O presente estudo teve como foco o tema microestrutura de aços quando submetidos a elevadas taxas de resfriamento, desenvolvido em duas etapas: análise de pontos fundidos na superfície de aços através do processo a laser, com o qual se atinge elevadíssimas taxas de resfriamento; análise de refusões superficiais em aços, na forma de cordão produzido por refusão superficial, também utilizando-se o processo laser. Foram utilizados: aços ao carbono (SAE 1020 e SAE 1045), aço estrutural (ASTM A633), aço rolamento (SAE E52100) e aços ferramenta (SAE L6, SAE H13 e Tipo II VMO). Foram realizados ensaios metalográficos e empregados dois modelos matemáticos para estimar as taxas de resfriamento: para fonte instantânea, para a análise dos pontos; e a teoria de condução de calor de Rosenthal para extração tridimensional nas análises dos cordões produzidos por refusão superficial. Através dos resultados verificou-se que os aços que apresentavam estrutura esferoidizada (SAE E52100, SAE L6, SAE H13 e Tipo II VMO) respondem melhor quando se deseja endurecê-los superficialmente se comparados aos aços que apresentavam estrutura normalizada (SAE 1020, SAE 1045 e ASTM A633). As taxas de resfriamento estimadas foram maiores nos experimentos da realização de pontos. As evoluções microestruturais apresentaram semelhança entre os aços com a mesma microestrutura inicial (esferoidizada e normalizada). Foi encontrado um sítio com dureza elevada na zona afetada pelo calor (ZAC) dos aços normalizados, na região em que antes da aplicação de energia, havia perlita. / The present study has as subject microstructure of steel when submitted to high cooling rates. The work can be divided in two parts: analysis of casting points in the steel surface through the laser process, in which high cooling rates are reached; analysis of remeltings surface in steel, in form of flat weld fillet produced for superficial remelting, also using laser process. The following steels were used: carbon steel (SAE 1020 and SAE 1045), structural steel (ASTM A633), low alloy steel (SAE E52100) and tools steel (SAE L6, SAE H13 and Type II VMO). Metallographic analyses were carried out and two mathematical models were used to estimate the cooling rates: analysis of the points for instantaneous source; and the Rosenthal’s theory of heat conduction for three-dimensional extraction in the analysis of the flat weld fillet produced by superficial remelting. The results showed that steels presenting spheroidised structure (SAE E52100, SAE L6, SAE H13 and Type II VMO) give a better response when surface hardening is desired when comparade to steels presenting normalized structure (SAE 1020, SAE 1045 and ASTM A633). The estimated cooling rates were higher in casting points experiments. The microstructural evolution presented similarities for both initial microstructures (spheroid and normalized). A small site with hardness raised in the heat affected zone (HAZ) of normalized steel presented high hardness, in a region where before the energy application perlite was present.

No presente trabalho estudou-se a alimentação de placas fundidas em ligas de alumínio com diferentes modos de solidificação. As experiencias realizadas visaram obter alguma informação quanto a influencia de variáveis tais como o grau de superaquecimento, a relação altura/diametro do massalote, bem como - da distancia a ser alimentada, no grau de sanidade das placas ob - tidas. Os resultados desta investigação variavam de acordo com a liga utilizada. O método utilizado para avaliação dos resultados baseou- se fundamentalmente em análises micrográficas, para a quantificação dos microrechupes, e nos cálculos de volume dos pipes (vazios) formados nos massalotes, com o objetivo de avaliar a - eficiência de alimentação atraves do massalote. Verificou-se que, tanto para o Alumínio Puro (A199,5%) como para as ligas Al-Cu e Al-Si, as distancias de alimentação de, respectivamente, 10Ep, 6Ep e 10Ep, indicadas na bibliografia, são validas em função do grau de sanidade exigido da peça. / The aim of the present study was to establish a correlation between feeding characteristics and different modes of solidification of various castings alloys. The main parameters analised were the influence of superheating degree, height/diameter ratio of the feeder, feeding range on the degree of sanity of castings plates. The degree of sanity was evaluated by normal micrographic techniques giving good results in detecting pipes and microporosities. It has heen showed that the normal values for feeding ranges (10Ep, 6Ep and 10Ep for Al, Al-4,5Cu and A1-12Si respectively) given in the literature have given good results as the sanity degree is concerned.

A alta resistência combinada à baixa densidade e resistência à corrosão do titânio e suas ligas apresentam-se de grande importância para indústrias química, automobilística, aeronáutica e biomédica. Todavia, a produção e processamento do titânio possui custos elevados. Consequentemente, muitos esforços tem sido despendidos para reduzir o custo de peças de titânio. Uma alternativa de redução de custo foi produzir peças pela técnica de metalurgia do pó, sem a necessidade de operações secundárias. Atualmente os métodos usados para produzir pós de titânio são os processos de eletrodo rotatório à plasma e hidretação-dehidretação. O presente trabalho tem como objetivo produzir e caracterizar os pós de titânio comercialmente puro, obtidos a partir de sucata de processos de conformação, usando o processo de hidretação-dehidretação (HDH). Sua processabilidade foi testada através das técnicas de moldagem por injeção de pós e metalurgia do pó convencional. A morfologia, microestrutura e composição dos pós foram caracterizados pelas análises de difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e analisador elementar de hidrogênio. Os resultados mostraram que o processo HDH combinado com a moagem mecânica é capaz de produzir partículas de pó de titânio com tamanho médio na faixa de 7-45 mm, que podem ser usadas nas técnicas de moldagem por injeção de pós e metalurgia do pó convencional, respectivamente.

Este trabalho descreve o método de fabricação de uma liga de alumínio de alta performance visando aplicações a temperaturas elevadas. A composição química básica da liga é : AI -12°/o Si - 5% Ferro ... ' O processo de manufatura empregado para a liga é o de Mechanical Alloying (M.A.). Esse processo utiliza energia através do impacto do meio de moagem (esferas e braços impulsores) com a massa do pó usada para produzir a liga. Envolve mecanismos de fratura e soldagem de partículas até a obtenção de estruturas refinadas, estruturas endurecidas por dispersão, es truturas amorfas e estruturas nanocris talinas, entre ou tras. Esse processo é largamente utilizado em países desenvolvidos. É compatível com os processos modernos de fabricação de pós, como os de solidificação rápida (S.R), Reactio11 1Vlilfitrg (R.M.) ou o método Osprey. É descrito o processo M.A., e são apresentados alguns métodos de caracterização de ligas como análise de distribuição granulométrica, análise de gás residual, densidade aparente, cu rvas de compressibilidade, análise superficial específica (B.E.T.) e análise de difração de Raios-X. São apresentados métodos de consolidação de pós obtidos por VL lechanical Allo_ying, incluindo compactação à frio, sinterização com desgaseificação e forjamento à quente. Apresenta-se uma análise das propriedades de resistência ao escoamento obtidas. É feita uma comparação com as propriedades citadas na literatura para ligas manufaturadas através de métodos convencionais de fabricação (tecnologia do lingote) e para ligas obtidas por outros processos que envol vem a metalurgia do pó.

Em virtude do desenvolvimento tecnológico que se verifica neste país em termos de metalurgia do pó, a viabilização do processo para a produção de materiais de melhor qualidade e com redução de custos é um fato preponderante e inadiável. A técnica convencional para a fabricação de peças de aço rápido, a qual envolve fundição e conformação, não apresenta boas caracteristicas, permitindo dispersão não uniforme de carbonetos e estruturas grosseiras, o que resulta em propriedades mecânicas inferiores. A formação de urna fina distribuição de carbonetos uniformes em produtos trabalhados de aço rápido com propriedades mecânicas aceitáveis requer grandes reduções de secção durante a conformação a quente. A necessidade por melhor desempenho e redução de custos de produção de aço rápido levou a indústria a optar pela técnica da metalurgia do pó para obtenção de peças deste material. As peças obtidas a partir deste processo apresentam rnicroestrutura fina, segregação reduzida e dispersão homogênea de carbonetos. O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de ligas de aços rápidos pelo processo de metalurgia do pó. Os pontos básicos envolvidos no processo de metalurgia do pó com adição de liga foram cuidadosamente examinados ao longo deste trabalho, a fim de dar ao lei to r um embasamento teórico a respeito dos principais parâmetros a serem controlados. O apoio da literatura relacionada neste trabalho constitui um importante ponto de referência para um maior aprofundamento de pesquisa, já que o volume desta dissertação deve ser limitado não permitindo urna maior expansão de idéias inicialmente estabelecidas. / Because of the tecnological development which is verified in this nation with Powder Metallurgy, .the processing possibility for the production materials with better quality and low production cost is very important. The conventional method of producing high speed steel which involves casting and mechanical working, leads to a coarse structure, non uniforme carbide dispersion and poor meéhanical properties requires, large section reduction during hot working. Powder Metallurgy processing of high speed has been developed to satisfy the cutting tool industry's need for improved performance and low production cost. It allows the processing of high speed steels parts with fine scale microstructure, reduced segregation, and homogeneous dispersion of carbides. The purpose of this work is to present the Powder Metallurgy Processing applied to high speed steels with alloys additions. The basic points involved in the Powder Metallurgy Process of this alloying were carefuly examined in this work in order to give to the reader a theoretical notion about the main parameters to be controled.The aid of the literature related in this work constitute an important reference point to a more deep research, since the volume of this dissertation most be limited do not permiting a larger expansion of conception preestablished. The aid of this experimental work was to determine the possibility to obtain for these alloy: - A reducing temperature in aproximately 100°C, Densification fully, Dimensional stability, and to investigate the materials of properties as such hardness and impact strenght. O propósito para o trabalho experimental foi comprovar a possibilidade de se obter para estas ligas: -Uma redução na temperatura de sinterização para aproximadamente 100°C; - uma densificação completa; - uma estabilidade dimensional; - E finalmente investigar o comportamento de propriedades dos materiais tais como dureza e impacto.

Neste trabalho estudou-se o eletropolimento do aço ABNT 301, em soluções de ácidos sulfúrico e fosfórico, à temperatura de (SO+S)QC, visando a otimização do processo. Inicialmente realizou-se ensaios em Célula curvas de polarização potenciostáticas anódicas, eletropolimento e alguns estudos complementares. tentou-se estimar, através de modelos matemáticos, composição da solução. de Hull, ensaios de Finalmente a melhor Observou-se que o abrilhantamento ocorre somente acima do potencial crítico (início da região pseudopassiva), sendo provavelmente o filme polarizante responsável pelo brilho. Notou- se, ainda, que o ácido fosfórico facilita a formação do filme polarizante; a água atua como um despolarizador anódico e o ácido sulfúrico tende a formar produtos insolúveis pouco condutores na superfície. O potencial de corrosao torna-se mais nobre após o processo e as soluções, com o seu envelhecimento, reduzem a eficiência anódica e o abrilhantamento. As soluções utilizadas podem alisar a superfície, no entanto exigem longos tempos de tratamento. As soluções mais diluídas requerem potenciais mais elevados para o abrilhantamento sem pites. / In this work it was studied the electropolishing of ABNT 301 steel in sulphuric and phosphoric acid solutions at the temperature of (50+5)QC in arder to obtain the optimization of the process. At first, Experiments in Hull Cell, anodic potenciostatic polarization curves, electropolishing expe~iments and some complementary studies were performed. Finally it was tried to estimate, through mathematical models, the best solution composition. It was observed that the brightening occurs only above the critical potencial (start of the pseudopassivity region). Brighteness is probably dueto the polarizing film. The phosphoric acid facilitates the polarizing film formation; water acts as an anodic depolarizer and the sulphuric acid tends to form low conductivity insoluble products at the surface. The corrosion potential becomes more noble after and the ageing of the solutions reduces their the process anodic efficiency and brightening capacity. The used solutions can smooth the surface, but long treatment times are required. The more diluted solutions require higher potentials in arder that brightening occurs without pit formation.

Neste trabalho, sao estudados aspectos de relevância na calibração para a laminação do fio-máquina. ~ apresentado inicialmente um modelo que determina as áreas das secçoes e os tipos de calibres na seqüência de redução, sendo que o mesmo mostra-se adequado em avaliação por comparação com resultados da literatura. Descrevem-se também três modelos matemáticos de alargamento-- Ekelund,Kõster e Wusatowski-- os quais, ao serem avaliados para chatos (experimentalmente) e canais (literatura), exibem resultados satisfatórios, especialmente para o c~ so dos chatos. Apresentam-se, adicionalmente, expressões para o dimensionamento de canais (cálculo de parâmetros geométricos), com as mesmas mostrando resultados bastante bons na avaliação (comparação com a literatura) a qual são submetidas. Analisa-se ainda urna expressão para cálculo do tamanho de grao durante a laminação; os resultados experimentais sugerem ser adequada essa expressao: a avaliação em pauta é realizada numa laminação piloto de chatos, abrindo-se caminho para estudos futuros referentes a calibres. Finalmente, é apresentado o modelo de Ekelund para o cálculo da força de laminação. Mediante a utilização de microcomputador, sao realiza dos cálculos e desenhos de canais e calibres, sendo que os soft wares desenvolvidos baseiam-se nas expressões analisadas. / Important aspects on the calibration in the wire rods rolling have been studied. It is initially presented a model which determines the section areas and the caliper types in the reduction sequence. Results obtained using this model showed a good agreement with literature data. Three mathernatical models to calculate the spread -- Ekelund, Kõster and Wusatowski are evaluated. Experimental results (flat rolling) and literature data (calipers rolling) were compared with these three models. Again, it was found a good agreement, especially in the flat case. In addition, expressions to calculate the geometrical parameters of channels exhibit good results in a comparison with literature data. It was also analyzed an expression to calculate the grain size during the rolling process. The experimental results suggest that this expression is adequated. This evaluation was made upon a pilot rolling of flat, and intends to be an initial point to future studies concerning to calipers. Finally it is present the Ekelund model to calculate the rolling force. Calculations and designs of channels and were made employing a microcomputer. The softwares are based on the expressions analyzed.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-01-26T12:23:14Z No. of bitstreams: 1 2011_PabloJosueSilva.pdf: 3237674 bytes, checksum: b8ee46af3ea089fd0bc15166a6a94a3b (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2012-01-28T11:09:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_PabloJosueSilva.pdf: 3237674 bytes, checksum: b8ee46af3ea089fd0bc15166a6a94a3b (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-28T11:09:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_PabloJosueSilva.pdf: 3237674 bytes, checksum: b8ee46af3ea089fd0bc15166a6a94a3b (MD5) / A estampagem convencional é o procedimento usual para fabricação de peças de metal utilizando chapas, entretanto trata de um processo complexo, demorado e extremamente oneroso quando se trata de produção de pequenos lotes ou de peças únicas ou personalizadas. Assim, nota-se uma necessidade crescente de desenvolvimento de técnicas de produção adequadas ao processo de fabricação de peças não seriadas, cada dia mais demandadas pelo mercado. Para suprir tais necessidades o processo de estampagem incremental tem sido recente objeto de estudo e a sua aplicabilidade é consensual no que diz respeito à produção de pequenos lotes e de protótipos em componentes de chapa metálica. O processo desenvolve-se à temperatura ambiente e requer um centro de usinagem CNC, uma ferramenta de ponta esférica e uma estrutura simples para suporte e fixação de chapa a conformar. Para confecção de peças por estampagem incremental é necessário definir os parâmetros do processo para evitar a indevido rompimento ou irregularidades da peça a ser produzida, já que os mesmos ainda não estão disponíveis em bibliografia. O presente trabalho apresenta os procedimentos de caracterização utilizados para determinar os parâmetros do processo (rotação, avanço nos eixos em X e Y e incremento em Z) para a fabricação de uma peça de geometria complexa em chapa de aço ABNT 1008 e Inox 304 com espessura de 0.9 mm. Testes práticos foram realizados para definição do maior ângulo que pode ser utilizado para estampagem incremental de uma peça modelo. Definidos os parâmetros, é demonstrado que com o processo utilizado é possível realizar a estampagem incremental para fabricação da peça modelo de geometria complexa, de dimensões 162,1 x 422,0 x 43,7 mm. Adotando os parâmetros definidos, a conformação da peça em sua plenitude somente foi obtida com a chapa ABNT 1008, pois com a chapa de Inox 304 a profundidade conformação máxima foi de 14mm, enquanto que a profundidade da peça modelo é de 43,7mm. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The conventional forming is the usual procedure for the manufacture of parts using metal sheets, however this is a complex, time consuming and extremely expensive when it comes to production of small batches or single items or custom. Thus, there is an increasingly demanding need for the development of agile manufacturing techniques that can easily be adaptable to process of parts not serial. To meet these needs the incremental stamping process has been recent object of study and its applicability is consensus regarding the production of small batches and prototypes in sheet metal components. The process is carried out at room temperature and requires a CNC machining center, a ball end tool and a simple structure for support and mounting plate to conform. To produce garments for incremental stamping is necessary to define the process parameters to avoid undue disruption or irregularity of the part being produced, since they are not yet available in literature. This paper presents the characterization procedures used to determine the process parameters (speed, feed on the axes X and Y and Z-increment) to manufacture a piece of complex geometry in ABNT 1008 steel sheet and stainless steel with a thickness of 304 of 0.9 mm. Practice tests were performed to define the largest angle that can be used for stamping a piece of incremental model. Defined parameters, it is shown that the process used it is possible to perform incremental stamping manufacture of the part model complex geometry, dimensions of 162.1 x 422.0 x 43.7 mm. Adopting the parameters defined, the conformation of the piece in its entirety only was obtained with the plate ABNT 1008, because with 304 stainless sheet conformation maximum depth was 14 mm, while the depth of the part model is 43.7 mm.

No presente trabalho estudou-se a alimentação de placas fundidas em ligas de alumínio com diferentes modos de solidificação. As experiencias realizadas visaram obter alguma informação quanto a influencia de variáveis tais como o grau de superaquecimento, a relação altura/diametro do massalote, bem como - da distancia a ser alimentada, no grau de sanidade das placas ob - tidas. Os resultados desta investigação variavam de acordo com a liga utilizada. O método utilizado para avaliação dos resultados baseou- se fundamentalmente em análises micrográficas, para a quantificação dos microrechupes, e nos cálculos de volume dos pipes (vazios) formados nos massalotes, com o objetivo de avaliar a - eficiência de alimentação atraves do massalote. Verificou-se que, tanto para o Alumínio Puro (A199,5%) como para as ligas Al-Cu e Al-Si, as distancias de alimentação de, respectivamente, 10Ep, 6Ep e 10Ep, indicadas na bibliografia, são validas em função do grau de sanidade exigido da peça. / The aim of the present study was to establish a correlation between feeding characteristics and different modes of solidification of various castings alloys. The main parameters analised were the influence of superheating degree, height/diameter ratio of the feeder, feeding range on the degree of sanity of castings plates. The degree of sanity was evaluated by normal micrographic techniques giving good results in detecting pipes and microporosities. It has heen showed that the normal values for feeding ranges (10Ep, 6Ep and 10Ep for Al, Al-4,5Cu and A1-12Si respectively) given in the literature have given good results as the sanity degree is concerned.

Neste trabalho estudou-se o eletropolimento do aço ABNT 301, em soluções de ácidos sulfúrico e fosfórico, à temperatura de (SO+S)QC, visando a otimização do processo. Inicialmente realizou-se ensaios em Célula curvas de polarização potenciostáticas anódicas, eletropolimento e alguns estudos complementares. tentou-se estimar, através de modelos matemáticos, composição da solução. de Hull, ensaios de Finalmente a melhor Observou-se que o abrilhantamento ocorre somente acima do potencial crítico (início da região pseudopassiva), sendo provavelmente o filme polarizante responsável pelo brilho. Notou- se, ainda, que o ácido fosfórico facilita a formação do filme polarizante; a água atua como um despolarizador anódico e o ácido sulfúrico tende a formar produtos insolúveis pouco condutores na superfície. O potencial de corrosao torna-se mais nobre após o processo e as soluções, com o seu envelhecimento, reduzem a eficiência anódica e o abrilhantamento. As soluções utilizadas podem alisar a superfície, no entanto exigem longos tempos de tratamento. As soluções mais diluídas requerem potenciais mais elevados para o abrilhantamento sem pites. / In this work it was studied the electropolishing of ABNT 301 steel in sulphuric and phosphoric acid solutions at the temperature of (50+5)QC in arder to obtain the optimization of the process. At first, Experiments in Hull Cell, anodic potenciostatic polarization curves, electropolishing expe~iments and some complementary studies were performed. Finally it was tried to estimate, through mathematical models, the best solution composition. It was observed that the brightening occurs only above the critical potencial (start of the pseudopassivity region). Brighteness is probably dueto the polarizing film. The phosphoric acid facilitates the polarizing film formation; water acts as an anodic depolarizer and the sulphuric acid tends to form low conductivity insoluble products at the surface. The corrosion potential becomes more noble after and the ageing of the solutions reduces their the process anodic efficiency and brightening capacity. The used solutions can smooth the surface, but long treatment times are required. The more diluted solutions require higher potentials in arder that brightening occurs without pit formation.