Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-10-06Bitstream added on 2014-06-13T18:31:03Z : No. of bitstreams: 1 irikura_si_me_ilha.pdf: 10628926 bytes, checksum: 6e06f10958376596936e2de7dd169f63 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Como se sabe dureza e resistência mecânica dependem da microestrutura do aço. Em aços multiestruturais é importante compreender a influência individual da estrutura do microconstituinte. O único ensaio prático que pode ser realizado individualmente no microconstituinte estrutural em aços multiestruturais é o ensaio de dureza com pequenas indentações sob cargas baixas ou ensaio de microdureza. Já que é possível obter a resistência ou a curva tensão-deformação da dureza de um aço mono estrutural, tal como ferrita, perlita, bainita ou martensita, também é possível estimar a resistência ou a curva tensão-deformação para aços multiestruturais conhecendo-se a fração volumétrica de cada constituinte estrutural individualmente presente. O trabalho tem como objetivo analisar o comportamento de microestruturas de um cordão-de-solda sob ensaio de microdureza com a tentativa de se recompor o valor de dureza Vickers (HV) obtido no ensaio de (macro) dureza, observando-se assim o comportamento individual dos constituintes. O material ensaiado foi a junta soldada por arco submerso do aço estrutural COS Civil 300. Tratamentos térmicos foram realizados para que se pudessem obter microestruturas variadas. As amostras foram analisadas metalograficamente e também por anális... / It is well known that both hardness and strength depend on the microstructure of steels. In multistructure steels, it is important to understand the influence of individual structure microconstituent. The only practical test that can be performed on the individual microstrutural constituents in multistructure steels is a hardness test with a small indentation under low load or microhardness test. If is possible to obtain strength or the stress-strain curves from the hardness of single structure steels, such as ferrite, perlite, bainite or martensite, it is may possible to estimate the strengths or stress-strain curves of multistructure steels by knowing the volume fraction of the individual structural constituents present. The purpose of the present work is analyzing the microstrutural behaviour of weld joint under microhardness test with the attempt of recomposing the Hardness Vickers (HV) value obtained on the (macro) hardness test, observing then the individual behaviour of the constituents. The material tested was the joint welded by submerge- arc welding of the structural steels COS Civil 300. Heat treatment had been carried out to obtain different microstrutures. The specimens were analyzed by metallography and quantitative analysis... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-06-05T22:22:46Z No. of bitstreams: 1 NayaraJhessicaMarquesDaFonseca_DISSERT.pdf: 3031735 bytes, checksum: c6fa2f78de014d702186307c640acf43 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-06-11T23:27:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 NayaraJhessicaMarquesDaFonseca_DISSERT.pdf: 3031735 bytes, checksum: c6fa2f78de014d702186307c640acf43 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T23:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NayaraJhessicaMarquesDaFonseca_DISSERT.pdf: 3031735 bytes, checksum: c6fa2f78de014d702186307c640acf43 (MD5) Previous issue date: 2018-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A construção civil é uma importante indústria no sistema econômico em que está inserida. Além de gerar emprego e renda, o setor também contribui modificando o cenário natural para garantir à sociedade moradia, segurança e bem-estar. No entanto, os altos índices de recursos naturais utilizados pela construção, bem como as grandes quantidades de resíduos gerados por ela, trazem grande preocupação referente ao impacto ambiental negativo gerado e as suas consequências. Tendo em vista o alto consumo energético no processo de fabricação do cimento, as grandes quantidades de CO2 emitidas durante a queima do clínquer, a disponibilidade de cal hidratada na região Nordeste do Brasil e ainda, o alto índice de perdas que envolve os blocos cerâmicos utilizados em alvenarias de vedação, esse trabalho avaliou o potencial de substituição do cimento pela cal em tijolos de solo-cimento com incorporação de resíduo cerâmico (RC). Foram desenvolvidas composições ternárias de solo + 12% cimento + 4% RC, solo + 12% cal hidratada + 4% RC, quaternárias de solo + 6% cimento + 6% cal hidratada + 4% RC. As composições também foram formuladas sem adição de RC para servirem como referência e possibilitar a análise da influência do resíduo sobre o comportamento dos tijolos produzidos. Após os processos de prensagem e cura dos tijolos, estes foram submetidos a ensaios de resistência mecânica, absorção de água e durabilidade modificada. Em seguida, analisou-se a microestrutura desses materiais através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de raios X (DRX) das superfícies de fratura. Dados os teores de sílica e alumina presentes, tanto no solo empregado, como no resíduo cerâmico finamente moído, pode ocorrer a reação pozolânica que, por sua vez, contribui para a melhoria das propriedades físicas e mecânicas das composições estudadas. Observou-se que os tijolos produzidos apresentaram boas condições de resistência a compressão simples, absorção de água e durabilidade em acordo com recomendações das Normas vigentes para tijolos em aplicação não estrutural. Os resultados experimentais constataram que a composição ternária solo + 12% cimento + 4% RC apresentou valores mais significativos, ultrapassando 2 Mpa de resistência à compressão simples, a partir dos 150 dias de cura. Entre as misturas quaternárias, a formulação solo + 6% cimento + 6% cal e 4% RC apresentou o melhor desempenho, superando a resistência à compressão mínima de 2 MPa recomendada pela Norma, a partir dos 120 dias de cura. Com base nos resultados obtidos é possível concluir que, tanto do ponto de vista técnico, como econômico, a substituição do cimento pela cal em tijolos de solocimento, é viável, com os benefícios da incorporação do RC e observando-se os tempos de cura necessários para a efetiva hidratação dos aglomerantes e das reações pozolânicas. / Civil construction is an important industry in the economic system in which it is inserted. In addition to generating employment and income, the sector also contributes by modifying the natural landscape to guarantee society housing, security and well-being. However, the high indices of natural resources used by the construction, as well as the large amounts of waste generated by it, raise great concern about the negative environmental impact generated and the serious consequences. Considering the high energy consumption in the cement manufacturing process, the large amounts of CO2 emitted during clinker firing, the availability of hydrated lime in the Northeast region of Brazil, and also the high loss rate involving the ceramic blocks used in sealing masonry, this work evaluated the potential of cement substitution by lime in soil-cement bricks with ceramic residue (RC) incorporation. Ternary compositions of soil + 12% cement + 4% CR, soil + 12% hydrated lime + 4% CR, quaternary soil + 6% cement + 6% hydrated lime + 4% CR were developed. The compositions were also formulated without addition of RC to serve as reference and enable the analysis of the influence of the residue on the behavior of the bricks produced. After the pressing and curing processes of the bricks, they were submitted to tests of mechanical resistance, water absorption and modified durability. Then, the microstructure of these materials was analyzed through Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Diffraction (XRD) of the fracture surfaces. Given the silica and alumina contents present in both the used soil and the finely ground ceramic residue, the so-called pozzolanic reaction occurs, that contribute to the improvement of the physical and mechanical properties of the compositions studied. It was observed that the bricks produced presented good conditions of resistance to simple compression, water absorption and durability in accordance with the recommendations of the current Standards for bricks in nonstructural application. The experimental results showed that the ternary composition soil + 12% cement + 4% CR showed more significant values, exceeding 2 MPa of simple compression strength, after 150 days of cure. Among the quaternary mixtures, the soil formulation + 6% cement + 6% lime and 4% CR showed the best performance, exceeding the minimum compression strength of 2 MPa recommended by Norma, after 120 days of cure. Based on the results obtained, it is possible to conclude that, from a technical and economic point of view, the replacement of cement by lime in soil-cement bricks is viable, with the benefits of incorporating RC and observing the necessary for the effective hydration of the binders and the pozzolanic reactions.

Ao longo dos últimos anos tem aumentado o interesse da comunidade científica no desenvolvimento de estruturas de borato de magnésio. Geralmente, o borato de magnésio é utilizado em conjunto com outros materiais como metais, polímeros, cerâmicas ou macromoléculas formando compósitos. Este borato tem sido largamente utilizado para reduzir o coeficiente de fricção e aprimorar as propriedades mecânicas de compósitos, atuando como material anti-desgaste e inibidos de corrosão. Dentre as fases de borato de magnésio, o Mg2B2O5 se destaca por apresentar potencial para aplicações tais como catalisador para conversão de hidrocarbonetos, agente para tratamento eletrocondutivo, semicondutor e material luminescente para aplicação em tubos de raios catódicos. Acredita-se que ao reduzir as dimensões do bulk de borato de magnésio a dimensões nanométricas, pode-se oferecer excelentes características para desenvolver e melhorar as potenciais aplicações acima mencionadas. Em geral, estruturas em nanoescala como tubos, fios, rods, cintos e whiskers têm sido o foco de intensiva pesquisa. Buscando a compreensão dos mecanismos para produção de nanoestruturas de boratos de magnésio, este trabalho está focado no desenvolvimento de uma rota de síntese de nanorods de Mg2B2O5 que permita a produção de um material com elevada pureza e homegeneidade estrutural a fim de possibilitar uma futura aplicação em dispositivos nanotecnológicos. Os nanorods foram sintetizados utilizando como precursor B2O3 e Mg metálico em um reator de CVD. Foi analisado o emprego de diferentes atmosferas para a reação, partindo de H2, Ar e acetonitrila (CH3CN). Foi estudado também a influência da temperatura na morfologia e composição dos nanorods. As propriedades físico-químicas das estruturas desenvolvidas foram caracterizadas por FTIR e DRX. A estrutura morfológica foi analisada por MEV e MET e as propriedades óticas por DRS. De acordo com os resultados, os nanorods foram obtidos com alto grau de pureza e homogeneidade morfológica utilizando uma atmosfera redutora composta por H2 e CH3CN. / Over the last few years the interest of the scientific community has increased in the development of magnesium borate structures. Borato has been widely used to reduce the coefficient of friction and improve the mechanical properties of composite materials such as anti-wear and corrosion. Generally, the magnesium borate is used together with other materials such as metals, polymers, ceramics and macromolecules to form compounds. Among the borate magnesium phases, Mg2B2O5 contrasts for presenting potential for applications such as acting as a catalyst for hydrocarbon conversion, as an agent for electroconductive treatment, as a semiconductor and luminescent material for application in cathode ray tubes. It is believed that by reducing the borate magnesium bulk dimensions to dimensions of nanostructures, it can provide excellent characteristics to develop and improve the potential applications mentioned above. In general, nanoscale structures such as tubes, wires, rods, belts and whiskers have been the focus of intensive research. Seeking to understand the mechanisms for production of magnesium borate nanostructures, this work is focused on the development of a synthesis method for Mg2B2O5 nanorods, enabling the production of a material with high purity and structural homogeneity to enable future application in nanotechnological devices. The physicochemical properties of the structures developed were characterized by FTIR and XRD. The morphological structure was examined by SEM and TEM and the optical properties by DRS. According to the results, high purity and morphological uniform nanorods were obtained using a H2 and CH3CN reducing atmosphere.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:11:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294800.pdf: 18136348 bytes, checksum: 69f44778567e563dcb5b116652627ba7 (MD5) / Neste trabalho, amostras de aço baixo carbono SAE 1004 foram submetidas ao tratamento termoquímico de nitretação via plasma DC, visando obter uma texturização superficial e estruturação da microestrutura. Foram realizados estudos em diferentes condições para tratamento superficial de nitretação variando-se a mistura gasosa N2-H2 e empregando duas máscaras diferentes para promover a texturização superficial: grids de cobre e grids de níquel. Três concentrações de nitrogênio na mistura gasosa N2-H2 (baixa concentração, 5% de N2; concentração clássica de nitretação, 75% de N2; e alta concentração 95% de N2) foram empregadas. Com a escolha dessas variáveis no processo de nitretação foi possível definir a melhor condição de nitretação para a texturização. A caracterização superficial e microestrutural das camadas nitretadas foram realizadas por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Medidas da rugosidade evidenciaram a formação de um padrão regular na superfície e testes de microdureza avaliaram o endurecimento das regiões obtidas. Os resultados mostram que é possível promover a texturização superficial utilizando a nitretação via plasma DC com o auxílio de máscara, a qual promove a formação da camada de compostos somente em regiões onde a superfície não está protegida. Esta texturização mostrou-se mais eficiente quando utilizados os grids de cobre e estes bem aderidos, nas regiões periféricas. Medidas de rugosidade mostraram que a estruturação da camada de compostos promove uma expansão perpendicular à superfície, viabilizando assim a texturização. Testes de microdureza superficial, juntamente com a análise microestrutural da camada nitretada corroboraram a estruturação. A camada de compostos apresentou uma descontinuidade, com regiões onde não ocorreu a formação, ou a camada de compostos apresentou-se muito fina

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2007. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:46:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273017.pdf: 4488937 bytes, checksum: 388c0f851737753ad3e42c94494314c3 (MD5) / Atualmente, fatores como: a redução das emissões de poluentes, redução do consumo de combustíveis dos veículos sem alterar a potência, são decisivos para corporações do ramo automobilístico ganhar o mercado consumidor. Neste contexto, o ferro fundido vermicular tem se apresentado como um material de uso potencial, em diversos componentes, bem como em motores diesel devido às suas propriedades superiores. Apesar das boas características mecânicas e dos seus vários benefícios para a indústria, sua microestrutura é de difícil usinabilidade o que se torna um fator limitante de sua aplicação. Um desses fatores é o limite de nodularidade que deve estar em uma faixa de 0 a 20%, pois quanto maior seu aumento, maior será a resistência a tração e a rigidez, diminuindo a condutividade térmica e usinabilidade do material. Ademais, comparado ao ferro fundido cinzento, a dificuldade na usinagem do vermicular está relacionada também a dois fatores: a sua alta resistência mecânica que acarreta grandes forças de corte, e a ausência de sulfeto de manganês em sua microestrutura, sempre presente no ferro fundido cinzento, e que deposita-se sobre a ferramenta de corte garantindo uma ação lubrificante local. Desse modo o presente trabalho tem como objetivo analisar a influência que a variação na nodularidade do ferro fundido vermicular tem sobre a sua usinabilidade. Os critérios utilizados para a análise foram os tempos de vida e os mecanismos de desgaste das ferramentas de metal-duro e de cerâmica na usinagem do ferro fundido vermicular em processo de corte contínuo. Os resultados obtidos mostram que a variação da microestrutura tem grande influência na usinabilidade do material e que as ferramentas de metal-duro se mostram as mais viáveis para a usinagem do ferro fundido vermicular em função dos bons resultados apresentados. / Nowadays, factors such as: the pollutants emission reductions, the fuel consumption reduction on vehicles without loosing power, are decisive to the automobile corporations to win the consumer market. Within this context, the compact graphite iron has showed itself as a material with a lot of potential to many components, as well as diesel engines due its superior properties. Despite its good mechanical characteristics and the many benefits that it can bring to the industry, its structure and the composition have a very hard machinability what become limiting factors to its application. One of these factors is the nodularity that should be between 0-20 percent, because how much increase the nodularity, bigger will be the stiffness and tensile strength, decreasing the machinability and thermal conductivity of the CGI. Furthermore comparing to the gray cast iron, the difficulty on machining the compact graphite iron is related on two factors: its high mechanical resistance which involves great cutting powers and the absence of manganese sulfide on its microstructure, which is always present on the gray cast iron that deposits on the cutting tool and guarantees a lubricant action locally. The present work has as purpose to analyze the influence of the nodularity variation on the machinability of compact graphite iron. The parameters consider for the analyses were the tool life and the wear mechanisms of the carbide and ceramics cutting tools. The results showed that the microstructure variation has great influence on the CGI machinability and that the carbides showed the most viable cutting tool for machining the compact graphite iron.

Orientador: Dayse Iara dos Santos / Banca: Adilson Jesus Aparecido de Oliveira / Banca: Paulo Noronha Lisboa Filho / Resumo: O intermetálico diboreto de magnésio passou a ser um material intensamente estudado a partir de 2001, quando nele encontrou-se a propriedade de supercondição de corrente elétrica. Embora sua transição seja em temperatura relativamente baixa, próximo de 40 K, é grande o interesse comercial neste material devido à provável simplicidade da cinética de reação e à maneira direta e barata de processamento. Partindo de pós precursores ultrafinos de boa qualidade a formação da fase Mg'B IND. 2' parece ocorrer em apenas alguns minutos em temperatura relativamente baixa (650ºC). Sob este ponto de vista, este material é considerado bastante atrativo comercialmente, quando comparado aos supercondutores cerâmicos cujo processamento é muito mais complexo. Entretanto, suas propriedades supercondutoras, assim como nas cerâmicas, dependem da sua microestrutura e, portanto da cinética de formação da fase supercondutora. Além disso, com o objetivo de ampliar a densidade de corrente elétrica sob campos magnéticos cada vez mais altos, tem-se utilizado artifícios tais como a adição de diversos compostos geradores de centros de aprisionamento de fluxo magnético. Entre eles figuram o SiC e o silicone, formados por elementos que podem substituir um dos átomos do composto supercondutor, ou que apenas geram defeitos intersticiais. Neste trabalho, investigou-se a influência das adições de alguns compostos de carbono na formação da fase Mg'B IND. 2', assim como a determinação de alguns aspectos das microestruturas obtidas. Estudou-se também as mudanças na cinética de formação da fase devido à diferente granulação do precursor de magnésio. Os dados obtidos por DRX, ATD/TG, BET e técnicas de medidas magnéticas indicaram que um novo composto testado (gasolina azul) poderá apresentar características vantajosas com relação a outras adições mais conhecidas. / Abstract: The intermetallic magnesium diboride has become the object of many studies since was found to be a superconducting material, at 2001. Although it shows relatively low critical temperature, it presents very interesting points, like the simplicity of the formation of a binary compound and non expensive precursors powders. Starting from ultrafine quality precursor powders the formation of Mg'B IND. 2' phase seems to occur in a few minutes at low temperature (650ºC), what is considered commercially quite attractive when compared to complicated ceramic superconductors. Nevertheless, its superconducting properties, as well as the ceramics, depend on its microsstructure and, consequently on the kinetics of formation of the superconducting phase. Besides that, with the aim of enlarging the critical current density under higher magnetic fields, the addition of several compounds has been used in order to generate pinning centers. Silicon carbide and silicon oil are cited among the most used additions, which act like substitutional or interstitial impurities and defects generators. In this work, the influence of the addition of a few carbon compounds on the Mg'B IND. 2' phase formation was investigated, as well as the determination of a few structural parameters of the obtained materials. It was also studied the changes in the phase formation kinetics due to different magnesium precursor granulation. The XRD, DTA/TGA and magnetic measurements results indicated that the addition of a new compound (petrol) may present advantages to the additions already found in literature. / Mestre

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Maria Cristina R. Alves Rezende / Banca: Katia Regina Cardoso / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Dentre os materiais avançados que a Ciência e Engenharia de Materiais vêm desenvolvendo estão os biomateriais. Há muito, estes são utilizados para reparar partes do corpo danificadas ou deterioradas, mas em função da enorme complexidade dos tecidos vidos e do organismo como um todo, é comum ocorrerem falhas a curto ou longo prazo. No entando, a demanda por esses materiais tende a aumentar, justificando a importância de mais pesquisas nesta área. Existem muitos dispositivos médicos e odontológicos confeccionados com a liga Ti-Ni em função de suas propriedades de memória de forma, superelasticidade e biocompatibilidade. No entando, o elemento níquel é muito tóxico em níveis elevados. A liga Ti-5Ni é o objeto deste estudo e foi preparada a partir da fusão dos metais precursores, tratada térmica e mecanicamente, além de ser dopada com oxigênio. Em cada condição, foi caracterizada em termos de sua composição química, densidade, difração de raios X e microscopia óptica. Também foram analisadas propriedades como microdureza, módulo de elasticidade e biocompatibilidade. As micrografias mostraram que a microestrutura das amostras são dependentes dos tratamentos térmicos e que propriedades tais como microdureza e módulo de elasticidade sofrem variações de acordo com a microestrutura e quantidade de oxigênio. O refinamento pelo método de Rietveld permitiu averiguar as variações nos parâmetros de rede com a inserção de níquel e oxigênio ao titânio. Foram obtidos resultados satisfatórios nos testes de biocompatibilidade, concluindo que a liga apresenta bom potenciala como biomaterial / Abstract: Among the advanced materials that are developing by science and materials and materials engineering are the biomaterials. There are a lot, these are used to repair damaged or deteriored parts of the body, but in the function of the enormous complexity of living tissue and organism as a whole, are common failures in the short or long term. However, the demand for these materials tends to increase, justifying the importance of further research in this area. There are many medical and dental devices made with Ti-Ni alloy due to its properties of shape memory, supereslaticity and biocompatibility. However, the nickel element is very toxic at high levels. Ti-5Ni alloy is the object of this study and was prepared from arc-melting and heat mechanically treated, besides being doped with oxygen. In each condition, it was characterized in terms of its chemical composition, density, x-ray diffraction and optical microscopy. Were also examined properties such as microhardness, elasticity modulus and biocompatibility. The micrographies showed that the microstructure of samples is dependent on the heat treatment and properties such as microhardness and elasticity modulus suffer variations according to the microstructure and oxygen amount. Refinement by Rietveld method allowed investigating changes in lattice parameters with the addition of nickel and oxygen to titanium. Satisfactory results were obtained in biocompatibility tests, concluding that the alloy presents good potential as a biomaterial / Mestre

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Banca: Rodrigo José Contieri / Banca: Piter Gargarella / Banca: Aroldo Geraldo Magdalena / Banca: Marcelo Falcão de Oliveira / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Ligas de titânio apresentam grande potencial para uso como biomateriais devido à boa biocompatibilidade e propriedades mecânicas. A adição do níquel ao titânio melhora a resistência ao desgaste, à corrosão e propriedades mecânicas deste elemento. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da dopagem de oxigênio na estrutura, microestrutura e em algumas propriedades mecânicas selecionadas de ligas do sistema Ti-xNi%p, x= 10, 15 e 20. Neste trabalho as ligas foram preparadas pela fusão dos metais comercialmente puros em forno a arco voltaico. Para comprovar a composição das ligas obtidas foram feitas análises químicas por emissão óptica por plasma induzido e EDS, que forneceu também o mapeamento dos elementos titânio e níquel para verificar a homogeneidade das ligas. Tratamentos térmicos de homogeneização foram realizados como preparação para a conformação mecânica, no caso a laminação a quente, e após para obter uma microestrutura mais estável, livre de tensões. A seguir foram realizadas dopagens com oxigênio, variando a pressão deste gás e a temperatura, originando amostras com quantidades diferentes de oxigênio. A estrutura foi analisada por difração de raios-X e a microestrutura por microscopia óptica, eletrônica de varredura e EDS para analisar a distribuição dos elementos titânio e níquel nas fases. A quantificação de oxigênio e nitrogênio foi feita por fusão sob gás inerte. As propriedades mecânicas mensuradas foram dureza e módulo elástico dinâmico. Os resultad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Titanium alloys have great potential for use as biomaterials due to the good biocompatibility and mechanical properties. The nickel addition to titanium improves the wear, corrosion and mechanical resistance of this element. The objective of this work was to investigate the effects of oxygen doping on structure, microstructure and on some selected mechanical properties of Ti-xNi wt% (x = 10, 15 and 20) alloys system. In this work, the alloys were prepared by melting of commercially pure metals in arc furnace. To establish the composition of the obtained alloys chemical analyses were made by induced plasma optical emission and EDS, which also provided the titanium and nickel elements mapping to check the homogeneity of alloys. Homogenization heat treatment was performed in preparation for conformation, in the case hot-rolling, and after, to get a more stable microstructure, free of stress. Oxygen doping were made, by varying the pressure of this gas and temperature, resulting in samples with different quantity of oxygen. The structure was analyzed by x-ray diffraction and the microstructure by optical and scanning electron microscopy, and EDS, to analyze the distribution of the elements titanium and nickel in phases. Quantification of oxygen and nitrogen was made by melting under inert gas. The mechanical properties measured were hardness and elastic modulus. The results showed that the samples have the proper concentration of nickel and titanium, and good homogeneity of the e... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O refratário dolomítico é amplamente utilizado como revestimento de trabalho para panelas no processo de Aciaria, por sua excelente refratariedade em condições de serviço, principalmente em usinas que produzem aços acalmados ao silício. O emprego deste refratário é em virtude de uma formação natural de uma capa protetora, a qual potencializa a vida do refratário, acarretando em um aumento da vida útil do equipamento. O trabalho baseia-se em um estudo comparativo entre dois tijolos dolomíticos nomeados aqui como tijolos A e B. Os testes em escala industrial foram dados pela montagem de seis revestimentos, de cada tijolo, colocados sob as mesmas condições, monitorando-se a temperatura e o grau de oxidação do banho metálico. Ao final da campanha da panela se realizou alguns testes POST MORTEM, onde se destaca as medidas dos residuais. Além disso, para completar este estudo comparativo, separaram-se tijolos novos de cada marca, os quais foram submetidos às análises microestruturais via MEV, análises termogravimétricas, análises químicas por EDS e DRX, entre outros ensaios. Os resultados mostraram que o tijolo A teve um desempenho 20% superior ao tijolo B. O tijolo A tem maior pureza, microestrutura com agregados arredondados, com maior homogeneidade, uma ótima distribuição entre partículas finas e médias, favorecendo o empacotamento o que justifica sua maior tenacidade à fratura e resistência à corrosão. Também foi evidenciada de forma clara a presença de carbono grafite no tijolo A, conferindo-lhe uma maior resistência ao choque térmico e à corrosão. / The refractory dolomite is widely used as coating for ladles work in steelmaking process for its excellent refractoriness in terms of service. The use of this refractory is due to a natural formation of a protective layer, which enhances the life of the refractory, resulting in increased equipment life. This work is based on a comparative study between two bricks dolomite named here as A and B. Tests were given on an industrial scale by assembling six coatings of each brick placed in the same conditions by monitoring the temperature and the degree of oxidation of the metal bath. At the end of the campaign applied some tests POST MORTEM, how measurements of residual stresses. Moreover, to complete this comparative study, separated from each brand new bricks, which were subjected to microstructural analyzes via MEV, thermogravimetric analysis, chemical analysis by EDS and XRD, among other tests. The results showed that the performance of brick A was 20% higher than brick B. The Brick A has a higher purity, microstructure with rounded aggregates with greater homogeneity, optimal distribution between fine and medium particles, favoring the packaging which justifies a higher fracture toughness and corrosion resistance. It was also clearly evidenced the presence of graphitic carbon in the brick A, giving it a higher resistance to thermal shock and corrosion.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:15:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328331.pdf: 8898142 bytes, checksum: 282de8f7910bbb16c42abbc005bdb069 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os carbonetos primários, presentes em ligas hipereutéticas de ferro fundido branco de alto cromo são responsáveis pela elevada resistência ao desgaste e baixa tenacidade. A possibilidade de diminuir o tamanho (refinar) de tais carbonetos, mantendo-se a fração volumétrica, implicaria em maior resistência ao desgaste e maior tenacidade. Extensa revisão bibliográfica indica que a literatura relativa ao refino de tais ligas é bem menos numerosa e menos fundamentada cientificamente que aquela relativa ao refino de alumínio e suas ligas. Por exemplo, nos textos de refino de ferro branco hipereutético, os poucos refinadores estudados pela literatura não foram selecionados de modo racional. No presente trabalho, investigou-se a possibilidade de se utilizar dos critérios utilizados no refino de ligas de alumínio (desajuste planar e fator de restrição ao crescimento) para selecionar candidatos ao refino de ferros fundidos de alto cromo hipereutéticos. Verificou-se que não é possível utilizar o critério do fator de restrição ao crescimento, em ferros fundidos, face à indisponibilidade dos diagramas necessários ao uso de tal critério. Todavia, mediante uso do critério de desajuste planar, foi possível selecionar alguns candidatos (FeSi, FeSiMg, FeTi, CaSi e Al) à inoculantes dos carbonetos primários M7C3, sendo que FeTi apresentou maior número de planos cristalinos com desajustes planares (para M7C3) abaixo de 12% e CaSi apresentou o segundo maior número de planos cristalinos com desajustes planares abaixo de 12%. Confirmou-se, conforme literatura, que o FeTi não atua propriamente como refinador de carbonetos primários, mas como consumidor de C, alterando a composição da liga inicialmente hipereutética para eutética ou hipoeutética. Dentre os candidatos, constatou-se que o CaSi apresenta maior efeito refinador, reduzindo o comprimento máximo dos carbonetos primários de 3300 um para 300 um (10 vezes) na região da periferia de amostras cilíndricas de 50 mm de diâmetro. Constatou-se que o uso de CaSi gera carbonetos primários M7C3 que contém em seu núcleo compostos a base de O, Al, S e Ca e que o mecanismo de refino é pela presença de substratos favoráveis à nucleação. Não se constatou presença de empilhamento de soluto na interface matriz-carboneto primário, indicando que o CaSi não atua na restrição ao crescimento. Constatou-se que o uso de CaSi reduz o fator de forma (comprimento/largura) dos carbonetos, tornando-os mais equiaxiais e, que adições na panela até 2,0% CaSi maximizam o efeito de refino nos carbonetos na periferia da amostra. Adições de CaSi no molde são mais eficazes que na panela de vazamento e o uso de granulometrias de CaSi abaixo daquelas fornecidas pelo mercado não aumentam a eficácia de refino. Constatou-se ainda que há perda de eficiência de inoculação quando o tempo decorrido entre a adição de CaSi na panela e o vazamento é superior a 6 minutos. Finalmente, constatou-se que o refino dos carbonetos primários M7C3 resultou em pequeno aumento da dureza do material, mas um grande aumento na resistência ao desgaste abrasivo.<br> / Abstract : The primary carbides present in hypereutectic alloys of high chromium white cast irons are responsible for the high wear resistance and low toughness. The possibility of reducing the size (refining) of such carbides, keeping the volume fraction unchanged, may imply higher wear resistance and higher toughness. Extensive review on cast irons indicates that the literature on the refining of such alloys is much less numerous and less scientifically relative to that on the refining of aluminum and its alloys. For example, in the refining of hypereutectic white irons, the few refiners studied in the literature were not selected in a rational way. In the present study, the possibility of using the criteria for the refining of aluminum alloys (planar misfit and growth restriction factor) was investigated to select candidates for the refining of hypereutectic high chromium white irons. It was found that it is not possible to use the criterion of growth restriction in cast irons, due to the unavailability of the necessary diagrams required for such a criterion. However, using the planar misfit criterion, it was possible to select some candidates (FeSi FeSiMg, FeTi, CaSi, and Al) to the inoculants of primary M7C3 carbides, where FeTi had a greater number of crystal planes with planar misfit (for M7C3) below 12% and CaSi had the second largest number of crystal planes with planar misfit below 12%. It was confirmed, as cited in the literature, that the FeTi does not act properly as a refiner of primary carbides, but as a consumer of C, changing thereby the alloy composition from hypereutectic to eutectic or hypoeutectic. Of the candidates used, it was found that the CaSi has a greater refining effect by reducing the maximum length of the primary carbides from 3300 mm to 300 mm (10-fold) in the periphery region of cylindrical samples of 50 mm in diameter. It was found that the use of CaSi generates primary M7C3 carbides that contain in their core composite of O, Al, Ca, and S, and the refining mechanism is the presence of substrates favorable to the nucleation. There was no presence of stacking of solute in the matrixprimary carbide interface, indicating that the CaSi does not act in restricting growth. It was also found that the use of CaSi reduces the form factor (length/width) of the carbides, making them more equiaxed, and additions up to 2.0% CaSi to the ladle maximize the effect of refining of carbides in the periphery region of the sample. Additions of CaSi to the mold are more effective than to the casting ladle, and the use of CaSi particles with sizes below than those provided by the market does not increase the efficiency of refining. It was also found that there is a loss of efficiency of inoculation when the time elapsed between the CaSi addition to the ladle and pouring is greater than 6 minutes. Finally, it was found that the refinement of primary M7C3 carbides resulted in a small increase in the material hardness, but a large increase in the abrasion resistance.