Tese (Livre-docencia) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:14:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Robert_MariaHelena_LD.pdf: 10160933 bytes, checksum: 910528061469a71b5788ca047cb84935 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal propor e viabilizar um novo processo para a obtenção de pastas metalicas reofundidas, que elimine inconvenientes e limitações de processos convencionais de reofundição, os quais requerem severa agitação do líquido em solidificação. O novo processo baseia-se no tratamento térmico a temperaturas superiores a solidos, de estruturas dendríticas previamente deformadas a frio. É analisada a influência dos parâmetros grau de deformação, temperatura e tempo de tratamento nas características estruturais da pasta obtida. São analisados também os mecanismos envolvidos na evolução da estrutura dendrítica para globular. Os resultados obtidos mostram que para alto grau de deformação prévia, pastas com glóbulos esféricos de pequenas e homogéneas di mensões, sem líquido retido em seu interior, são obtidas. O seu mecanismo de formação envolve recristalização e separação de grãos recristalizados por molhamento de seus contornos. Para o caso de reduzida deformação, a fase globular da pasta obtida apresenta morfologia mais irregular, de maiores dimensões e contendo, muitas vezes, liquido retido em seu interior.Tal estrutura e obtida através de mecanismos de engrossamento dendritico. Observou-se também que o aumento do tempo de tratamento leva ao aumento do diâmetro de glóbulos por mecanismos de aglomeração / Abstract: The main purpose of this work is to present a new process for producing rheocast metal slurries, without inconveniencies and limitations of conventional known processes, which require severe stirring of the liquid metal during its solidification. The new procedure is based on heat treatment above solidus temperature, of previously deformed dendritic structures. It Is analised the influence of deformation amount, time and treatment tern perature in the structural characteristics of the obtained slurry. Also the mechanisms involved in the dendriteto-spheroidal particles transition are discussed. Results show that slurries with small. homogeneous spheroidal particles with no entrapped liquid, are obtained when high deformation amount is utilized. The formation of such structure involves recrystallization and separation of recrystallized grains by grain boundary wetting. When small amount of deformation is used, the solid particles present nearly globular morfology, bigger dimensions and, in ma ny cases, entrapped liquid. Such structures are obtained through mechanisms of dendritic coarsening.It is also observed excessive particles growth, probably by agglomeration, during holding time / Tese (livre-docencia) - Univer / Livre-Docente em Engenharia Mecanica

Orientador: Angelo Fernando Padilha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T14:53:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Petoilho_JoseCarlos_D.pdf: 3437170 bytes, checksum: 6dad741943cfe3e4435d887a6e3d7c0f (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: As ligas do sistema Nb-Ti, na forma de cabos multifilamentares, são utilizadas principalmente na construção de máquinas e equipamentos supercondutores. A possibilidade de se controlar as principais propriedades supercondutoras finais por meio de tratamentos metalúrgicos apropriados e a alta dutilidade destas ligas, são as características que permitem sua ampla uti­lização. Este trabalho inicialmente discute, à luz do entendimento atual dos fenômenos, aspectos como a influência das características microestruturais nas propriedades supercondutoras e a influência do processamento mecanotérmico sobre as transfor­mações microestruturais. Em seguida é descrita a sistemática utilizada na obtenção de lingotes de iigas supercondutoras de Nb-Ti com diâmetro de 50 mm e 200 mm de comprimento, por fusão em forno de fei­xe eletrônico. Foi também desenvolvida uma metodologia para o acompanhamento das transformações microestruturais de ligas Nb-Tl com teores de titânio na faixa de 44 a 53% em peso. Os lingotes no estado bruto de fusão foram deformados a frio por forjamento rotativo. Os graus de deformação aplicados foram condicionados pelo diâmetro final da barra, o qual deve ser apropriado para o início do processo de fabricação dos cabos compósitos multifilamentares supercondutoras. A necessidade de uma ampla caracterização microes­trutural das barras de partida, prende-se ao fato de servir de referência para as propriedades finais dos cabos supercondutores. Devido a isto foi dada atenção a aspectos como: variação da com­posição e microdureza ao longo do lingote e das barras, desenvol vimento de células de deformação, fração recristalizada, tamanho de grão, precipitação e textura em função das variáveis, grau de deformação, temperatura e tempo de tratamento térmico. Foram utilizadas técnicas de análise química e microestrutural tais como: absorção atômica, detecção cromatográfica de gases (N2 e 02)' difração de raios X, metalografia ótica qualitativa e quantitativa, microscopia eletrônica de transmissão e microdureza. Do ponto de vista tecnológico, os resultados obti­dos permitem estabelecer as condiçôes de processamento de barras de Nb-Ti com composição, diâmetro e granulometria definida. Do ponto de vista de mecanismos básicos, os resultados obtidos possibilitam conclusões a respeito dos fenômenos que ocorrem duran­te o processamento do material, tais como: encruamento, homogeneização, recuperação, recristalização, crescimento de grão e recristalização secundária. / Abstract: Multifilamentary cables of Nb-Ti alloys have been used mainly in superconducting engines and devices. These alloys have high ductility and their final most important superconducting properties can be established by suitable metallurgical procedures. In this work the influence of the microstructural characteristics on the superconducting properties and of the mechanothermal processing on the microstructural transformations are discussed. All the steps for the preparation of 50 mm x 200mm Nb-Ti ingots by electron beam melting are described in detail. A procedure to follow the microstructural transformations in the Nb-Ti alloys with titanium content in the 44-53 wt% range is also presented. The ingots after fusion were cold worked by swaging. The deformation grades have been designed according to the final rod diameter; there is a required rod diameter for the fabrication, of the superconducting composite multifilamentary cables. A broad microstructural characterization of the starting rods is necessary because it is the base for thefinal properties of the superconducting cables. Hence attention has been paid to the composition and microhardness variation along the ingot and the rods, the development of deformation cells, the recrystallized fraction, the average grain size, the precipitation and texture as a function of deformation grades, annealing temperature and time. Chemical as well as microstructure analyses have been carried out by means of the follow.ing techniques: atomic absorption gas (N2 and 02) chromatography, X-ray diffractometry, qualitative and quantitative optical metallography, transmission electron microscopy, and microhardness. The main results show that from the technological approach, the procedures for the preparation of Nb-Ti rods with well defined composition, diameter and granulometry are established; from the basic mechanisms approach, an understanding of several phenomena ocuring during processing, namely, work hardening, homogenization, recovery, recrystallization, grain growth and secondary recrystallization is attained. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Wagner Caradori do Amaral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T07:20:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SantaBarbara_Ailton_M.pdf: 10722390 bytes, checksum: 0ad31ea6921660a12e214ed496c2710e (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: Neste trabalho, realiza-se uma análise dos modelos matemáticos do processo de laminação de tiras a quentes existentes na literatura. Esta análise permite a determinação de um modelo para o cálculo do set-up de um laminador de tiras a quente, de modo a se obter a espessura de salda da tira dentro dos limites especificados pelo usuário. Mostra-se que os modelos existentes na literatura são obtidos a partir de hipóteses sobre as condições de atrito, considerando-se atrito aderente e deslizante. A partir da análise funcional do set-up, mostra-se que o cálculo do set-up está intrinsecamente relacionado com o modelo de posicionamento dos cilindros e com o modelo de previsão da força nos cilindros. Para o cálculo adequado do valor da força, analisam- se os modelos de Orowan, Sims, EI Kalay e Denton. A teoria de Orowan foi a primeira que realizou hipóteses simplificadoras mais coerentes com a prática, considerando atrito deslizante e aderente, e a não homogeneidade da tira. Devido a complexidade e a falta de solução analítica da teoria proposta por Orowan, Sims simplificou-a, supondo que o atrito é aderente por todo o arco de contato, é deformação do raio no arco de contato. O modelo proposta por EI Kalay supõe atrito aderente e deslizante no arco de contato. Este modelo utiliza a teoria de Sims para atrito aderente e a teoria de Bland e Ford de laminação a frio para atrito deslizante. Além disso, EI Kalay considerou o fator de não homogeneidade à deformação de Orowan constante nas regiões de atrito. Denton tornou este fator variável na teoria. de EI Kalay para a região de deslize. Para o cálculo da força dos cilindros, também é necessário analisar-se a temperatura e a resistência a deformação da tira. Neste trabalho, são analisados modelos para a temperatura, onde considera-se a transferência de calor em sólidos infinitos, e modelos experimentais para a resistência à deformação, obtidos através de análise estatística de dados experimentais.Da comparação entre os modelos da força e os resulta¬dos experimentais, obtém-se modelos apropriados para determina¬das condições de laminação. Os resultados de simulação evidenciam as características de cada modelo analisado. Finalmente, propõe-se um algoritmo de set-up que utiliza os modelos mais adequados com as condições de laminação analisadas / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Nivaldo Lemos Cupini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T20:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galiza_JoseAldode_M.pdf: 8970676 bytes, checksum: 1314cc834262ce1152ea404d2bfed5f3 (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: Com a inoculação do pó de Ferro comercial nos latões 70-30 e 65-34 (Chumbo), foi possível obter estruturas com grão extremamente finos. Tal processo de refino de grão, baseado em método químico, revelou-se efetivo, provavelmente pela ação de um sub~ trato originado no banho,caracterizado como sendo uma dendrita primária de Ferro gama. Das várias porcentagens do pó de Ferro utilizadas para os dois latões, detectou-se para cada liga uma ótima porcentagem em torno de 1,0% (latão 70-30) e 0,65% (latão 65-34) (chumbo), a partir das quais se tem uma alta potência de refino. Das temperaturas de vazamento utilizadas, 1010ºC, mostrou-se como uma condição ótima. As experiências foram reveladoras de que o limite de resistência à tração cresceu principalmente com o diâmetro de grão, a dureza Brinell cresceu exclusivamente devido à presença do Ferro, e o alongamento decresceu exclusivamente devido à presença do Ferro / Abstract: The commercial iron powder was used as a powerfull grain refiner of the 70-30 and 65-34 (lead) brass. This grain refinement process, based on chemical method, provokes the origin of a primary gamma iron dendrite, which acts as a heterogeneous substrate nucleation. Some iron powder amounts were investigated under some pouring temperatures showing 1,0% and 0,65% iron powder content and 1010ºC pouring temperature as optimum conditions for 70-30 and 65-34 (lead) brass respectively. The hard grain size reduction gives origin to high percentage increase on the ultimate tensile strength. The Brinell hardness increase only because the iron presence. The alongation decreased only because the iron presence / Mestrado / Mestre em Ciências

Orientador: Mauricio Prates de Campos Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-17T05:51:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_RezendeGomesdos_M.pdf: 3189819 bytes, checksum: b70867f38456f11f532b95f0425cc7f0 (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo: O presente trabalho visa, essencialmente, analisar a influência do dimensionamento da espessura de parede de molde no tempo de solidificação e na estrutura final de peças fundi das em liga Alumínio-l2% Silício (Silumin), liga esta de larga utilização prática. Inicialmente faz-se uma revisão crítica. Os métodos existentes na literatura especializada, com referência ao cálculo teórico e empírico do tempo de solidificação. Em seguida analisou-se, experimentalmente, a influência da espessura de parede .do molde no tempo de solidificação. A partir dos resultados obtidos propôs-se uma equação empírico-experimental que correlaciona o tempo de solidificação com a relação entre o volume do molde e o volume da peça. Analisou-se também, experimentalmente, a influência do tempo de solidificação na estrutura final do Silumin, tendo sido determinada, baseada nos resultados obtidos, uma equação empírico-experimental que correlaciona o refino da estrutura com ,o tempo de solidificação. Posteriormente foram feitas considerações sobre a aplicação prática dos resultados obtidos, em casos reais de fundição. / Abstract: This work deals, essentially, with the analysis of the influence of the mould wall thickness on the solidification time and as-cast structure of commercial eutectic Alurninum-12% Silicon castings. Initially, a critical review was made of the available methods for the determination of solidification time. Then, an experimental analysis was made of the influence of the mould wall thickness on the solidification time. The results yielded an empirical equation which correlates the solidification time with the mould volume and sample volume. The influence of solidification time on the Alurninmn-12% Silicon structure was also examined and an empirical equation that correlates the structural refinement with the solidification time, was established. Some considerations \f(as given to the practical application of the results in conventional foundry practice. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Geóloga / Chile es un país minero, destacado por ser uno de los mayores productores de Cu en el mundo, los cuales provienen de yacimientos explotados principalmente en la 2°, 3° y 4° Región. Sin embargo, como consecuencia de esta explotación del mineral se producen los relaves, los cuales a la fecha noviembre de 2016 SERNAGEOMIN ha visitado y muestreado 605 depósitos de relaves, de los cuales 100 están activos, 266 inactivos y 239 abandonados. En este trabajo se analizan y estudian alrededor de 12 elementos químicos considerados como estratégicos por la Unión Europea (2014) con el fin de determinar si existe o no una potencial fuente de elementos traza de valor en los relaves chilenos. Sumado a estos 12 elementos, se suman algunos encontrados en concentraciones interesantes en los relaves de Chile. Es por esto que este trabajo pretende entregar una metodología para la caracterización de la génesis y distribución de estos elementos traza categorizados como críticos por la Unión Europea en conjunto con algunos elementos que se encuentran en concentraciones interesantes en los relaves chilenos. Para ello en primera instancia se hace un análisis del catastro de relaves realizado por SERNAGEOMIN, el cual entrega los resultados de los análisis químicos realizados a todos los relaves chilenos. Esta primera fase entrega información acerca de la distribución de estos elementos traza, y como se relacionan con otro elementos u óxidos mayores En conjunto con estos datos se realiza una compaña de terreno en la cual se muestrean 7 relaves distintos. A estos relaves se les hace un análisis químico y mineralógico. Por tanto, los resultados de los análisis químicos se comparan con los obtenidos por Sernageomin para comprobar la congruencia a nivel regional como local, y esta información se contrasta con los análisis mineralógicos en busca de una relación entre ambos análisis para encontrar la génesis de los elementos seleccionados, respaldados a la vez por la bibliografía recopilada. Por lo tanto, se concluye que en los relaves de la 3° y 4° Región ubicados dentro de la Franja Ferrífera las REE (principalmente La, Ce, Nd, Pr) se encuentran asociadas al apatito, el Co a la pirita y posiblemente hematita, el Cr y Ge a la hematita, y el Ga a minerales como las micas (especialmente biotita) y feldespato potásico. Lo cual atribuye un potencial económico a estos depósitos de relaves. Además, elementos con concentraciones interesantes como el Ba y Rb pueden ser encontrados en minerales como feldespato potásico, sericita y biotita, y el V posiblemente en óxidos de hierro como la hematita; lo cual puede incrementar el potencial económico de estos depósitos de relaves. / Programa Tecnológico Estratégico "Recuperación de elementos de valor en depósitos de relaves" de Corfo, Código 16PTECME 66527

Neste trabalho são descritos os resultados da produção de lítio pela redução silicotérmica do seu óxido, sob vácuo, à partir do carbonato calcinado, segundo proposta de Kroll-Schlechten(2), ou do espodumênio, conforme proposta de Staufer(3). São descritos ensaios em escala de laboratório, realizados na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e outros, em escala ampliada, realizados em equipamento para fusão de metais, sob vácuo, adaptados para o fim proposto. Estes ensaios em escala ampliada, foram realizados no Instituto de Aeronáutica e Espaço (lAE) do Centro Técnico Aeroespacial (CTA) em São José dos Campos. Os resultados destes ensaios são discutidos e concluiu-se que o processo proposto, pelas suas vantagens ambientais e econômicas, tem boas perspectivas de aplicação industrial, a partir de um melhor desenvolvimento em escala piloto e utilizando-se equipamentos específicos ou adaptando-se o mesmo ao processo Pidgeon, utilizado para a produção silicotérmica do magnésio. O trabalho experimental é precedido por uma revisão sobre processos de obtenção e propriedades do lítio metálico e seus compostos, destacando-se suas potencialidades no campo das baterias, física nuclear e ligas de aplicação aeroespacial.

Este trabalho apresenta uma contribuição ao Programa de Reatores Rápidos Regeneradores, em desenvolvimento no Instituto de Estudos Avançados do Centro Técnico Aeroespacial. Faz-se um estudo comparativo de três tipos de elementos combustíveis (metálico, óxido e carbonetq.Devido às fracas propriedades mecinicas do urinio metálico, ã enfatizada a possibilidade de ligá-lo com elementos de liga, a fim de aumentar sua resistência mecânica,~sua resistência a corrosao e a estabilidade dimensional, quando submetido a ciclagem térmica. Dentre os elementos de liga, são feitas considerações especiais em relação ao niõbio, zircônio, titinio e molibdênio, que proporcionam elevada solubilidade gama e propriedades adequadas ao urânio, para emprego em reatores. são estudados os diagramas de equilíbrio para o urânio com estes quatro elementos, e sao revistos os pontos fundamentais das transformações de fases sob tratamento térmico. A fim de se ter um estudo compreensivo do assunto,os mãtodos e tãcnicas mais importantes para a obtenção do urânio metálico, desde a redução do UF4 pelo magnésio até o refino e purificação em fornos a vácuo, são estudados.Procurando-se validar os aspectos teóricos, o trabalho experimental foi conduzido obedecendo à sequência: (i) redução de UF 4 pelo magnésio; (ii) seguinte refino

O titânio e suas ligas são utilizados em aplicações que exigem confiabilidade e bom desempenho. Suas principais aplicações ocorrem principalmente nas indústrias aeroespacial, química, naval e, mais recentemente, nas áreas de equipamentos esportivos e de implantes ortopédicos. A produção dessas ligas pela técnica de metalurgia do pó é uma alternativa vantajosa por permitir a obtenção de peças com geometrias complexas a um custo relativamente baixo. Apesar disso, verifica-se que a introdução de elementos intersticiais (oxigênio, nitrogênio e carbono) durante o processamento, embora possa proporcionar um aumento da dureza e do limite de resistência mecânica do material, está frequentemente relacionada à redução da ductilidade e à fragilidade. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a absorção dos elementos intersticiais no processo de obtenção de ligas de titânio por metalurgia do pó (M/P) e investigar sua influência nas propriedades das ligas, utilizando-se técnicas de caracterização das amostras e planejamento experimental, visando o aperfeiçoamento do processo. O estudo baseia-se na obtenção de amostras das ligas Ti-6Al-4V e Ti-13Nb-13Zr e análise da absorção dos elementos intersticiais oxigênio, nitrogênio e carbono em cada etapa de processamento, investigando sua influência no comportamento e propriedades finais das ligas. Dessa forma, é possível identificar as etapas mais expostas à absorção de intersticiais, estabelecendo condições para o aperfeiçoamento das técnicas empregadas e da qualidade das ligas produzidas. Amostras das ligas foram preparadas a partir de titânio hidrogenado (TiH2), prensadas isostaticamente a frio e sinterizadas entre 900 C e 1400 C, em alto vácuo. Após a sinterização, as amostras foram caracterizadas com o auxílio de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, medidas de microdureza Vickers, e determinação da massa específica. Após cada etapa de produção foram realizadas análises dos teores de elementos intersticiais pelas técnicas de absorção de infravermelho, diferença de termocondutividade, e combustão direta para a determinação dos teores de oxigênio, nitrogênio e carbono, respectivamente. Os estudos demonstram que as etapas de hidrogenação e moagem do TiH2 apresentam influência direta nos teores finais de oxigênio. São definidos os parâmetros de processo visando reduzir a absorção de intersticiais e evitar o crescimento de grão exagerado durante a sinterização. Com o desenvolvimento do estudo de planejamento fatorial é possível definir equações para a previsão dos teores de oxigênio em função dos fatores estudados.

A metalurgia do titânio e suas ligas vêm sendo desenvolvidas ao longo dos últimos 50 anos. Desde o seu surgimento, esse metal tem despertado interesse para aplicações industriais por apresentar propriedades excepcionais como baixa massa específica, alta resistência mecânica, alta resistência á corrosão e possibilidade de trabalhar em altas temperaturas. Apesar de seu grande potencial, o alto custo de fabricação dos componentes á base de titânio limitou o seu uso, restringindo-o à indústria aerospacial e à química. O titânio vem sendo utilizado em aplicações em que ligas de menor custo, como ligas de alumínio e aços inoxidáveis, não podem ser empregadas. Nos últimos anos, desenvolveram-se novas técnicas de manufatura, que possibilitam a produção de componentes com dormato próximo do final, tornando o mercado deste metal mais competitivo. O presente trabalho tem como objetivo o estudo da metalurgia do pó como forma alternativa na obtenção do titânio e suas ligas, reduzindo os custos das etapas de fabricação primária e secundária. Foram produzidos pós de titânio, utilizando-se dois processos: peneiramento da esponja e hidronigenação/desidrogenação. Os pós de Ti obtidos foram caracterizados segundo sua distribuição de tamanho de partícula, massa específica aparente, fases presentes e morfologia. As seguintes composições foram estudadas: Ti (puro) e Ti-6Al-7Nb. Para a preparação das ligas utilizou-se o processo de prensagem uniaxial a quente dos pós elementares, em vácuo. Após a obtenção das ligas, as mesmas foram caracterizadas segundo sua massa específica, fases presentes, microdureza, análise química e microestrutura. As amostras que apresentaram melhores resultados de densificação, composição homogênea e resistência mecânica foram aquelas que utilizaram o pó obtido pelo processo de hidrogenação/desidorgenação. Foi constatada também a necessidade da utilização de uma proteção de nitreto de boro durante o processo de sinterização, evitando-se a contaminação das amostras pelo carbono contido na matriz de grafite.