Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-11-08T12:46:55Z No. of bitstreams: 1 2013_FelipeFerreiraFrago.pdf: 21493742 bytes, checksum: c48bde686faaae3e2dbbac590201952a (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-02-07T10:40:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_FelipeFerreiraFrago.pdf: 21493742 bytes, checksum: c48bde686faaae3e2dbbac590201952a (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-07T10:40:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_FelipeFerreiraFrago.pdf: 21493742 bytes, checksum: c48bde686faaae3e2dbbac590201952a (MD5) / Neste trabalho é realizado um estudo sobre a tecnologia aditiva de deposição de metal em camadas sucessivas por soldagem a arco, também chamada de prototipagem rápida por soldagem a arco. Primeiramente é realizada uma análise comparativa de tal tecnologia com métodos tradicionais de fabricação para uma possível aplicação aeroespacial, levando-se em conta o desperdício de material. Ainda nessa parte, com o intuito de simular o processo de prototipagem rápida por soldagem a arco e verificar suas implicações do ponto de vista metalúrgico, um estudo metalográfico detalhado de uma sequência de cordões de solda sobrepostos foi realizado, utilizando como materiais de base e de deposição aços amplamente utilizados na área espacial. Os resultados obtidos na avaliação metalográfica mostraram a necessidade de um estudo mais profundo em processos de transferência de calor em prototipagem rápida por soldagem a arco. Assim, foi criado um modelo numérico, discretizado por diferenças finitas, representativo do processo em estudo. Estudos experimentais nas mesmas condições do modelo numérico foram realizados e confrontados entre si. Um parâmetro adimensional de importância é proposto para análise dos resultados, sendo denominado “número de Fourier do processo de soldagem” (Fosold), o qual se mostrou importante do ponto de vista fenomenológico para as análises dos ciclos térmicos envolvidos no processo. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, a study about additive technology by shape metal deposition with arc welding, also named as rapid prototyping by arc welding, is carried out. First, a comparative analysis of this technology compared with traditional manufacturing methods is made, looking at a possible aerospace application regarding the wasting of material. Still in this part, in order to simulate the arc welding rapid prototyping and to find out its metallurgical implications, a detailed metallographic study of a sequence of weld beads deposited in a layered pattern using base metal and filler wire composed of stainless steels widely used on the space field is also carried out. The results of the metallographic study showed the necessity of a deeper study in process of heat transfer in rapid prototyping by arc welding. Therefore, a numerical model representative of the process under study was developed and discretized by finite differences. Experimental studies in the same conditions of the numerical model were also made and compared to the numerical one. A dimensionless parameter of importance is proposed for the analysis of the results, being denominated as the “Fourier number associated with the welding process” (Fosold), which proved to be important from the phenomenological point of view for the analysis of the thermal cycles involved in the process.

O objetivo deste trabalho foi investigar as palavras e expressões malsonantes em quatro dicionários bilíngües escolares, especificamente na macroestrutura espanhol-português, bem como apresentar uma proposta de marcação para indicar os contextos de uso dessas palavras e expressões na microestrutura de tais dicionários. Para tanto, analisamos os verbetes que recebem a marca “malsonante” no Diccionario Electrónico de la Lengua Española (2003) e, com base nessa análise, sugerimos uma forma de sistematização de algumas marcas estilísticas importantes para especificar o uso do léxico malsonante em obras bilíngües espanhol-português, utilizadas em contextos pedagógicos. Os resultados desta pesquisa apontam para a necessidade de se rever as informações sobre o uso da língua na microestrutura de obras lexicográficas, especialmente das obras bilíngües escolares, as quais contrastam duas línguas e apresentam, pois, usos distintos aos aprendizes de língua estrangeira.

O objetivo deste trabalho foi investigar a aplicação de métodos de ultra-som para avaliação e caracterização da microestrutura de materiais cerâmicos à base de alumina e sua associação com as propriedades mecânicas destes materiais. Para tanto, foram conformados por prensagem uniaxial corpos cerâmicos contendo 94,3% em peso de Al2O3. Os corpos cerâmicos foram sinterizados em forno de resistência elétrica em temperaturas que variaram entre 1100 e 1600 °C. A resistência mecânica e o KIc foram determinados por ensaios de flexão a quatro pontos. Para medir a resistência ao dano por choque térmico, os corpos cerâmicos foram colocados em um forno pré-aquecido na temperatura de teste e permaneceram nesta temperatura por 40 min, quando, então, foram resfriados bruscamente através da imersão dos corpos cerâmicos em água mantida a 0oC. A microestrutura dos corpos cerâmicos foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. Para os ensaios de ultra-som foram utilizados transdutores piezelétricos de 2 e 4 MHz de freqüência nominal. A imagem resultante foi tratada via software e utilizouse um osciloscópio para padronização. Foram utilizados como parâmetros a velocidade da onda ultra-sônica e a sua atenuação. Os resultados indicaram a correlação entre as propriedades acústicas do material com a sua microestrutura e com suas propriedades mecânicas, tais como, resistência mecânica, módulo de elasticidade e dano por choque térmico. Foi possível propor equações relacionando a resistência mecânica com a variação do coeficiente de atenuação e da velocidade de propagação das ondas ultra-sônicas. Sugere-se também a possibilidade de utilização do coeficiente de atenuação para a determinação da confiabilidade do material cerâmico e o seu uso para a estimativa de vida útil do material sob carga constante ou submetido a choque térmico.

Orientador : Rubens Caram Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T18:58:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DutraJunior_AntonioTeodoro_M.pdf: 6648133 bytes, checksum: 69f0be62f69e4ac0802712e9f6cda1d2 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A fabricação de componentes estruturais para aplicações em altas temperaturas e em meios agressivos envolve o emprego de materiais que mantenham suas características químicas, mecânicas e físicas em níveis aceitáveis, mesmo em temperaturas acima de 10000 C. Em diversos sistemas, a estrutura eutética exibe estabilidade térmica inerente e permite obter um material compósito in situ, com microestrutura alinhada e finamente dispersa, diretamente do material fundido através da técnica de solidificação direcional. No presente trabalho, ligas dos sistemas Ni-Si e Ni-Si-X (Nb, AI, Cu) foram obtidas e processadas. Inicialmente, amostras desses sistemas foram analisadas em relação à microestrutura de solidificação no estado bruto de fusão através de técnicas metalográficas convencionais com o objetivo de identificar composições associadas a estruturas eutéticas. Em seguida, tais ligas foram solidificadas direcionalmente através da técnica Bridgman em forno com aquecimento indutivo. A caracterização das ligas, além de microscopia óptica e eletrônica de varredura, incluiu o emprego de técnicas de análise térmica, difração de raios-X, ensaios mecânicos: ensaios de dureza, compressão e tração, e análise das superfícies de fratura. Os resultados obtidos indicam que a solidificação direcional do eutético Ni-NhSi resulta em uma microestrutura regular, lamelar, alinhada com a direção de extração de calor. Os ensaios mecânicos mostraram que um material compósito de alta resistência mecânica e razoável ductilidade foi obtido. As análises das superfícies de fratura revelaram que estas ligas apresentam fratura transgranular do tipo frágil / Abstract: The fabrication of the structural components for the application in high temperatures and aggressive environments requires the use of materials that retain their chemical, mechanical and physical properties within the proper limits, even above 1000°C. In diverse systems, eutectic structure exhibits inherent thermal stability and permits obtaining an in situ composite, with the aligned and finely dispersed structure, directly from the melt through the directional solidification technique. In the present work, alloys from the Ni-Si and Ni-Si- X (Nb, AI, Cu) were obtained and processed. Initially, samples from these systems were analyzed with regards to solidification microstructure in as-cast condition by using conventional metalographics techniques, with the objective to identify compositions related to eutectic structures. Subsequently, such alloys were directionally solidified using Bridgman tec1mique in an inductive heating furnace. Alloy characterization included, besides the optical and scanning electron microscopy, the use of thermal analysis techniques, X-ray diffraction, mechanical tests like micro hardness, compression and tension, as well as fractography. The obtained results indicated that the directional solidification of the Ni-NhSi eutectic results in a regular microstructure with lamellar morphology, aligned with the direction of heat extraction. Mechanical testing showed that a high strength composite material with a satisfactory ductility was obtained. The fracture surface analysis revealed that these alloys fracture transgranularly in a fragile mode / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Rubens Caram Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T07:38:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_WiltonWalter_D.pdf: 23488384 bytes, checksum: f21cb39c0c872caf16e03e75701ac4d2 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O composto intermetálico NiAl exibe propriedades que fazem dele um candidato potencial para ser utilizado como material estrutural em temperaturas elevadas, quais sejam: alto ponto de fusão, elevada resistência mecânica e à oxidação em altas temperaturas, baixa densidade e elevada condutividade térmica. Entretanto, o NiAl possui baixa tenacidade à fratura à temperatura ambiente e baixa resistência à fluência. Uma das formas de contornar tais deficiências consiste em sua combinação com metais refratários dentro de uma transformação eutética, o que permitiria obter materiais compósitos do tipo in situo Neste trabalho foram investigadas transformações eutéticas nos sistemas NiAl-MR (MR=Mo, Nb, Ta, W). Inicialmente, amostras desses sistemas foram preparadas através de fusão a arco e caracterizadas com o objetivo de determinar composições e temperaturas eutéticas, bem como a natureza das microestruturas resultantes. Em seguida, ligas eutéticas dos sistemas NiAl- Ta e NiAl-Mo foram solidificadas direcionalmente em um forno de indução Bridgman. Os resultados obtidos mostraram que apenas o sistema NiAl-Mo produziu microestruturas eutéticas regulares e orientadas na direção de extração de calor. Com o objetivo de avaliar o efeito de outros elementos na microestrutura eutética do sistema NiAl-Mo, foram adicionadas a esse eutético quantidades variáveis dos Cr, Nb, Ta, Ti e V. Os resultados indicaram a formação de precipitados e quebra da regularidade da estrutura eutética. Amostras das ligas NiAl e NiAl-Mo foram caracterizadas mecanicamente, verificando-se que o comportamento mecânico do NiAl é aprimorado com sua combinação com o Mo. Finalmente, amostras da liga eutética NiAl-Mo foram recozidas em altas temperaturas por diferentes períodos de tempo. Os resultados obtidos indicam que a liga NiAlMo possui boa resistência à oxidação e ótima estabilidade microestrutural em temperaturas altas / Abstract: The intermetallic compound NiAl shows interesting properties that make it a candidate to be used as a high temperature structural material. These properties are high melting point, high strength, good oxidation resistance at high temperatures, low density and high thermal conductivity. However, NiAl presents low fracture toughness at room temperature and low creep resistance. A way to overcome such deficiencies is to alloy it with refractory metals for promoting eutectic reactions, in order to generate in situ composite materials. In this work, eutectic transformations in the NiAl-MR (MR=Mo, Nb, Ta, W) systems were investigated. Initially, samples of these systems were arc melted and characterized in order to determine compositions and eutectic temperatures, as well as the nature of the resultant microstructures. Afterwards, eutectic alloys of the systems NiAl-Ta and NiAl-Mo were directionally solidified using a Bridgman induction furnace. Results showed that on1y the NiAl-Mo system produced regular eutectic microstructures that were oriented in the heat extraction direction. In order to evaluate the effect of other elements in the eutectic microstructure of the NiAl-Mo system, additions of Cr, Nb, Ta, Ti e V were also made. Precipitated particles were identified as well as irregular regions in addition to the eutectic microstructure. Samples of the NiAl and NiAl-Mo alloys had their mechanical properties evaluated, allowing to conclude that the mechanical behavior of NiAl improves when it is alloyed with Mo. Finally, samples of the eutectic alloy NiAl-Mo were annealed for different periods of time. The results indicate that the NtAl-Mo alloy presents good oxidation resistance and excellent microstructural stability at high temperatures / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Maria Helena Robert / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bubenik_RubensLuiz_D.pdf: 32101255 bytes, checksum: 9957058005890a954e5ee79f5cea897c (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho analisa, em primeiro lugar, as transformações microestruturais durante aquecimento para a tixofundição e no resfriamento da pasta tixofundida do aço AISI 304. Para tanto o material foi resmado a partir de temperaturas entre 1300 e 1425°C e sua microestrutura caracterizada em cada caso. Os resultados obtidos mostraram que no aquecimento, a partir de 1300°C há formação da fase ferrita-d em contornos de grãos austeníticos. O teor desta fase aumenta com o aumento da temperatura de aquecimento até a temperatura de 1405°C, quando há formação de líquido. Entre 1405 e 1415°C, há co-existência de três fases: líquido, austenita e ferrita. Em temperaturas superiores a 1415°C a estrutura é constituída somente de glóbulos de ferrita-d e líquido. No resmamento, a ferrita-d primária se transforma em placas de austenita de Windmanstatten e o líquido interglobular origina austenita peritética, ferrita secundária eutética e precipitados. Em segundo lugar este trabalho analisa as consequências destas modificações estruturais nas propriedades de corrosão do material. Para tanto, estruturas tixofundidas foram avaliadas quanto à susceptibilidade à corrosão intergranular, por pits e à dissolução em ácido sulfúrico no potencial de corrosão. Os resultados mostraram que o aço tixofundido se dissolve com maior intensidade em ácido sulfúrico e é mais susceptível à corrosão por pits em solução de cloreto de sódio, porém, apresenta maior resistência à corrosão intergranular do que o material no estado austenítico. Em terceiro lugar, este trabalho analisa a possibilidade de obtenção de estruturas austeníticas monofásicas a partir de pastas tixofundidas do aço estudado. Para tanto a pasta tixofundida foi submetida a resfriamento em diferentes meios e o produto tixofundido sólido submetido a tratamentos de austenitização. Os resultados mostraram que a obtenção de estruturas monofásicas requerer uma taxa de resfriamento incompatível com processos de tixoconformação e que tratamentos de austenitização a 1200°C por 6Omin não são eficazes na completa homogeneização da estrutura. Como resultado global do trabalho, observou-se que é perfeitamente viável a obtenção de pastas tixotrópicas do aço AISI 304; no entanto, dada a complexidade da estrutura resultante sua aplicação deve ser tomada com cuidados, levando em conta as distintas propriedades de corrosão com relação ao estado monofásico austenítico convencional para este tipo de aço / Abstract: This work analyses microstructural transformations of the AISI 304 steel during heating to produce thixotropic slurries and during cooling from semi-solid state. The material was rapid cooled from temperatures between 1300 and 1425°C and the structures characterized for each condition. Results show that during heating, d-ferrita starts to form in previous austenite grain boundaries at temperatures around 1300°C. Ferrite content increases as temperature increases up to 1405°C, when liquid is formed. At temperatures between 1405 and 1415°C, three phases are present: liquid, d-ferrita and austenite. At temperatures higher than 1415°C, only liquid and d-ferrite, which shows globular shape, are present. During cooling, primary õ-ferrite transforms into Widmanstatten austenite plates and peritectic austenite; secondary eutectic ferrite and precipitates are formed from interglobular liquid The work also analyses the consequences of such transformations upon the corrosion properties of the material. Results show that the thixocast complex structure presents higher tendency to dissolution in sulphuric acid and is more susceptible to corrosion by pits; however, presents higher resistance to intergranular COosion, when compared to the material in the austenitic condition. The work still analyses the viability of producing monophasic austenitic structures from thixocast slurries of AISI 304 st_ by reducing cooling rate of the slurry and by submitting the thixocast material to homogenizing posttreatments. Results show that cooling rates required to produce monophasic structures are not compatible with usually required cooling in thixoforming processes, and that post-treatments at 1200°C for 60 min are not efficient to promote complete homogenization of the thixocast structure. As a general result, the work shows the feasibility of producing thixotropic slurries of the AISI 304 steel, however, structural modifications promoted by the thixocasting process imply in a special attention concerning application of the SSM technology to this kind of material, once its corrosion properties differ from those of the conventional austenitic condition / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Sergio Tonini Button / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:44:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yamakami_WyserJose_D.pdf: 20475770 bytes, checksum: 04886753497f892b0d4f876e5e7de310 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: Gladis Camarini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:48:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FerreiraJunior_EpaminondasLuiz_M.pdf: 5084071 bytes, checksum: 03b184ef71edeef1b61a1e5c4f46715f (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A durabilidade do concreto é dependente de fatores que vão desde a sua produção (tipo de cimento, de agregados, adensamento, tipo de cura, etc.) até a influência do meio ao qual o material está exposto. Este trabalho teve por objetivo avaliar algumas propriedades mecânicas e a durabilidade de concretos produzidos com cimento Portland com elevado teor de escória (CP III) e cimento Portland de alta resistência inicial (CP V -ARI). Os concretos foram submetidos a quatro tipos de cura: normal, imerso em água por 7 dias, ao ar e térmica. Na cura térmica foram empregadas duas temperaturas de cura: 60°C e 80°C. Para avaliação da resistência mecânica, foram realizados ensaios de compressão axial e tração por compressão diametral. Para a durabilidade, foram realizados ensaios de absorção capilar, permeabilidade ao ar, carbonatação natural e acelerada e penetração de cloretos. A microscopia eletrônica de varredura foi usada para observação microestrutura dos compostos hidratados e o efeito dos ensaios acelerados, tendo como variáveis o tipo de cimento e o regime de cura. Os resultados obtidos mostraram que a cura térmica não contribui significativamente para a elevação da resistência nas primeiras idades para os concretos produzidos com CP V-ARI, mas melhora em muito a resistência dos concretos produzidos com CP-III, principalmente na temperatura de 80°C. Quanto à durabilidade, os concretos com CP V -ARI apresentaram bons resultados com relação a carbonatação, mas mostraram resultados mais elevados na absorção e penetração de cloretos. A cura por imersão em água até sete dias mostrou-se satisfatória, atingindo resultados similares em relação à cura normal em todas as propriedades estudadas. Os piores resultados, tanto mecânicos quanto de durabilidade, foram obtidos pelas amostras curadas ao ar, e foram mais prejudiciais nos concretos produzidos com CP III. Concluiu-se que um regime de cura adequado é essencial para garantir a resistência mecânica e a durabilidade dos concretos, e que a resistência mecânica não pode ser usada como parâmetro de durabilidade / Abstract: The durability of concrete depends of factors that change with its production. There is the influence of cement type, aggregates, casting, curing procedures, and the influence of the aggressive environment in which the material is exposed. The aim this work was to study the mechanical performance and durability of concretes made from High Early Strength Cement (HPC) and Blast-furnace Slag Cement (BFSC). Concretes were submitted to different curing conditions: cured in water (standard curing), curing in water up to 7 days (immersion curing), curing in air at ambient temperature and steam curing under atmospheric pressure. In steam curing it were used two curing temperatures: 60°C and 80°C. For assessment of mechanical properties, testing of compressive and tensile strength were determined. Durability was determined by capillary absorption, air permeability, natural and accelerated carbonation, and chloride ion absorption. Scanning electron microscopy was utilized to observe the feature of the hydrated compounds and the effect of the variation the cement type and curing conditions. According to the obtained results, steam curing do not improve the strength at early ages for concretes made from HPC, but it is better for concretes made with BFSC in steam curing at 80°C Concretes made with HPC showed the worst results for chlorides absorption. The immersion curing (in water up to 7 days) showed similar results compared to standard curing for all properties studied. The worst results, for all properties were obtained for samples cured in air, and the concretes made with BFSC were more sensible to curing procedure. In this way, its was conc1uded that curing procedure is essential for reach the development of mechanical properties and durability of concretes, and that mechanical properties cannot be reference for durability / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Valeria Helena Alves Cagnon Quitete, Sebastião Roberto Taboga / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:17:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_DanieleLisboa_M.pdf: 6838619 bytes, checksum: 757bd71480f7f088eab489e2b5b53c9f (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O diabetes é uma doença de grande importância social, devido à alta incidência populacional e ao considerável índice de mortalidade. A deficiência de insulina pode levar à complicações em diversos sistemas do corpo, dentre eles, o sistema reprodutivo, envolvendo glândulas acessórias e gônadas. Estudos revelaram que a insulina atua simultaneamente à testosterona durante o processo de manutenção do estado funcional prostático, entretanto não há informações sobre a ação da insulina no tecido estromal. O presente trabalho objetivou caracterizar histoquímica e ultra-estruturalmente o estroma prostático de camundongos espontaneamente diabéticos. Três grupos experimentais foram considerados: Grupo l-animais controles, Grupo U - animais NOD diabéticos negativos e Grupo III - animais NOD diabéticos positivos. A glicemia foi determinada através de fita reagente colocada em contato com a urina dos animais. Após 12 dias da constatação do diabetes no grupo lU, a próstata ventral foi removida fixada em Karnovsky e processada para histoquímica e microscopia eletrônica de transmissão associadas à estereologia. Os resultados mostraram atrofia celular no epitélio secretor dos animais diabéticos, o que pode prejudicar o processo reprodutivo dos mesmos. O estado diabético promoveu alterações no microambiente prostático, tais como, desenvolvimento de neoplasias intraepiteliais, modificações no fenótipo da célula muscular e remodelação dos elementos fibrilares da matriz extracelular. Pode- se concluir que essas alterações afetam as interações epitélio-estromais, podendo favorecer o desenvolvimento de patologias prostáticas / Abstract: The diabetes causes alterations in various organic systems, encompassing the male accessory sex glands. The prostate is very important in the male reproductive process and it is a frequent target of malignant changes. The aim of this work was to demonstrate the histochemistry and ultrastructural alterations in the prostate of the animals submitted to experimental diabetes. It was attempted to associate this results to cellular events involved in prostatic diseases. Three groups of animals were utilized: control, non-obese diabetic positive mice (NOD+) and non-obese diabetic negative mice (NOD-). The diabetic status was characterized using Bio Bras reagents strips. Twelve days after the characterization of diabetic status the ventral lobe was collected, fixed in kamovsky solution and paraformaldehyde and processed for histochemistry and TEM associated to stereology. The results showed reduction of the epithelial and luminal areas and increasing of the stromal area with muscular layer hypertrophy and collagen and reticular fibers in the prostatic gland. Also, it was characterized development of prostatic intraepithelial neoplasia, inflammatory process and dilation of the organelles involved in the secretory process. Then, it was conc1uded that the diabetes besides damaging the reproductive process, affect the glandular homeostasis favoring the development of prostatic pathologies / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quaresma_JoseMariadoVale_D.pdf: 16020607 bytes, checksum: f6274de052946901fdb777df34aca910 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A imposição de uma ampla gama de condições operacionais em processos de fundição e lingotamento tem como decorrência direta a geração de uma diversidade de estruturas de solidificação. Parâmetros estruturais como tamanho de grão e espaçamento interdendrítico são bastante influenciados pelo comportamento térmico do sistema metal/molde durante a solidificação, impondo, conseqüentemente, uma correlação estreita entre este e a microestrutura resultante. As propriedades mecânicas de uma liga em seu estado bruto de solidificação dependem do arranjo microestrutural que se define no processo de solidificação. Nestas condições, tamanho de grão, espaçamentos interdendríticos, eventuais porosidades, produtos segregados e outras fases, é que irão definir o comportamento mecânico da liga, representado por tensões e/ou deformações. Expressões que correlacionam o comportamento mecânico com parâmetros da microestrutura são muito úteis para se buscar uma forma de planejamento prévio das condições de solidificação, em função de um determinado nível de resistência mecânica que se pretenda alcançar, ou seja, estabelecer um caminho de programação da microestrutura e das propriedades mecânicas. Neste particular, a literatura apresenta relações entre o limite de escoamento do material com o tamanho de grão, como a conhecida equação de Hall-Petch. Este trabalho avança nessa direção na busca de relações entre comportamento mecânico no campo plástico, espaçamentos dendríticos secundários e condições de solidificação. Para a análise de uma importante variável da solidificação em moldes de boa difusividade de calor, qual seja o coeficiente de transferência de calor metal/molde ('H IND. I¿), foram escolhidas como base de estudo ligas do sistemas Sn-Pb com composições Sn- 5% Pb, Sn- 10% Pb; Sn- 20% Pb; Sn- 38,1% Pb (eutética) além do elemento estanho. Essa escolha decorreu da facilidade de manipulação dessas ligas em laboratório e principalmente por possuírem propriedades termofisicas conhecidas. Neste particular foram investigadas as influências das seguintes condições operacionais sobre 'H IND. I¿ : espessura do molde, superaquecimento do metal líquido e magnitude do intervalo de solidificação. O confronto de resultados experimentais relativos à distribuição de temperaturas no metal e no molde durante a solidificação e resultados de simulação com um modelo numérico permitiram a obtenção de expressões, para cada caso, relacionando 'H IND. I¿ em função do tempo. Foi também analisada a transferência de calor da superfície externa do molde para o meio ambiente e desenvolvidas expressões que correlacionam o coeficiente de "transferência de calor molde/ambiente ('H IND. AMB¿), também em função do tempo. Para a correlação de parâmetros de estrutura dendrítica e propriedades mecânicas foram escolhidas as seguintes ligas do sistema AI-Cu: AI- 4,5% Cu; AI- 15% Cu. A mesma análise referente a 'H IND. I¿ e ('H IND. AMB¿ já mencionada foi estendida a essas ligas incluindo a liga de composição eutética (AI- 33% Cu) e o alumínio puro. Apoiados em resultados de ensaios de solidificação padronizados, espaçamento dendrítico secundário (EDS), e apoiados em modelos matemáticos de transferência de calor e de crescimento dendrítico, desenvolveram-se expressões correlacionando o limite de resistência à tração ('delta¿ 'mu¿) e o alongamento específico ('delta¿) como função de variáveis do sistema metal/molde, estabelecendo-se um caminho de programação da estrutura dendrítica e do nível de resistência como função de condições operacionais pré-estabelecidas no processo de solidificação / Abstract: The imposition of a wide range of operational conditions in foudry and static casting generates, as a direct consequence, a diversity of solidification structures. Structural parameters such as grain size and interdendrictic spacings are highly influenced by the thermal behavior of the metal/mold system. during solidification, consequently imposing a close correlation between the described system and the resulting microstructure. The mechanical properties of an alIoy in its crude state of solidification depend on the microstructural arrangement defined in the solidification process. Under the circumstances, the mechanical behavior of the alIoy, represented by stresses and/or strains, wilI be defined by grain size, interdendritic spacings, casual porosities, segregated products and other phases. Expressions correlating the mechanical behavior with microstructural parameters are very useful in order to search for a type of previous planning of the solidification conditions in terms of a determined leveI of mechanical resistance which is intended to be attained, e.g. to settle a way of programming the microstructure and the mechanical properties as well. Particularly, the literature in this field presents relations between the yield strength of the material and the grain size, such as the renowned HalI-Petch's equation. The present work advances in that direction, in search of relations among mechanical behavior in the plastic field, secondary dendritic spacings and solidification conditions. In order to analyze an important variable of solidification in molds with good heat diffusivity, like the metal/mold heat transfer coefficient, alloys of the Sn-Pb system - with compositions Sn- 5%Pb, Sn- 10%Pb, Sn- 20%Pb, Sn- 38,1%Pb (eutectic) - besides the element tin, were chosen. The choice was made because such alloys are easily handled in laboratory and chiefly because their thermophysical properties are well known. Particularly the influences of the following operational conditions on 'H IND. I¿ were investigated: mold thickness, liquid metal superheating and magnitude of the solidification range. Experimental results related to the distribution of temperatures in metal and mold during solidification, as compared with the results of simulation with a numerical model, made it possible to attain of expressions, for each case, by relating hi in terms of time. Heat transfer from the external surface of the mold to the environment was also analyzed; in the same manner, expressions were developed correlating the mold/environment heat transfer coefficient ('H IND. AMB¿) in terms of time as well. To correlate parameters of dendritic structures and mechanical properties, the following alloys of the AI-Cu system were chosen: AI- 4,5%Cu; AI- 15%Cu. The same aforementioned analysis referring to 'H IND. I¿ and hAmbwas extended to those alloys including the one of eutectic composition ( AI- 33%Cu ) and pure aluminum. Based upon results of standardized solidification tests, secondary dendritic spacing ( EDS ) and upon mathematical models of heat transfer and dendritic growth, expressions were developed correlating the ultimate tensile strength ('delta¿ 'mu¿) and specific elongation ('delta¿) as a function of variables of the metallmold system. Thus it was a way towards the programming of the dendritic structure and the leveI of resistance as a function of preestablished operational conditions in the solidification process / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica