solução dessa adversidade. O nióbio é um metal promissor para o desenvolvimento de novas tecnologias e é abundante no Brasil. O processo de metalurgia do pó foi escolhido para este trabalho, principalmente por oferecer a característica sustentável de minimizar as perdas de matéria prima na peça acabada. Estudou-se neste trabalho a influência da moagem de alta energia bem como a granulometria do nióbio, na obtenção da liga Al1,2%Nb. Os pós elementares foram caracterizados por sua morfologia e pureza, misturados nas proporções de 98,8% e 1,2%, respectivamente, em moinho planetário de bolas utilizando o parâmetro de tempo de moagem de 04, 08 e 16 horas. Verificou-se após mensuração da densidade aparente que o volume da mistura aumentou com relação ao tempo de moagem. A mistura foi compactada uniaxialmente a frio, após cálculo da densidade a verde verificou-se a diminuição do seu valor em relação ao tempo de moagem. As peças compactadas foram encaminhadas para o processo de sinterização, em atmosfera controlada de argônio por 05 horas com temperatura final de 640 °C. Após conformação, foi realizada a preparação metalográfica para posterior análises no MEV e Confocal, concluiu-se que a moagem de 04 horas proporcionou ao sinterizado maior densidade e menores irregularidades bem como o nióbio com menor granulometria. As amostras foram conduzidas para análise de DRX, averiguou-se a presença do intermetálico Al3Nb em todas as amostras sinterizadas. Através da investigação do resultado do DSC, comprovou-se aumento considerável da temperatura de fundição do sinterizado, corroborando com o entendimento de formação da liga. Considerando a técnica de microdureza Vickers comprovou-se a superioridade da técnica em produzir a liga com as mesmas características utilizando-se menor recurso em comparação com outros processos metalúrgicos. / The global requirements for lightweight materials with sustainable performance have broadened the search for innovation. Alloys and aluminum-based compounds are in agreement with this adversity. Niobium is a promising metal for the development of new technologies and is abundant in Brazil. The powder metallurgy process was chosen for this work, mainly because it offers the sustainable characteristic of minimizing the losses of raw material in the finished part. The influence of high-energy grinding as well as niobium granulometry was studied in this work to obtain the Al1,2% Nb alloy. The elementary powders were characterized by their morphology and purity, mixed in the proportions of 98.8% and 1.2%, respectively, in planetary ball mill using the milling time parameter of 04, 08 and 16 hours. It was found after measurement of the apparent density that the volume of the blend increased with respect to the milling time. The mixture was compacted uniaxially in the cold, after calculating the green density the value of the milling time was reduced. The compacted pieces were sent to the sintering process in controlled atmosphere of argon for 05 hours with final temperature of 640 ° C. After conformation, the metallographic preparation was carried out for further analysis in the MEV and Confocal, it was concluded that the grinding of 4 hours provided the sinter with higher density and smaller irregularities as well as the niobium with lower particle size. The samples were conducted for DRX analysis, the presence of the intermetallic Al3Nb was verified in all the sintered samples. Through the investigation of the results of the DSC, a considerable increase in the melting temperature of the sinter was verified, corroborating with the understanding of the formation of the alloy. Considering the Vickers microhardness technique, it was proved the superiority of the technique to produce the alloy with the same characteristics using a smaller feature in comparison with other metallurgical processes.

Tese de doutoramento. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1999

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Aurélio de Castro Campilho

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / El proceso denominado compactación isostática en caliente (o por su nombre en inglés, Hot Isostatic pressing, HIP) es un proceso de manufactura que ha tomado gran relevancia en las últimas décadas para la consolidación de polvos, dado que la aplicación simultánea de temperatura y presión ocasiona que los mecanismos de densificación (obtenidos tradicionalmente por sinterización) se vean optimizados; en efecto, la presión aplicada mejora los mecanismos de difusión y activa los mecanismos de densificación por deformación de las partículas, lo que permite obtener densidades de hasta 100% de su densidad teórica. Por otro lado, el molibdeno (Mo) es un metal de transición cuyas propiedades y características como aleante hacen de este un material de gran importancia en los mercados mundiales, en la producción de aceros de construcción, aceros inoxidables y superaleaciones. El Mo en su estado puro es usado en la industria en aplicaciones donde se requieren altos puntos de fusión, alta resistencia mecánica a altas temperaturas, alta conductividad térmica y/o alta resistencia a la corrosión. Sin embargo, el molibdeno es un material complejo de procesar, por lo que su aplicación a gran escala en la industria solo puede ser concebida cuando el proceso producción es eficiente. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo es plantear y desarrollar la base de aplicación del proceso de manufactura HIP en Mo, al desarrollar un modelamiento fenomenológico que permita obtener los mapas de compactación por HIP y contrastar, experimentalmente, los mapas y modelos empleados, al fabricar muestras a diferentes valores de presión, temperatura y tiempos de sostenimiento. Los resultados obtenidos permiten predecir la densidad relativa del Mo durante el HIP, en función de los parámetros de temperatura, presión y tiempo de sostenimiento, al igual que permiten determinar el mecanismo de densificación predominante.