Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:54:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319572.pdf: 16638386 bytes, checksum: bf64256195d022ef56845aeeb0fa6552 (MD5) Previous issue date: 2103 / Materiais fabricados pela metalurgia do pó utilizados em componentes automotivos, especificamente em assentos de válvulas de motores de combustão interna, exigem elevada resistência ao desgaste decorrido da submissão a esforços mecânicos em altas temperaturas e em meio químico agressivo. Para esta aplicação são empregadas ligas específicas de aço-rápido obtidas pela metalurgia do pó, e para sua usinagem de acabamento são necessárias ferramentas de alto desempenho, como as de nitreto de boro cúbico policristalino (PCBN). O objetivo principal deste trabalho é investigar a influência da microgeometria do gume e da classe de PCBN sobre o corte ortogonal de aço rápido fabricado pela metalurgia do pó temperado e revenido. Foram utilizados insertos de PCBN com microgeometria de gume chanfrado e arredondado (tipo S) e apenas arredondado (tipo E) de alto e baixo teor de CBN, na faixa de velocidades de corte entre 100 e 220 m/min. Para a realização da pesquisa foi preparada a infraestrutura para a condução de ensaios, projetando-se dispositivos e interfaces mecânicas para a fixação de corpos de prova e o sistema de medição de força na máquina ferramenta, de dispositivo de medição de desgaste no microscópio de ferramentaria, elaborou-se programas para aquisição de dados e respectiva documentação. Foram analisados o desgaste dos insertos de PCBN em que se procurou identificar os mecanismos de desgaste dominantes avaliando-se imagens digitais obtidas por microscópio eletrônico de varredura (MEV) das regiões do flanco e da face afetadas pelo desgaste, bem como através da análise química realizada por espectroscopia por dispersão em energia (EDS) de regiões de interesse nas marcas de desgaste dos insertos e aquisição das componentes força de corte (Fc) e força de avanço (Ff) através de plataforma piezelétrica. Foram observados traços de material dos corpos de prova aderidos aos flancos de todos os insertos e, para todas as velocidades de corte utilizadas. Os desgastes predominantes observados foram os de adesão seguidos dos de arrancamento e em menor intensidade a abrasão. Foram verificados indícios de formação de desgaste de cratera para algumas situações. Os insertos de alto teor de CBN, de gume chanfrado e de gume arredondado, apresentaram lascamentos na face. A menor influência sobre o desgaste dos insertos, para ambas microgeometrias dos gumes foi verificada para a velocidade de corte de 100 m/min. Melhores resultados foram encontrados para o inserto com microgeometria de gume apenas arredondado (tipo E). Os maiores valores alcançados para a componente força de corte (Fc) e de avanço (Ff) foram para os insertos com microgeometria de gume chanfrado e arredondado (tipo S). <br> / Abstract : Material manufactured by powder metallurgy used in automotive components, specifically valve seats of internal combustion engines require high wear resistance by being submitted to mechanical stresses at high temperatures and aggressive chemical environment. Specific alloy of high speed steel obtained by powder metallurgy are employed in this application, and tools of high performance, such as Polycrystalline Cubic Boron Nitride (PCBN), are required for finishing machining. The main objective is to investigate the influence of microgeometry of the edge and PCBN grade in orthogonal cutting of the quenched and tempered M2 high speed steel obtained by powder metallurgy. PCBN inserts were used with microgeometria chamfered edge and rounded (type S) and only rounded (type E) with high and low CBN content in the range of cutting speeds between 100 and 220 m/min. For the research, an infrastructure for conducting tests was prepared, by designing devices and mechanical interfaces for clamping specimens and force measurement system on the machine tool, device for measuring wear in the toolmaker microscope, programs for data acquisition and documentation were elaborated. We analyzed the wear of PCBN inserts which sought to identify the dominant wear mechanisms evaluating digital images obtained by Scanning Electron Microscope (SEM) of the flank regions of the face affected by wear, as well as by chemical analysis performed by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) of regions of interest in the marks of wear inserts. Were also performed acquisition of components cutting force (Fc) and thrust force (Ff) through piezoelectric platform.. Were observed traces of materials of the specimens adhered in flank of all the inserts and for all cutting speed used. The predominant wear observed was adhesion followed by pullout and abrasion in lower intensity. It was found trace of formation of crater wear for some situations. The inserts of high CBN content, chamfered edge and rounded, presented chipping on the face. The smaller influence on the wear of the inserts for both edges microgeometry was verified for the cutting speed of 100 m/min. Better results were found for the inserts with edge microgeometry only rounded (E type). The highest values obtained for the components cutting force (Fc) and feed (Ff) were for inserts with edge microgeometry chamfered and rounded (S type).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:11:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326721.pdf: 3675334 bytes, checksum: a0ecd699e6d80d9a190fa6e67c7611ae (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta uma proposta de formação de materiais metálicos de baixa densidade através da sinterização de particulados, com perspectiva de aplicação em produtos de engenharia. Estes materiais na forma de esferas ocas nanoestruturadas de níquel são sintetizados por duas rotas distintas; a rota R1 utiliza vesículas de dodecil sulfato de sódio (SDS) como máscaras de sacrifício e hipofosfito de sódio como agente redutor, para formar esferas ocas e lisas de Ni-P com diâmetro médio de 1,4 µm; já a rota R2 utiliza a hidrazina como agente redutor para depositar níquel metálico puro e nanoestruturado sobre máscaras de sacrifício de polietileno glicol (PEG) para formar esferas ocas com diâmetro médio de 0,55 µm. Um estudo preliminar da sinterização destes dois materiais através da dilatometria é comparado com o de uma amostra de níquel comercial com granulometria de 6 µm. A caracterização dos materiais particulados produzidos é feita por DRX, MEV, MEVEC e CDV; enquanto o estudo do processo da sua sinterização é realizado através da dilatometria, sendo os produtos sinterizados analisados por MO, MEV, EED e medidas de densidade.<br> / Abstract : This work presents a proposal of formation of low density metalic materials through sintering of powders, with expectation of application on engineering products. These materials in the form of nanostructured hollow spheres of nickel are synthesized by two distinct routes; route R1 uses sodium dodecyl sulfate (SDS) vesicles as sacrificial templates and sodium hypophosphite as reducing agent, to form smooth hollow spheres of Ni-P alloy and mean diameter of 1,4 µm; route R2 uses hydrazine as reducing agent to deposit pure metallic nickel nanostructured over sacrificial templates of polyethilene glycol (PEG) to form hollow spheres with mean diameter of 0,55 µm. A preliminary study of the sintering of these two materials through dilatometry is compared with a sample of commercial nickel with 6 µm average size. The characterization of the produced particulate materials is made with XRD, SEM, SEM-FEG and DSC; while the study of the sintering process is conducted through dilatometry, being the sintered products analyzed by OM, SEM, EDS and density measurements.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T21:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208780.pdf: 2874045 bytes, checksum: 159b1e2643264f5b63def2398ce4ab3d (MD5) / Os controladores PID (proporcional, integral e derivativo) avançados são controladores compostos de estrutura PID, cujos parâmetros são sintonizados por um dos métodos pertencentes ao controle inteligente, robusto, preditivo, adaptativo, não-linear ou ótimo, sem que se modifique o princípio de atuação desses parâmetros. A proposta desta dissertação é desenvolver e comparar diferentes técnicas de controle PID avançadas aplicadas ao controle, em ambiente de simulação, da espessura de chapas de aço produzidas por um laminador quádruo simples. A motivação deve-se ao fato de ser a laminação a área de maior influência no custo operacional do aço, além do constante esforço dos engenheiros para melhorar o desempenho, a produtividade e a qualidade do produto. No estudo de caso obtém-se a modelagem de uma cadeira de laminação, observando-se as variáveis pertinentes ao controle, bem como a descrição dos principais problemas como o atraso de transporte inerente à medição de espessura e o efeito da excentricidade devida a imperfeição dos cilindros. A dissertação aborda estratégias de controle PID avançados visando melhor o tratamento do atraso de transporte, usando abordagens de controle preditivo generalizado e compensadores PID, apresentando as etapas de desenvolvimento das abordagens avançadas a partir da técnica clássica. As simulações são realizadas para análises do comportamento regulatório da malha de controle, da robustez e da tolerância à excentricidade em regime permanente.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-20T06:49:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:02:02Z : No. of bitstreams: 1 181976.pdf: 66735539 bytes, checksum: e54234f5758036a6c9d7162f1097aa53 (MD5) / Neste trabalho foi estudada a utilização de plasma (descarga luminescente anormal de corrente contínua - DLA) para a extração de ligantes e a sinterização de metal duro, WC - 10% Co. A pesquisa iniciou-se com a obtenção de amostras de metal duro, através da compactação uniaxial em matriz e da moldagem por injeção. Objetivando a definição das diversas variáveis da descarga, foi realizada uma caracterização do processo de aquecimento por plasma, obtendo-se as condições para viabilizar os processos térmicos estudados. Também, foi estudada a viabilidade da extração de ligantes por plasma, avaliando a influência dos parâmetros: temperatura e tempo da extração, mistura gasosa e taxa de aquecimento. Posteriormente foi estudada a sinterização em plasma (DLA) em diversos estágios da fase de aquecimento, até a temperatura de 13800C, caracterizando o processo através do parâmetro de densificação, análises por microscopia ótica e eletrônica e difração de raios X. Concomitantemente, estudou-se o efeito da utilização de distintos materiais como cátodo e ânodo da descarga, bem como de distintas misturas gasosas. Observou-se a formação de filmes sobre o metal duro, devido ao depósito de átomos provenientes do cátodo ("sputtering"). Finalmente, foi medido o teor de carbono no metal duro durante o seu processamento, e foi estudada, no plasma, a manutenção do teor de carbono estequiométrico usando uma mistura gasosa de Ar-H2-CH4. Nestes estudos constatou-se a formação de cristais de diamante na superfície do metal duro, concomitantemente a sua sinterização. A partir dos resultados obtidos, conclui-se que a utilização de plasma (DLA) para o processamento térmico do metal duro, em um ciclo único, é viável e eficaz.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-20T12:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196652.pdf: 5983693 bytes, checksum: 371f2a8370da53d4d3b1a2f3519d71a0 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-18T06:39:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:42:26Z : No. of bitstreams: 1 182058.pdf: 30487350 bytes, checksum: ac4174f190ed19025c76aa11ec7f46e7 (MD5) / Análise da influência da introdução do fósforo sobre a sinterização da liga Fe-7Ni produzida através do processo de moldagem de pós por injeção. Faz um estudo sobre o processo de moldagem de pós por injeção e evolução da sinterabilidade para ligas Fe-7Ni-P. Estuda as propriedades mecânicas e microestruturais para as ligas sinterizadas, e o efeito da adição do fósforo na liga Fe-7Ni sobre estas propriedades. Desenvolve um estudo comparativo com relação à etapa de remoção térmica de ligante com relação ao nível de carbono residual, utilizando-se técnicas de remoção sob fluxo de hidrogênio e sob fluxo de ar. Estuda os efeitos da estabilização de fase e sinterização com fase líquida e o efeito do carbono residual sobre as propriedades dos componentes sinterizados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-18T12:46:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246658.pdf: 3101152 bytes, checksum: cc89ee12b5484d6c1bff81af050bfb89 (MD5) / Uma das maiores limitações na obtenção de peças por metalurgia do pó é a limitação geométrica imposta às mesmas, principalmente pelo fato de serem obtidas por compactação uniaxial. Outra dificuldade oriunda da compactação uniaxial, é o gradiente de densidade resultante na peça compactada. Uma das alternativas que vem ganhando espaço nos centros de pesquisa e fábricas é a Moldagem de Pós por Injeção (MPI), processo no qual o pó não é simplesmente compactado como nos processos usuais da metalurgia do pó, mas injetado, o que é possível após este ser misturado a um ligante, adquirindo características adequadas para a injeção. O ligante, em uma proporção que varia de 40 a 60% em volume, é homogeneamente misturado ao pó, para em seguida a mistura ser injetada. Obtém-se, assim, a peça na sua geometria final ou muito próxima desta. Como esta mistura se comporta como um fluido à temperatura de injeção, ela pode preencher a cavidade de uma matriz, superando assim as limitações de geometria impostas pela compactação uniaxial. Após a injeção do material, a carga orgânica dever ser removida para que o pó, mantendo a geometria adquirida na injeção, possa ser sinterizado e o componente adquira suas propriedades finais. Pós finos e esféricos são geralmente utilizados devido à sua melhor sinterabilidade e facilidade na injeção. Pós com granulometria mais grosseira ou geometria irregular, apesar de um custo mais baixo, não são muito desejados devido ao seu baixo fator de empacotamento ou baixa sinterabilidade, gerando a necessidade de uma maior quantidade de ligante para fazer a mistura escoar durante a etapa de injeção, dificultando os processos subsequentes como remoção do ligante e sinterização. Neste trabalho estudou-se a influência da distribuição granulométrica do pó e da geometria do pó na viscosidade da mistura pó-ligante assim como nas diversas etapas do processo de MPI. A distribuição granulométrica foi tratada em termos de área superficial específica do pó. O aumento na área superficial de pó, mantendo-se volume constante, não apresentou influência na viscosidade, mas quanto maior área superficial específica na distribuição granulométrica de pó, maiores os valores obtidos de densidade final. Utilizando pós não-esféricos, percebeu-se que quanto maior o nível de deformação do pó maior o aumento provocado na viscosidade, e quanto menor a taxa cisalhante aplicada, mais preponderante esse efeito.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. / Made available in DSpace on 2012-10-19T00:12:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:08:14Z : No. of bitstreams: 1 142278.pdf: 5849979 bytes, checksum: cc6ce58aab4266ab78ae5b21686098fe (MD5)

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.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000-07-04Bitstream added on 2014-11-10T11:57:21Z : No. of bitstreams: 1 000123021.pdf: 2389945 bytes, checksum: 1da4f823dad821da94b40b982b2f9cc3 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As restaurações metálicas fundidas são utilizadas em odontologia desde o século passado. Atualmente dispõe-se de recursos que possibilitam a obtenção de fundições mais precisas, graças ao aparecimento de novos materiais, de técnicas mais acuradas e, principalmente pelo fato do processo de fundição ser enfocado de maneira mais científica. O objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho metalúrgico e mecânico de ligas odontológicas quando submetidas a diferentes temperaturas. Para cada liga, Wiron 99 - Bego (NiCr), Wironit- Bego (CoCr) e Palliag M- Degussa (AgPd), foram obtidos, pela técnica de fundição por cera perdida, 20 corpos-de-prova, divididos em dois grupos de 10, fundidos em duas diferentes temperaturas: a) recomendada pelo fabricante (T1); b) acima da temperatura recomendada (T2), perfazendo um total de 60 corpos-de-prova. Foram realizadas análises químicas e metalográficas, por microscopia óptica, das ligas nas condições como recebida, T1 e T2. Também fez-se ensaios de tração de dureza Vickers nas condições T1 e T2. As microestruturas foram semelhantes nas condições CR, T1 e T2, sendo um pouco melhores na condição T1 que em T2. Os resultados não evidenciaram diferenças estatisticamente significantes para as respectivas ligas estudadas para as análises químicas e para os ensaios mecânicos. A dureza mostrou-se maior na condição corno recebida em comparação à T1 e T2 / The metal restorations are used in Dentistry since /ast ce11tury. Nowadays we have resources that can to get castings more accurate, with news materiais and equipments and techniques more precises continue to be introduced with regularity in the scientific area. The purpose of this study was evaluates the metallurgical aspects of the dental alloys when they were submitted to different castings temperatures. To each alloy, Wiron 99- Rego (NiCr), Wironit- Bego (CoCr) and Palliag M- Degussa (AgPd), were cast, with lost wax technique, 20 specimens, separeted in two groups of 10 each one, in two different casting temperatures: a) in accordance with the manufactures' instructions (T1); b) above manufactures' instructions (T2). It was done chemical and metallographic ana!ysis wich optical microscope in the alloys in these conditions: no cast, T1 and T2. It was determined mechanical properties and hardness (T1 and T2). The microstructures were similar to no cast, T1 and T2, but T1 was few better than T2. The results didn't show significantly differences statistics to chemical analysis and to mechanical properties. The hardness were larger in T1 and T2 than no cast / FAPESP: 98/15302-0