Neste trabalho é apresentado o efeito do tratamento térmico no aço inoxidável Fe-Mn-Si-Cr-Ni-Co com Efeito de Memória de Forma (EMF), processado por trefilação com diferentes reduções de áreas (RA). As amostras foram caracterizadas em termos da evolução microestrutural e do EMF. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio de técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, e medidas obtidas por difração de raios X. Foram realizadas medidas de dureza Vickers para acompanhar o encruamento e o amolecimento das amostras tratadas termicamente. A caracterização do EMF foi realizada por meio de ensaios de tração, com deformação de até 4%. A técnica de trefilação com posterior tratamento térmico de recozimento promoveu aumento na dureza do aço inoxidável em estudo de até 639 25 HV para a condição deformada com 57% de RA, seguida de recozimento em 550C por 1 h. Obteve-se uma recuperação de forma total de até 83% para uma amostra deformada com 57% de RA, seguida de recozimento em 850C durante 1 h.

O objetivo deste trabalho é verificar a influência da temperatura de pré-aquecimento na resistência mecânica de juntas soldadas em chapa de pequena espessura de um aço de ultra-alta resistência, pertencente à família de aços de médio-carbono e baixa liga, os quais, dentre outras aplicações, são utilizados pela indústria espacial na fabricação de envelopes-motores para propulsores sólidos (rocket motor cases). A soldagem foi realizada, em passe único, pelo processo Plasma Arc Welding (PAW), utilizando-se a técnica keyhole. Foram realizadas soldagens com variação do fator ';temperatura de pré-aquecimento'; em dois níveis: temperatura ambiente e 100C. A partir das chapas soldadas, foram obtidas as amostras para caracterização do material em duas condições: "como soldado", realizada por meio de ensaios metalográficos, ensaios de microdureza e verificação do tamanho de grão da ZTA; e na condição "tratado termicamente", realizada através de ensaios metalográficos, ensaios de microdureza e ensaios de tração. Os corpos-de-prova para ensaios de tração foram submetidos a ciclos térmicos de normalização, têmpera e duplo revenimento e, após o ensaio, suas fraturas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura. Observou-se que as juntas soldadas com pré-aquecimento apresentaram resistência máxima à tração 1,8% menor que as juntas soldadas à temperatura ambiente, apesar de não ter sido constatada diferença de tamanho de grão entre as amostras representativas das duas condições de soldagem. Portanto, os resultados indicam que a adoção de pré-aquecimento não resulta em benefício que justifique seu uso na fabricação de componentes aeroespaciais utilizando este tipo aço.

Neste trabalho é apresentado o efeito do tratamento térmico e da composição química de aços inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-Ni com Efeito de Memória de Forma (EMF) processados por forjamento nas propriedades mecânicas e capacidade de recuperação de forma. As amostras foram caracterizadas em termos da evolução microestrutural, propriedades mecânicas, desgaste e recuperação de forma. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio de técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Foram realizadas medições de dureza nas diferentes condições de estudo para compreender a evolução do encruamento e amolecimento das amostras tratadas termicamente em diferentes temperaturas. A caracterização do EMF foi realizada por meio de ensaio de compressão, sendo aplicadas deformações de 4% e 6%, e do mecanismo de desgaste foi realizada por meio de ensaio do tipo pino contra lixa. Empregou-se a técnica de calorimetria diferencial de varredura para determinar as temperaturas de transformação de fase. O aumento da temperatura de austenitização e do tempo de patamar promoveu um aumento do tamanho de grão austenítico. A liga com maiores teores de cromo e níquel e menor teor de manganês apresentou menor crescimento de grão, maiores valores de dureza e de tensão de escoamento, independente da temperatura de austenitização utilizada, e melhor resistência ao desgaste. Também foi evidenciado, para esta liga, um contínuo incremento da máxima tensão em compressão à medida que a temperatura de austenitização aumentou, independente da deformação aplicada durante o ensaio de compressão. Comportamento exatamente inverso foi observado para a liga com menores teores de cromo e níquel e maior teor de manganês. Ao aumentar a temperatura de austenitização, independente da composição química, ocorreu uma redução significativa de dureza, mas não foi observada alteração da tensão de escoamento, que até apresentou um pequeno aumento. As ligas estudadas apresentaram resultados de módulo de elasticidade estatisticamente iguais mesmo com a diferença de composição existente. A alteração da temperatura de revenimento não implicou em mudança significativa de dureza. No entanto, a liga com maiores teores de cromo e níquel e menor teor de manganês apresentou aumento de dureza após o revenimento, comportamento exatamente oposto às demais ligas estudadas. Na análise microestrutural observou-se o aparecimento de pequenos precipitados ricos em cromo e silício, o que confirma a ocorrência de endurecimento secundário para esta liga. Este efeito parece ser tanto maior quanto maior é a temperatura de austenitização utilizada. A liga com menores teores de cromo e níquel e maior teor de manganês apresentou melhor capacidade de recuperação total independente da deformação aplicada. Comprovou-se que, se a resistência mecânica da matriz é menor, obtém-se uma melhor capacidade de recuperação de forma. Para este material, a contribuição da recuperação de forma supera a contribuição associada à recuperação elástica. Obteve-se uma recuperação total de 3,9% para a liga com menores teores de cromo e níquel e maior teor de manganês ao ser aplicada deformação de 6%, resultado obtido quando a austenitização foi realizada a 950C. Esta liga não apresentou variação significativa nas temperaturas de transformação de fase independente da temperatura de austenitização empregada.

A fabricação de um molde de injeção ou matriz nos dias de hoje é uma tarefa que exige da cadeia de produção, desde o fabricante do aço ferramenta ao polidor do molde, um alinhamento de conceitos e uma integração cada vez maior, no que diz respeito ao controle de inclusões durante a fabricação do aço ferramenta, ao processo de abertura da cavidade por fresamento ou microfresamento, até o próprio processo de polimento e os requisitos de acabamento superficial a serem alcançados. O objetivo deste trabalho é descrever a influência de variações metalúrgicas, como carbonitretos de titânio e sulfetos de manganês, sobre a usinagem com ferramentas convencionais e microferramentas no processo de fresamento. Além disso, o processo de polimento é analisado tendo como entradas as mesmas variações metalúrgicas e também sob o efeito de diferentes condições de usinagem das etapas anteriores. Com a finalidade de aprimorar a fabricação de moldes e matrizes, este trabalho apresenta uma revisão sobre a influência dos elementos de liga sobre a usinabilidade e polibilidade de aços ferramenta, e estudos práticos sobre a influência das variações metalúrgicas sobre a usinabilidade, microusinabilidade e polibilidade. Além disso, variações nos parâmetros de usinagem e no estado de desgaste das ferramentas de corte são analisados nos processos de desbaste e acabamento. Nestas análises são considerados os esforços de corte, o acabamento e a integridade superficial e como estes influenciam no processo de polimento. Por sua vez, as superfícies usinadas resultantes do processo de polimento são caracterizadas por uma ampla gama de parâmetros de rugosidade. Foram conduzidas análises práticas sobre fresamento, torneamento e microfresamento em centros de usinagem. Foram construídos para análises de desgaste e polimento, um tribômetro tipo pino-sobre-disco e uma politriz automática, respectivamente. Como resultados, esta tese apresenta um conjunto de requisitos metalúrgicos e de processo visando a obtenção de uma solução de compromisso entre usinabilidade e polibilidade em aços ferramenta utilizados na confecção de moldes e matrizes.

O presente trabalho tem como objetivo desenvolver soldagem de junção de topo, no estado sólido, de placas de alumínio 7050-T7451 de espessura 0,625 pol, para aplicação aeronáutica em asas, por meio da técnica Friction Stir Welding - FSW, obtendo-se boas propriedades mecânicas, produzindo peças integrais, desta forma reduzindo peso da aeronave. O processo de FSW foi patenteado, em 1991, pelo The Welding Institute (TWI) da Inglaterra. O processo consiste na união realizada no estado sólido, não ocorrendo fusão dos materiais. A ferramenta é projetada, com uma geometria similar a um pino, tem a função de aquecer e "misturar" as bordas de duas peças que se quer unir. A ferramenta ainda tem um ombro que rotaciona sobre o material, gerando atrito e, consequentemente, gera energia térmica para plastificar o material. No desenvolvimento deste trabalho, foram realizadas as seguintes etapas: revisão bibliográfica do FSW; parâmetros de processo já definidos e realização de ensaios práticos; caracterização das juntas soldadas; ensaios mecânicos. Devido à grande espessura da chapa e usando uma ferramenta existente, a solda foi realizada dos dois lados. Por meio de inspeção visual observou-se que a solda possui bom acabamento superficial, com largura regular na impressão do ombro da ferramenta. Na região de transição entre o nugget e ZTMA fica evidente o fluxo de material entre a superfície e o interior das placas. Observa-se um refino do tamanho de grão e diminuição do tamanho dos precipitados pela análise por microscopia óptica. O gráfico dos valores de microdureza mostra-se coerente com o processo de solda realizada. Por meio de testes de tração constata-se que não houve rompimento dos corpos de prova na região da solda, evidenciando a qualidade da mesma.

En los últimos años, las aleaciones de magnesio se han convertido en una alternativa atractiva en diversos sectores industriales (automotriz, aeroespacial, telefonía móvil, computadoras personales, la industria de la recreación, etc), por poseer las propiedades de ser ligeros y de exhibir una buena resistencia mecánica. Sin embargo, no poseen una buena resistencia a la corrosión. Por consiguiente, actualmente el estudio del comportamiento de las aleaciones, así como de sus recubrimientos ha cobrado suma importancia para mejorar la resistencia a la corrosión. El objetivo de este trabajo es el estudio del comportamiento de la resistencia a la corrosión en una solución conteniendo cloruros, de las aleaciones de magnesio mas usados en la industria: AZ91 HP, AZ31 y AM20, los cuales han sido recubiertos con diversos tratamientos y materiales: SiC (Carburo de Silicio) por dispersión con láser y Zinc mediante rociado térmico por arco eléctrico “arc spray” y mediante el proceso “cold spray” sometiéndolos a diversos métodos de corrosión en iguales condiciones, analizando los costos dependiendo del recubrimiento, para con esto comparar y seleccionar el material más resistente. La resistencia a la corrosión se estudió a través de pruebas de inmersión (parcial y total), pruebas electroquímicas (curvas de circuito abierto, curvas de polarización e impedancia electroquímica) y simulación en cámara de niebla salina. Se complementaron los estudios a través de análisis metalográfico empleando microscopia óptica, digital, estereoscópica, profilometría 3D y microscopía electrónica de barrido. Como resultado de los ensayos de corrosión, se observaron dos diferentes formas de ataque de éste: por picadura (pitting corrosion) y corrosión filiforme (filiform corrosion); sin embargo, dependiendo de la composición química y del comportamiento durante los ensayos de cada aleación, arroja como resultado de una mejor reacción, la aleación de magnesio AZ91. / Tesis

Orientador: Pedro Magalhães Sobrinho / Coorientadora: Isabel Cristina de Barros Trannin / Banca: Eliana Vieira Canettieri / Banca: Marcio Evaristo da Silva / Resumo : O uso da água e consequentemente seu reúso são temas que tem ganhado destaque no mundo. Este trabalho analisou algumas possibilidades de reúso do efluente gerado em uma planta siderúrgica, especificamente em uma estação de tratamento de água de uma laminação que capta água do rio Paraíba do Sul e descarta os efluentes no ribeirão dos Surdos. Neste estudo analisou-se ainda a necessidade de adequação do efluente gerado para atender ao CONAMA 357/2005, CONAMA 430/2011 e Decreto 8.468/1976 visto que o ribeirão que recebe o efluente possui baixa vazão. Este fato exige o tratamento do efluente para atender aos parâmetros de qualidade de lançamento e faz com que eles sejam menores que os previstos nas resoluções e decretos. Ao tratar o efluente identificou-se que é possível aplicá-lo como reúso em vez de simplesmente descartá-lo. O trabalho apresentou os desafios para a aplicação do reúso em indústrias que produzem a própria água potável. Ao comparar as tarifas cobradas pela SABESP, na região do Vale do Paraíba, e o custo de produção interno da água. Nota-se que a água produzida na própria indústria pode ter um custo 8 vezes menor que a fornecida por terceiros. Então somente os trabalhos com pequenos investimentos conseguem tornar-se viáveis. Como é o caso do reúso em lavagem de pisos, resfriamento de escória, reúso em vasos sanitários e mictórios, que apresentaram retorno perto de cinco anos / Abstract: The use of water and consequently its reuse are receiving a lot of attention around the World. This report has analyzed some possibilities for reusing the flowing out of a metallurgical company, specifically in a water treatment station from a rolling mill which receives the water from the Paraiba do Sul river and the effluents is discharged in the Surdos river. This report has also analyzed the need of adjustment to attend CONAMA 357/2005, CONAMA 430/2011 and Decree 8.468/1976 once the stream which receives this effluent has a low flow. Because of this, the treatment for this effluent has to obey strict parameter of quality, and the disposal has to be lower than the values fixed in the resolutions and decrees. While treating the effluent we have identified the possibility for reuse instead of just dismiss. The task has presented some challenges to the reuse application in industries that produce its own potable water. To compare the tax charged by SABESP, in Vale do Paraíba region, and the cost of internal water production has a 8 times difference in cost. Then only small work with low investment can became viable. As in the case of reusing water to wash the floor, scrap cooling, reuse in toilets and urinal, showing return only after five years / Mestre

O objetivo deste trabalho foi o estudo da obtenção de ligas magneticamente macias de ferro-níquel, pelos processo de metalurgia do pó e moldagem de pós por injeção. No processo de Metalurgia do pó foi preparada uma liga Fe-Ni com teor de 50% em peso de níquel, a partir dos pós elementares de cada componente. Foi avaliado o efeito de parâmetros do processo (pressão de compactação e temperatura de sinterização) na resistividade e nas propriedades magnéticas dos corpos de prova compactados, além de análises dimensionais, de densidades obtidas e micrografias. Os resultados de resistividade obtidos mostraram-se abaixo dos valores indicados pela literatura, e houve muitas variações dimensionais. Quanto às propriedades magnéticas, a indução máxima e a permeabilidade máxima tiveram valores baixos, enquanto que a coercitividade e as perdas magnéticas apresentaram valores muito altos, se comparados à literatura. Na etapa de moldagem de pós por injeção foi preparada uma carga de injeção a partir de pós elementares de Fe e Ni (também na proporção 1:1, em peso) e um sistema de ligantes a base de parafina, cera de carnaúba e polietileno de baixa densidade. Foi avaliada basicamente a etapa de extração do ligante, que foi real izada de cinco maneiras distintas. Os valores de densidade das peças sinterizadas foram comparados com aqueles obtidos pela metalurgia do pó convencional. Os resultados mostraram que as densidades obtidas ficaram muito aquém do esperado e, com a carga preparada, apenas uma das rotas de extração utilizadas mostrou-se satisfatória. As principais conclusões obtidas neste trabalho mostram que na etapa de Metalurgia do Pó houve muita variação nos valores, evidenciando um processo de mistura e sinterização insatisfatórios, enquanto que na etapa de Moldagem de Pós por Injeção pode-se concluir que a carga preparada apresentou baixo teor de pó, dificultando portanto a etapa de extração dos ligantes e resultando em peças com baixa densidade. / The aim of this work was the study of iron-nickel soft magnetic alloys, obtained via powder metallurgy (P/M) and metal injection moulding (MIM) processes. In the P/M step, an Fe-Ni alloy with 50% wt% was prepared, from elemental powders of each component. The effect of process parameters, such as compaction pressure and sintering temperature, on resistivity and magnetic properties of the compacted samples were evaluated. Dimensional, densities and micrographical analysis were also performed. The resistivity values were below of those indicated by the literature, and there were large dimensional variation. Compared to the literature, maximum induction and permeability are low, and the coercitivity and magnetic losses are very high. In the MIM step, a base feedstock was prepared. The powders were Fe and Ni, in the same ratio used in the previous step. The binder system was composed basicaly by paraffin wax, carnauba wax and low density polyethilene. The debinding step was evaluated; it was carried out in five different ways. The sintered densities of the samples were compared with those obtained via conventional powder metallurgy. The results show that the densities are below those obtained in the P/M step, and only one of the debinding routes was suitable for the prepared feedstock. The main conclusions of this work show that in the P/M step there was large values variation, evidencing unsatisfactory mixture and sintering processes, while in the MIM step it can be concluded that the prepared feedstock had low powder content, making the debinding step hard to carry out, and resulting in low-density parts.

O presente trabalho tem como objetivo mostrar a influência do recozimento na recuperação e recristalização de tiras de aço baixo carbono dobradas por deformação a frio. Muitas indústrias que produzem peças a partir de dobramento a frio, buscam constantemente garantir a qualidade de seus produtos. Isto se torna um desafio a partir do momento que se considera a diversidade do formato das dobras exigidas. Através de observações práticas, o que se vê é que, com o objetivo de facilitar o processo, muitos profissionais são induzidos a acreditar que simplesmente aquecendo o material, o trabalho será facilitado e garantirá a qualidade do produto final. Assim, independente do tipo do aço e/ou nível de encruamento, os parâmetros de temperatura utilizados são determinados, na sua grande maioria, de forma empírica, sem critérios estabelecidos, ou seja, em muitos casos, os valores de temperatura tendem a ser os mesmos. Como a grande maioria de peças produzidas na indústria submetida a deformação é em aço baixo carbono, este foi escolhido como material para a fabricação das amostras utilizadas no experimento. Estas amostras foram submetidas a diversos graus de dobramento a frio e aplicação de recozimento para recristalização com variação controlada dos parâmetros. Através da intercomparação das amostras e com aplicação de diversos ensaios foram caracterizados a dureza, estrutura metalográfica, tamanho médio do precipitado, bem como a correlação entre as condições de recozimento versus o nível de recuperação do encruamento. Através dos dados obtidos, observou-se a importância de definir de forma científica os parâmetros de aquecimento para a recristalização, sob pena de prejudicar as características das peças. / This work aims to show the influence of annealing on the recovery and recrystallization of low carbon steel strips bent by cold forming. Many industries that produce parts from cold bending, constantly seek to ensure the quality of their products. This becomes a challenge from the moment that one considers the diversity of the shape of folds required. Through practical observation, we can see that, in order to facilitate the process, many professionals are led to believe that simply heating the material, the work will be facilitated and ensure final product quality. Thus, regardless of the type of steel and / or level of work hardening, the parameters used in temperature are determined, mostly, empirically, without established criteria, ie, in most cases, the temperature values tend to be same. As the vast majority of parts produced in the industry is subjected to deformation in steel low carbon, this was chosen as material for the manufacture of the samples used in the experiment. These samples were subjected to various degrees of cold bending and applying for recrystallization annealing with controlled variation of parameters. By intercomparison of samples and application of various tests were characterized hardness, metallographic structure, average size of the precipitate, and the correlation between the annealing conditions versus the level of recovery of work hardening. Through the data obtained it observed the importance of defining the parameters in a scientific way of heating for recrystallization, failing to affect the characteristics of components.

Este trabalho teve por objetivo desenvolver um processo de sinterização a plasma utilizando gaiola catódica para a sinterização de amostras de alumínio, para atmosferas de argônio, hidrogênio e nitrogênio. Avanços recentes na sinterização a plasma motivaram a investigação sobre seus benefícios para o alumínio e se a técnica de tela ativa, em particular com o uso de gaiola catódica, é capaz de contornar alguns problemas encontrados na sinterização deste material, como a presença de uma camada passiva de óxido e a expansão volumétrica após a sinterização para certos parâmetros de processo. A sinterização foi realizada em três processos: convencional, plasma direto e plasma com gaiola catódica. Para o processo convencional utilizou-se atmosferas de argônio e nitrogênio e, para os processos a plasma, utilizou-se atmosferas de argônio, hidrogênio e nitrogênio. Houve queda na densificação média após a sinterização em todos os processos. Tanto o processo a plasma direto e com gaiola catódica resultaram na menor queda de densificação. A atmosfera de nitrogênio mostrou-se a mais efetiva nos processos avaliados, indo ao encontro com o reportado na literatura consultada. Houve aparente endurecimento superficial das amostras sinterizadas a plasma direto. As amostras sinterizadas a plasma com gaiola catódica obtiveram homogeneidade nos valores de microdureza superficial e transversal entre as atmosferas, concordando com o esperado do uso desta técnica. O processo a plasma direto produziu amostras com maior rugosidade em comparação com os outros processos, não havendo influência significativa da atmosfera de sinterização neste aspecto. Foi detectada a presença de zinco na superfície de amostras provenientes do processo convencional com nitrogênio e do processo a plasma com gaiola catódica utilizando argônio e nitrogênio, sendo confirmado pela análise química. Houve formação de nitreto de alumínio apenas no processo convencional com nitrogênio. O processo a plasma com gaiola catódica mostrou-se o mais promissor por apresentar bons resultados em relação aos obtidos nos outros processos avaliados e por ser capaz de preservar a integridade superficial das amostras. É possível promover a melhora das propriedades superficiais do alumínio com o uso de gaiola catódica através de tratamentos termoquímicos concomitantes com a sinterização, tendo em vista os benefícios relatados na literatura. / This study aimed to develop a plasma sintering process using cathodic cage for sintering aluminum samples for argon, hydrogen and nitrogen atmospheres. Recent advances in plasma sintering motivated the research into its benefits for the aluminum and if the active screen technique, in particular the use of cathodic cage, can overcome some problems encountered in the sintering of this material, as the presence of a passive oxide layer and volumetric expansion after sintering for certain process parameters. Sintering was carried out in three processes: conventional, direct plasma and plasma with cathodic cage. For the conventional process was used argon and nitrogen atmospheres and for the plasma processing was used argon, hydrogen and nitrogen atmospheres. There was a decrease in average densification after sintering in all processes Both the direct plasma and cathodic cage plasma processes resulted in the smallest drop of densification. The nitrogen atmosphere proved to be the most effective in al processes evaluated, meeting with the reported in the literature. There was apparent superficial hardening of the samples sintered in direct plasma. Samples sintered in cathodic cage plasma obtained homogeneity in values of surface and cross section hardness between the atmospheres, according to the expected use of this technique. The direct plasma process produced samples with higher surface roughness compared with other processes, with no apparent influence of the atmosphere in this respect. It was detected the presence of zinc in the sample surface from the conventional process with nitrogen and cathodic cage plasma process with argon and nitrogen being confirmed by chemical analysis. The phase analysis on the sintered samples with nitrogen accused the formation of aluminum nitride for the conventional process. The cathodic cage plasma process proved to be the most promising for showing good results compared to those obtained in the other processes evaluated and to be able to preserve the surface integrity of the samples. It is possible to promote the improvement of the surface properties of aluminum with the use of active screen via thermochemical treatments concomitant with the sintering, in view of the benefits reported in the literature.