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[en] A METHOD FOR THE CHARACTERIZATION OF IRON ORE SINTER: DIGITAL MICROSCOPY AND IMAGE ANALYSIS / [pt] UMA METODOLOGIA PARA CARACTERIZAÇÃO DE SÍNTER DE MINÉRIO DE FERRO: MICROSCOPIA DIGITAL E ANÁLISE DE IMAGENS

JULIO CESAR ALVAREZ IGLESIAS 13 February 2009 (has links)
[pt] Neste trabalho, propõe-se uma metodologia para a caracterização de sínter de minério de ferro através de microscopia digital e análise de imagens. O sínter é um material multifásico, com macro e microestrutura heterogêneas. Em geral, as principais fases são hematita, magnetita, ferritos e silicatos, além de poros. Empregando um microscópio óptico automatizado, imagens individuais em alto aumento, cobrindo toda a área da seção transversal das amostras, foram obtidas. Da mesma forma e cobrindo a mesma área, foram obtidas imagens de mosaico em baixo aumento. Os mosaicos fornecem uma visão qualitativa poderosa da amostra inteira, e uma avaliação quantitativa das fases principais, embora com resolução limitada. Uma comparação quantitativa das frações de fase entre o mosaico e as imagens em alto aumento foi realizada através de uma rotina automática de processamento e análise de imagens, também desenvolvida neste trabalho. Enquanto as fases mais finas, como os silicatos, só foram bem discriminadas na melhor resolução óptica empregada, fases preponderantes, como a hematita, foram identificadas em todas as resoluções. Para hematita, magnetita e ferritos, o maior erro relativo na fração de área, entre as imagens obtidas com as lentes de 5 e 20X, foi de 12 %, em 3 amostras distintas. Os resultados para os silicatos foram menos exatos com um erro relativo até 44 %. Uma comparação com resultados de difração de raios-x, usando o método de Rietveld, também foi realizada. Estes resultados indicam que a microscopia digital fornece um método flexível de caracterização destes materiais, permitindo combinar informação global qualitativa e semi- quantitativa, com informação local quantitativa. / [en] In the present work, a method for the characterization of iron ore sinter, based on digital microscopy and image analysis is proposed. Iron ore sinters are multi-phase materials, with heterogeneous macro and micro structure. In general, the main phases are: hematite, magnetite, ferrites and silicates, besides pores. Employing an automated optical microscope, individual high magnification images were obtained, covering the full cross section of the samples. Likewise, and covering the same area, low magnification mosaic images were obtained. Mosaics provide a powerful qualitative view of the whole sample, and a quantitative evaluation of the main phases, albeit with limited resolution. A quantitative comparison of phase fractions between the mosaic and the high magnification images was performed through an automatic image processing and analysis routine, also developed in the present work. While finer phases, such as silicates, could only be discriminated at the best employed optical resolution, the main phases, such as hematite, were identified at all resolutions. For hematite, magnetite, and ferrites, the largest relative error in area fraction was 12%, when comparing images acquired with the 5X and 20X objective lenses, for three different samples. Results for silicates were less accurate, with relative errors up to 44%. A comparison with x-ray diffraction results, employing the Rietveld method, was also performed. These results indicate that digital microscopy provides a flexible method for the characterization of these materials, allowing the combination of global qualitative information with local quantitative data.
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[en] FRACTURE RESISTENCE OF THE GRADE R4 STRUCTURAL STEEL AND ITS DEPENDENCE WITH THE QUENCHING TEMPERATURE / [pt] RESISTÊNCIA À FRATURA DO AÇO ESTRUTURAL R4 E SUA DEPENDÊNCIA COM A TEMPERATURA DE TÊMPERA

ROBERTO ANTONIO ROCO ANTUNEZ 03 April 2006 (has links)
[pt] O presente trabalho apresenta um estudo da influência dos tratamentos térmicos de têmpera e revenido sôbre a resistência à fratura do aço estrutural R4, adotado na fabricação de elos para sistemas de ancoragem de unidade offshore e soldados pelo processo de centelhamento. Corpos de prova do tipo CT foram retirados da região da solda dos elos, usinados com orientação L-R e submetidos a diferentes tratamentos térmicos de têmpera (temperaturas de austenitização de 810, 840, 870 e 900ºC) e revenido (640 e 680ºC), num total de quatro condições microestruturais. Após pré-trincamento em fadiga, os corpos de prova foram submetidos a carregamento monotônico em tração, com o objetivo de se determinar a resistência à fratura do material com base no parâmetro CTOD (Crack Tip Opening Displacement). Os resultados do ensaio de CTOD demonstraram que houve uma redução da resistência à fratura do aço estrutural R4 com o aumento da temperatura de austenitização (810, 840 e 870°C) e temperatura de revenido de 640°C. Entretanto, para maiores temperaturas de austenitização (900°C) e revenido (680°C), houve um aumento do parâmetro CTOD. Modificações microestruturais no material causadas pelos tratamentos térmicos foram associadas com as variações da tenacidade. / [en] This study has been made concerning the influence of quenching and tempering heat treatments on the fracture resistance of a grade R4 structural steel, largely used for fabricating offshore mooring chains by flash welding. CT specimens were taken from the welded joints region in L-R and machined following orientation and subjected to different quenching (austenizing temperatures of 810, 840, 870 and 900ºC) and tempering (640 ºC and 680ºC) treatments, in a total of four microstructural conditions. After fatigue precracking, the specimens were monotonically loaded in tension in order to determine the fracture resistance of the material on the basis of the CTOD (Crack Tip Opening Displacement) parameter. The results of the CTOD tests showed that the fracture resistance of the grade R4 structural steel has decreased when increasing the austenitizing temperature (810, 840 and 870°C) and tempering at 640ºC. However, when adopting higher austenitizing (900°C) and tempering (680° C) temperatures, the parameter CTOD has increased. The microstructural modifications caused by the heat treatments were associated with the toughness modifications.
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Study on sugar cane straw ash (SCSA) in alkali-activated binders /

Moraes, João Cláudio Bassan de. January 2017 (has links)
Orientador: Jorge Luís Akasaki / Resumo: Aglomerantes ativados alcalinamente (AAA) são obtidos da combinação de um precursor solido (geralmente um aluminosilicato) e uma solução alcalina de alta concentração. As vantagens de utilizar este novo tipo de aglomerante comparado ao cimento Portland, um aglomerante convencional, são as menores emissões de CO2, menor consumo de energia e a possibilidade de utilizar matérias prima renováveis e/ou resíduos. Neste sentido, este trabalho apresenta um novo resíduo da indústria da cada de açúcar: a folha de cana de açúcar. A folha apresenta um poder calorífico interessante; portanto, ela pode ser utilizada como biomassa para produzir energia através um processo de queima. Depois deste procedimento, é gerado um novo resíduo: a cinza de folha de cana de açúcar (CF). Esta cinza não apresenta uma destinação correta, então este trabalho tem como intenção utilizar esta cinza como material prima em AAA. A CF foi avaliada de duas formas: como precursor solido e como matéria prima para produzir a solução alcalina. No primeiro modo, a CF foi utilizada em sistemas combinados com a escória de alto forno (EAF) ativado com ambas soluções de NaOH e NaOH/silicato de sódio. No segundo modo, a CF foi utilizada como fonte de sílica para produzir a solução alcalina com o NaOH em AAA baseados em EAF. Os sistemas foram estudados através da resistência a compressão de argamassas e pelo estudo da microestrutura de pastas. Ensaios realizados para avaliar a microestrutura foram a difração de raios-X (DRX)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor
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Caracterização microestrutural e mecânica de juntas soldadas utilizando os processos GTAW, FCAW e SMAW

Lima Júnior, Diniz Ramos de 31 January 2013 (has links)
Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-04-16T18:56:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Biblioteca_Diniz Ramos de Lima Junior pdf.pdf: 5006107 bytes, checksum: a48c411c4d1e3bfb09f9032dfde70aa3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-16T18:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Biblioteca_Diniz Ramos de Lima Junior pdf.pdf: 5006107 bytes, checksum: a48c411c4d1e3bfb09f9032dfde70aa3 (MD5) Previous issue date: 2013 / LIMA JÚNIOR, Diniz Ramos de. Caracterização microestrutural e mecânica de juntas soldadas utilizando os processos GTAW, FCAW e SMAW. Recife, 2013. 81 f. Dissertação (mestrado) - UFPE, Centro de Tecnologia e Geociências , Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, 2013..
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A terminação oriental da zona de cisalhamento Pernambuco Leste e seu magmatismo associado

TEIXEIRA, Cristiane Marques de Lima 29 July 2011 (has links)
Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-07T22:49:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Cristiane Marques de Lima Teixeira.pdf: 14424254 bytes, checksum: f66523dcc85eabe392369fc4d40dc1ed (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-15T21:55:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Cristiane Marques de Lima Teixeira.pdf: 14424254 bytes, checksum: f66523dcc85eabe392369fc4d40dc1ed (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T21:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Cristiane Marques de Lima Teixeira.pdf: 14424254 bytes, checksum: f66523dcc85eabe392369fc4d40dc1ed (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / CAPES / A zona de cisalhamento Pernambuco Leste (ZCPE) separa os domínios Central e Pernambuco-Alagoas da Província Borborema. Esta dissertação de mestrado está relacionada a uma pesquisa em detalhe em sua porção oriental, entre os municípios de Jaboatão dos Guararapes e Gravatá (PE). O objetivo foi fazer um levantamento dos seus aspectos litológicos, geométricos, estruturais e magmáticos e, a partir de um perfil de refração sísmica, investigar o comportamento em escala crustal. Para tanto foram visitados 185 afloramentos, estudadas aproximadamente 80 seções delgadas, analisadas 35 amostras para elementos maiores, traços e terras raras, e realizado um perfil de refração sísmica com cerca de 150 km de comprimento na direção NW-SE, entre Vertentes e Sirinhanhém (PE), que cortou a transversalmente a ZCPE. A área estudada consiste de um embasamento ortognáissico granítico, com variedades dioríticas a quartzo sieníticas; rochas supracrustais representadas por metassedimentos gnáissicos, xistosos e quartzíticos; granitos sin- a tardi-tectônicos; milonitos diversos; e uma ocorrência de basalto pós-tectônico. A foliação nas rochas regionais apresenta mergulhos moderados a altos devido à influência da ZCPE. Dobramentos relacionados com a dinâmica da ZCPE também são observados. Na área estudada, a ZCPE é segmentada em dois cinturões miloníticos, com geometria de recobrimento à direita, separados de aproximadamente 3 km. O processo deformacional gerou proto- a ultramilonitos e um gradiente deformacional, com rochas mais deformadas na porção central das faixas miloníticas. A foliação milonítica tem direção ENE e mergulho forte para SE, com lineações mineral e de estiramento associadas com caimento baixo entre ENE e ESSE. Critérios de cisalhamento em várias escalas de observação indicam uma cinemática dextral. As rochas foram classificas geoquimicamente em dois grupos: graníticas e pobres em SiO2. As rochas graníticas são sub-alcalinas e peraluminosas e as mais máficas são subalcalinas a alcalinas, metaluminosas e caem no limite entre os campos cálcio-alcalino e toleítico. As características das amostras graníticas, tanto de ortognaisses quanto de plútons, sugerem uma afinidade com granitos do tipo-A. Não são observadas diferenças significativas entre a geoquímica de rochas miloníticas e seus protólitos, sugerindo que a deformação cisalhante não promoveu mobilidade de elementos. O perfil de refração sísmica possibilitou uma modelagem simples, com a verificação apenas de uma interface importante: descontinuidade de Mohorovicic, variando entre 32,5 e 36 km de profundidade, com espessamento crustal para sudeste. Três camadas foram reconhecidas na crosta superior, sem marcar estruturalmente ZCPE como uma estrutura que separa domínios tectônicos. / The East Pernambuco Shear Zone (EPSZ) separates the Central and Pernambuco-Alagoas domains of the Borborema Province. In this dissertation a detailed research was conducted in it oriental portion, between the cities of Jaboatão dos Guararapes and Gravatá (PE). The objective was to characterize the geometry, structure, lithology and associated magmatism, and, from a seismic refraction profile, investigate its behavior at the crustal scale. 185 outcrops were visited, about 80 thin sections studied, analyzed 35 samples for major, trace and rare earth, and performed a seismic refraction profile about 150 km long in NW-SE direction, between the cities of Vertentes and Sirinhanhém (state of PernambucoPE), which cuts across the EPSZ. The study area consists of a granitic gneiss basement, with dioritic to quartz syenitic varieties; supracrustal rocks represented by metasedimentary rocks (paragneiss, schist and quartzite), syn- to late-tectonic granitic plutons, mylonites, and an post-tectonic basalt. The regional foliation has moderate to high dips due to the influence of ZCPE. Folds related to the dynamics of the ZCPE are also observed. In the study area, the ZCPE is divided into two mylonitic belts with right step geometry, approximately 3 km apart. The deformation process generated proto- to ultramylonites and a deformation gradient, with more deformed rocks in the central portion of the mylonitic bands. The mylonitic foliation is steeply dipping to SSE, with associated mineral and stretching lineations plungling gently between ENE and ESE. Shear criteria at various scales of observation indicate dextral kinematics. The rocks are geochemically classified into two groups: granitic and silica-poor. The granitic rocks are sub-alkaline and peraluminous; intermediate rocks are subalkaline to alkaline, metaluminous and fall between the tholeiitic and calc-alkaline fields. The characteristics of the granitic samples from both plutons and orthogneisses suggest an affinity with the A-type granites. There are no significant differences between the geochemistry of the mylonitic rocks and their protoliths, suggesting that shearing did not promote mobility of elements. The seismic refraction profile enabled the modeling of only one important interface: the Mohorovicic discontinuity, ranging between 32.5 and 36 km deep, with crustal thickening to the southeast. Three layers were recognized in the upper crust, without marking the EPSZ as a structure that separates tectonic domains.
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Estudo da dopagem de agregados para finalidade de uso em concretos estruturais / Study of aggregates doping applied to structural concretes

Trigo, Ana Paula Moreno 03 September 2012 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo sobre a técnica de dopagem em agregados química e mineralogicamente deficientes e tem como objetivo demonstrar que se houver a dopagem de agregados, ainda que haja o limitante das respectivas resistências destes materiais, eles poderão vir a ser utilizados em grandes obras com pleno êxito. A técnica apresenta-se como uma solução para a problemática de disponibilidade de bens minerais, atualmente em declínio em virtude de problemas de sustentabilidade ambiental, de zoneamentos restritivos e de usos competitivos do solo, tornando preocupantes as perspectivas de garantia de suprimento futuro. Por meio da impregnação inicial do agregado com aglomerantes de alto desempenho foi possível modificar sua textura, estabelecer ponte de ligação entre ele e a matriz do concreto e criar carapaça de proteção e reforço, atingindo-se fc28 = 60 MPa nos concretos lateríticos dopados. A eficiência da técnica foi avaliada comparando-se propriedades mecânicas e microestruturais de concretos não dopados (referência) e dopados. Para tanto, foram realizados ensaios de resistências à compressão, à tração por compressão diametral e à tração na flexão, absorção de água por imersão e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados demonstraram ser possível melhorar agregados graúdos deficientes por meio da dopagem e obter concretos de comportamento comparável ou até superior a concretos usualmente considerados como de bom desempenho. Ainda que seja um estudo inicial, a técnica de dopagem revela-se promissora, com expectativa de uso em agregados normalmente considerados inadequados para concretos estruturais. / This thesis presents a study on the doping technique in aggregates disabled chemical and mineralogical and aims to demonstrate that with the technique, although there is a resistances limitation, these aggregates could be used with success in large projects. The doping technique is presented as a solution to the minerals availability problem, currently declining due to environmental sustainability problems, restrictive zoning and land competing uses, fact that worries the future supply security. By impregnating initial of the aggregate with high performance binders was possible to modify its texture, to establish a bridge between it and the concrete matrix and create shell protection and enhancement, reaching fc28 = 60 MPa in lateritic doped concrete. Mechanical and microstructural properties of reference concretes and doped concretes were compared to evaluate the doping efficiency. Testing of compressive strength, tensile strength by diametrical compression and tensile strength in bending, water absorption by immersion and scanning electron microscopy were performed. The results indicate that deficient coarse aggregates can be improved by the doping technique and it is possible to obtain specific behavior comparable or even superior to concrete usually considered to be of good performance. Although it is an initial study, the doping technique seems to be promising, with expected use in aggregates considered unsuitable for structural concrete.
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Caracterização microestrutural do Aço API 5L X65 soldado por feixe de elétrons com diferentes aportes térmicos / Microstructural characterization of API 5L X65 steel welded by electron-beam with different heat inputs

Monte, Isabel Rocha do 01 July 2013 (has links)
Esta Dissertação abrange a caracterização microestrutural do aço API 5L X65 soldado por feixe de elétrons (EBW) com cinco diferentes aportes térmicos e sem o uso de metal de adição. O aço API 5L X65 pertence à classe de aços ARBL e é empregado na fabricação de oleodutos e gasodutos. As três regiões da solda metal-base (MB), zona termicamente afetada (ZTA) e zona fundida (ZF) foram caracterizadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X e medidas de microdureza Vickers. As microestruturas encontradas nestas três regiões são bastante distintas. O MB apresenta grãos ferríticos com bandas perlíticas orientadas paralelamente à direção de laminação. Devido à elevada densidade de potência do processo EBW e às elevadas velocidades de soldagem utilizadas, a ZTA é bastante estreita sendo formada por grãos ferríticos finos e bandas perlíticas degeneradas que a diferem do MB. Na interface ZTA/ZF foi possível observar a presença de grãos com morfologia acicular com a presença dos constituintes M-A (martensita-austenita). A ZF apresentou morfologia similar à encontrada em aços microligados soldados: ferrita alotriomórfica, ferrita acicular, ferrita de Widmanstätten, constituintes M-A, além de regiões bainíticas. Na parte central da chapa foi observada a segregação de manganês. A técnica EBW permite a soldagem de tubos com paredes espessas com apenas um passe. Os resultados desta Dissertação são úteis para avaliar a viabilidade técnica do uso de EBW na fabricação de tubos para o transporte de óleo e gás, especialmente em aços mais resistentes (bainíticos). / This Dissertation aims at the microstructural characterization of electron-beam welded (EBW) API 5L X65 steel using five different processing conditions (heat input) and without filler metal addition. The API 5L X65 steel is a high-strength low-alloy (HSLA) steel employed mainly in the manufacture of pipelines for oil and gas. The three regions of the welds, namely the base metal (BM), heat affected zone (HAZ) and fusion zone (FZ) were characterized by light optical microscopy using different chemical etching agents, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Vickers microhardness testing. The microstructures found in the three regions were quite distinct. The BM consists of elongated ferritic grains with pearlite bands oriented along the rolling direction. Due to the high power density provided by EBW, the HAZ is very narrow and consists of ferritic grains and bands of degenerated pearlite. At the HAZ/FZ interface it is possible to observe the presence of grains with acicular morphology and the presence of M-A (martensite- retained austenite) constituents. The FZ showed a morphology similar to that one found in molten microalloyed steels consisting of allotriomorphic ferrite, acicular ferrite, Widmanstätten-like ferrite, M-A constituents, as well as bainite. In the central part of the plate it was observed the presence of Mn-segregation lines along the BM. The electron beam welding was chosen because it produces a relatively small HAZ and it allows the welding of thick-wall tubes in one single pass. The results of this work are useful to evaluate the possibility of using EBW in the manufacture of pipelines for transport of oil and gas, especially in higher grade steels.
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Estudo da dopagem de agregados para finalidade de uso em concretos estruturais / Study of aggregates doping applied to structural concretes

Ana Paula Moreno Trigo 03 September 2012 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo sobre a técnica de dopagem em agregados química e mineralogicamente deficientes e tem como objetivo demonstrar que se houver a dopagem de agregados, ainda que haja o limitante das respectivas resistências destes materiais, eles poderão vir a ser utilizados em grandes obras com pleno êxito. A técnica apresenta-se como uma solução para a problemática de disponibilidade de bens minerais, atualmente em declínio em virtude de problemas de sustentabilidade ambiental, de zoneamentos restritivos e de usos competitivos do solo, tornando preocupantes as perspectivas de garantia de suprimento futuro. Por meio da impregnação inicial do agregado com aglomerantes de alto desempenho foi possível modificar sua textura, estabelecer ponte de ligação entre ele e a matriz do concreto e criar carapaça de proteção e reforço, atingindo-se fc28 = 60 MPa nos concretos lateríticos dopados. A eficiência da técnica foi avaliada comparando-se propriedades mecânicas e microestruturais de concretos não dopados (referência) e dopados. Para tanto, foram realizados ensaios de resistências à compressão, à tração por compressão diametral e à tração na flexão, absorção de água por imersão e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados demonstraram ser possível melhorar agregados graúdos deficientes por meio da dopagem e obter concretos de comportamento comparável ou até superior a concretos usualmente considerados como de bom desempenho. Ainda que seja um estudo inicial, a técnica de dopagem revela-se promissora, com expectativa de uso em agregados normalmente considerados inadequados para concretos estruturais. / This thesis presents a study on the doping technique in aggregates disabled chemical and mineralogical and aims to demonstrate that with the technique, although there is a resistances limitation, these aggregates could be used with success in large projects. The doping technique is presented as a solution to the minerals availability problem, currently declining due to environmental sustainability problems, restrictive zoning and land competing uses, fact that worries the future supply security. By impregnating initial of the aggregate with high performance binders was possible to modify its texture, to establish a bridge between it and the concrete matrix and create shell protection and enhancement, reaching fc28 = 60 MPa in lateritic doped concrete. Mechanical and microstructural properties of reference concretes and doped concretes were compared to evaluate the doping efficiency. Testing of compressive strength, tensile strength by diametrical compression and tensile strength in bending, water absorption by immersion and scanning electron microscopy were performed. The results indicate that deficient coarse aggregates can be improved by the doping technique and it is possible to obtain specific behavior comparable or even superior to concrete usually considered to be of good performance. Although it is an initial study, the doping technique seems to be promising, with expected use in aggregates considered unsuitable for structural concrete.
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Caracterização microestrutural do Aço API 5L X65 soldado por feixe de elétrons com diferentes aportes térmicos / Microstructural characterization of API 5L X65 steel welded by electron-beam with different heat inputs

Isabel Rocha do Monte 01 July 2013 (has links)
Esta Dissertação abrange a caracterização microestrutural do aço API 5L X65 soldado por feixe de elétrons (EBW) com cinco diferentes aportes térmicos e sem o uso de metal de adição. O aço API 5L X65 pertence à classe de aços ARBL e é empregado na fabricação de oleodutos e gasodutos. As três regiões da solda metal-base (MB), zona termicamente afetada (ZTA) e zona fundida (ZF) foram caracterizadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X e medidas de microdureza Vickers. As microestruturas encontradas nestas três regiões são bastante distintas. O MB apresenta grãos ferríticos com bandas perlíticas orientadas paralelamente à direção de laminação. Devido à elevada densidade de potência do processo EBW e às elevadas velocidades de soldagem utilizadas, a ZTA é bastante estreita sendo formada por grãos ferríticos finos e bandas perlíticas degeneradas que a diferem do MB. Na interface ZTA/ZF foi possível observar a presença de grãos com morfologia acicular com a presença dos constituintes M-A (martensita-austenita). A ZF apresentou morfologia similar à encontrada em aços microligados soldados: ferrita alotriomórfica, ferrita acicular, ferrita de Widmanstätten, constituintes M-A, além de regiões bainíticas. Na parte central da chapa foi observada a segregação de manganês. A técnica EBW permite a soldagem de tubos com paredes espessas com apenas um passe. Os resultados desta Dissertação são úteis para avaliar a viabilidade técnica do uso de EBW na fabricação de tubos para o transporte de óleo e gás, especialmente em aços mais resistentes (bainíticos). / This Dissertation aims at the microstructural characterization of electron-beam welded (EBW) API 5L X65 steel using five different processing conditions (heat input) and without filler metal addition. The API 5L X65 steel is a high-strength low-alloy (HSLA) steel employed mainly in the manufacture of pipelines for oil and gas. The three regions of the welds, namely the base metal (BM), heat affected zone (HAZ) and fusion zone (FZ) were characterized by light optical microscopy using different chemical etching agents, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Vickers microhardness testing. The microstructures found in the three regions were quite distinct. The BM consists of elongated ferritic grains with pearlite bands oriented along the rolling direction. Due to the high power density provided by EBW, the HAZ is very narrow and consists of ferritic grains and bands of degenerated pearlite. At the HAZ/FZ interface it is possible to observe the presence of grains with acicular morphology and the presence of M-A (martensite- retained austenite) constituents. The FZ showed a morphology similar to that one found in molten microalloyed steels consisting of allotriomorphic ferrite, acicular ferrite, Widmanstätten-like ferrite, M-A constituents, as well as bainite. In the central part of the plate it was observed the presence of Mn-segregation lines along the BM. The electron beam welding was chosen because it produces a relatively small HAZ and it allows the welding of thick-wall tubes in one single pass. The results of this work are useful to evaluate the possibility of using EBW in the manufacture of pipelines for transport of oil and gas, especially in higher grade steels.
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Caracterização mecânica e microestrutural do aço API 5L - X65 soldado por feixe de elétrons / Mechanical and microstructural characterization of API 5L - X65 steel welded by electron beam

Filipe Corrêa Pinto 09 August 2011 (has links)
O objetivo deste trabalho é a caracterização mecânica e microestrutural do aço API 5L-X65 soldado por feixe de elétrons para possível aplicação no processo de fabricação de dutos para o transporte de óleo e gás. A caracterização do material será realizada por meio de microscopia ótica, análise de textura via difração de raios X, microdureza Vickers e ensaio Charpy V. Para a caracterização microestrutural, foram testados diferentes ataques químicos para a identificação das fases presentes na microestrutura de cada uma das três regiões que compõem uma junta soldada, zona fundida (ZF), zona termicamente afetada (ZTA) e o metal base (MB). As microestruturas das regiões que foram submetidas ao ciclo térmico de soldagem, apresentaram-se bastante distintas da microestrutura bandeada ferrítico-perlítica encontrada no MB. A ZTA apresentou uma estrutura de grãos refinados, as bandas perlíticas do MB se tornaram completamente difusas, não mantendo qualquer semelhança com a microestrutura perlítica anterior e também, foram evidenciadas ilhas do constituinte M-A (martensita-austenita). Na ZF foram evidenciadas as fases tipicamente encontradas em metais de solda de aços microligados, tais como: ferrita de Widmanstätten, acicular, alotriomórfica, além de bainita e ilhas do constituinte M-A. Os resultados das propriedades mecânicas do material submetido ao processo de soldagem por EBW foram satisfatórios e atendem os requisitos da Norma API 5L. Desta forma, de acordo com os resultados obtidos neste trabalho é possível a aplicação da soldagem por EBW na fabricação e montagem de sistemas de dutos. / The aim of this work is the mechanical and microstructural characterization of API 5L-X65 steel welds performed by electron beam welding, as well as to investigate the technical feasibility of applying this welding process in the manufacture and assembly of pipelines for oil and gas. The characterization was carried out by using light optical microscopy, X-ray diffraction texture analysis, Vickers micro-hardness testing and tests Charpy V. For the microstructural characterization, several chemical etchants were tested in order to identify the phases present in the microstructure of the regions associated to the weld, i.e. the weld metal (WM), the heat affected zone (HAZ) and the base metal (BM). The microstructures of the regions exposed to thermal welding cycles displayed quite distinct microstructure than the one found in the BM (banded ferritic-pearlitic structure). The HAZ showed a refined grain structure where the pearlite bands of BM became quite diffuse. Islands of the M-A (martensite-austenite) constituent were found in the HAZ. The phases typically found in weld metals of microalloyed steels such as Widmanstätten ferrite, acicular ferrite, allotriomorphic ferrite, bainite, and M-A constituent were found in the WM. The results of the mechanical properties of the material submitted to the welding process by EBW were satisfactory and meet the requirements of the standard API 5L. Thus, the according to the results obtained in this work is possible the application of EBW in the manufacture and assembly of pipeline systems.

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