Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-20Bitstream added on 2014-06-13T19:55:25Z : No. of bitstreams: 1 000755466.pdf: 1900630 bytes, checksum: 11facf52f6b2aee9fd218c8256725d0f (MD5) / Nos últimos anos, o aumento da qualidade de vida e o envelhecimento da população, resultou no estudo de novos materiais para aplicações ortopédicas. Biomateriais metálicos, como o titânio e suas ligas, têm sido utilizados devido as suas excelentes propriedades mecânicas e biocompatibilidade. Neste estudo, a viabilidade do uso da liga Ti-7.5Mo na substituição do tecido duro foi avaliada. Os lingotes de liga de Ti-7.5Mo foram fundidos em forno a arco sob atmosfera controlada. Corpos de prova foram usinados a partir de barras obtidas por forjamento rotativo após tratamento térmico. Ensaios de compressão e fadiga foram avaliados para se obter as propriedades mecânicas. Também foi realizada a análise microestrutural (DRX e microscopia óptica). Os resultados obtidos demonstram grande possibilidade da utilização desta liga para aplicações na confecção de implantes de carga como a prótese de quadril / In the last years, the increase of the of life expectancy and aging of the population has resulted in the study of new materials for biomedical applications. Metallic biomaterials, such as titanium and its alloys, have been used due their excellent properties such biocompatibility. In this study, the viability of the use Ti-7.5Mo alloy in the replacing of the hard tissue was evaluated. Ingots of the Ti-7.5Mo alloy were obtained in arc melting furnace with inert atmosphere. Bars were obtained after heat treatment and cold work by swaging. Compression,tension test and fatigue tests were use for evaluated the mechanical properties. Also microsctructural analysis was realized by using XRD and optical microscopy. Experiments results indicate that Ti-7.5Mo alloy have Young modulus (65 GPa) lower than other commercial alloys and titanium commercially pure. Alloy exhibited higher ratio strength-to–modulus ratio this property is very interesting for biomedical applications. Processing influenced the performance of the alloy during compression test. Analysis of the results shows the potential of this alloy for biomedical applications due their excellent behavior

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Michelle Leali Costa / Banca: Peterson Luiz Ferrandini / Banca: Antonio Carlos Cancelotti Junior / Banca: Volnei Tita / Resumo: O desenvolvimento da tecnologia dos compósitos poliméricos avançados tem como uma de suas funções a união de materiais que combinem características tais como elevada resistência mecânica e rigidez aliadas à baixa massa específica. Um dos principais problemas da utilização de compósitos poliméricos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Neste sentido, estudos recentes mostram que as técnicas de soldagem por resistência elétrica e indução são processos promissores para a união de compósitos estruturais, por serem métodos rápidos e por ambos necessitarem de pouca preparação de superfície. Este trabalho objetiva avaliar os melhores parâmetros das soldagens por resistência elétrica e indução para laminados PEEK (poli(éter-éter-cetona)) reforçados com fibras de carbono visando aplicações aeronáuticas. Para esta finalidade, para a soldagem por resistência elétrica são avaliados os parâmetros mais adequados, por meio de controle estatístico de processos, envolvendo o tempo, a corrente elétrica e a pressão e três diferentes tipos de elementos resistivos (300 s, 32 A e 1,5 MPa). Já para a soldagem por indução os parâmetros avaliados são o tempo, a corrente e a pressão, porém, somente o tempo e a carga são utilizados para o controle estatístico (a corrente não é variável) (50 s, 150 N). Os laminados soldados foram condicionados em câmaras de radiação ultravioleta (UV), higrotérmica e salina, objetivando simular condições de voo, e após ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of advanced polymer composite technology has as one of its functions the joining of materials that combine characteristics such as high mechanical strength and stiffness allied to low specific mass. One of the main problems of the use of polymer composites in structural applications is their effective union for the integration of components. In this sense, recent studies show that welding techniques by electric resistance and induction are promising processes for the union of structural composites, because they are fast methods and both require little surface preparation. This work aims to evaluate the best welding parameters by electric resistance and induction for PEEK (poly(ether-ether-ketone)) laminates reinforced with carbon fibers for aeronautical applications. For this purpose, for resistance welding, the most suitable parameters are evaluated by statistical process control, involving time, electric current and pressure and three several types of resistive elements (300 s, 32 A e 1,5 MPa). For induction welding, the parameters evaluated are time, current and pressure. However, only time and pressure are used for statistical control (current is not variable) (50 s, 150 N). The welded laminates were conditioned in UV, hygrothermal and salt spray chambers, in order to simulate flight conditions, and after these conditions, were characterized in mechanical tests (Lap Shear, Iosipescu, End Notched Flexure and Compression Shear Test), thermal analysis (DMA an... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Valdir Alves Guimarães / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Maria Ismênia Sodero Toledo / Resumo: Titânio e suas ligas são considerados muito importantes na área médica devido a sua excelente biocompatibilidade e propriedades mecânicas. Nos últimos anos as superfícies dos implantes têm sido estudadas com o objetivo de melhorar suas respostas ósseas, levando há uma tendência de provocar alterações superficiais a fim de acelerar o processo de osseointegração. O tratamento alcalino e térmico é um método típico de modificação da superfície responsável pelo surgimento de uma camada microporosa de óxidos bioativos. No entanto, é importante lembrar que os implantes trabalham sob a ação de carregamentos mecânicos complexos e que, em várias situações, é bastante comum a ocorrência de falhas por fadiga. Visto que, a superfície do implante está sujeita a maiores solicitações que qualquer outra parte, suas características são muito importantes. O objetivo principal da presente pesquisa é estudar a influência da alteração de superfície, por meio da realização do tratamento alcalino e térmico, no comportamento em fadiga da liga Ti30Ta. O trabalho foi iniciado com a fusão dos elementos da liga em forno a arco voltaico em atmosfera de argônio, seguido de tratamento térmico e forjamento rotativo. Para o estudo de fadiga foram confeccionados corpos de provas padrão. A modificação da superfície foi realizada por meio do tratamento alcalino empregando-se solução de NaOH 1,5 M e tratamento térmico. Posteriormente, os corpos de prova foram ensaiados em fadiga. A caracterização utilizou técnic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Titanium and its alloys are considered very important in the medical area because their excellent biocompatibility and mechanical properties. In recent years surfaces implant have been studied with the goal of improving their bone answers, leading to a tendency to cause superficial changes through the action of chemicals products in order to accelerate the osseointegration process. Alkaline and heat treatment is a typical method of surface modification by surface deposition of bioactive oxides with a porous surface. However it is important to remember that the implants work under the action of complex mechanical loads and the occurrence of failures due to fatigue is quite common in many situations. Since the surface implant is subject to greater demands than any other part, its characteristics are very important. The main goal of this research is to study the influence of modification surface on the fatigue behavior of the Ti30Ta alloy. This work was started with the experimental alloy obtained by melting of the elements in a voltaic arc furnace, heat treatment and cold work. For the fatigue study were prepared specimens. The surface modification was carried out by alkaline treatment using NaOH solution 1,5 M and heat treatment. Later, the specimens were tested in fatigue. The characterization was performed using optical microscopy, scanning electron microscopy, X - ray diffraction, roughness and contact angle. The results obtained suggested that surface modification didn't a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: O presente trabalho estudou a influência do aporte térmico do processo de soldagem GTAW automatizado nas propriedades mecânicas do aço inoxidável austenítico AISI 316L. Esse aço é amplamente utilizado na indústria alimentícia e de petróleo e gás, por ser muito resistente a corrosão. Utilizou-se chapas de 1,0 mm de espessura, soldadas por junta de topo sem chanfro. Os parâmetros de soldagem foram selecionados e ajustados através de pré-testes, pois existem poucas fontes de pesquisa sobre a soldagem de chapas finas de aço inoxidável. Para analisar a influência da variação do aporte térmico, variou-se a velocidade de soldagem na faixa de 375 a 500 mm/min, com incremento de 25 mm/min. O processo de soldagem foi autógeno. Foram realizadas análises macrográficas para avaliar a largura e profundidade do cordão de solda. Foram realizados também ensaios mecânicos de microdureza Vickers e ensaios de tração para avaliar as propriedades mecânicas do cordão de solda formado. Os valores encontrados nestes ensaios foram comparados com o aporte térmico de soldagem, para avaliar a influência do mesmo nas propriedades mecânicas da junta de solda. Os resultados obtidos com os ensaios descritos, mostraram que o controle da energia de soldagem, ou seja, do aporte térmico é essencial na soldagem de chapas finas de aço inoxidável austenítico AISI 316L, gerando juntas de solda livres de descontinuidades e com propriedades mecânicas próximas ao do metal puro. / Abstract: The present research studied the influence of the thermal input of the automated GTAW welding process on the mechanical properties of AISI 316L austenitic stainless steel. This steel is widely used in the food and oil and gas industry because it is very resistant to corrosion. Panels of 1.0 mm thickness were used, welded by a non-chamfered top joint. The welding parameters were selected and adjusted through pre-tests, as there are few sources of research on the welding of stainless steel thin sheets. In order to analyze the influence of the variation of the thermal input, the welding speed was varied in the range of 375 to 500 mm / min, with an increase of 25 mm / min. The welding process was autogenous. Macrographic analyzes were performed to evaluate the width and depth of the weld bead. Mechanical tests of Vickers microhardness and tensile tests were also performed to evaluate the mechanical properties of the weld bead formed. The values found in these tests were compared with the thermal input of welding, to evaluate the influence of the same on the mechanical properties of the weld joint. The results obtained with the described tests showed that the control of the welding energy, that is, of the thermal input is essential in the welding of thin sheets of AISI 316L austenitic stainless steel, generating solder joints free of discontinuities and with mechanical properties close to the of the pure metal. / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T21:26:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:38:01Z : No. of bitstreams: 1 174507.pdf: 26634807 bytes, checksum: 20272cb154a9a8624e2143a37b4d302a (MD5) / As chapas finas de aço ABNT 1006 e as semi-processadas produzidas por processos de laminação a frio são normalmente utilizadas na fabricação de estatores e rotores de motores elétricos. Estas chapas têm uma expressiva influência nas perdas elétricas dos motores, bem como no seu rendimento. As chapas de aço após serem estampadas (cortadas) são submetidas ao processo de tratamento térmico de descarbonetação, crescimento de grão e formação da camada de óxido a fim de melhorar as propriedades magnéticas das mesmas. Este trabalho tem por objetivo caracterizar a microestrutura, as propriedades mecânicas, as propriedades magnéticas e a composição química antes e após o tratamento térmico. Com isto foi possível relacionar a microestrutura, composição química e propriedades mecânicas antes do tratamento térmico com as propriedades magnéticas e microestrutura após o tratamento térmico. Também foi possível verificar a influência do tratamento térmico nas propriedades avaliadas e comparar os dois tipos de aços estudados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-18T04:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:52:33Z : No. of bitstreams: 1 181512.pdf: 59498738 bytes, checksum: e902ba758060acae90c9cb4734998fe9 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266454.pdf: 7886509 bytes, checksum: e7e8fd092484a7f5e052337ae09ecdba (MD5) / A preocupação mundial da sociedade moderna em diminuir o impacto ambiental e encontrar soluções para o esgotamento de recursos naturais não renováveis vem incentivando a pesquisa e desenvolvimento de materiais sustentáveis. As fibras naturais inserem-se nesse contexto como uma alternativa para a fabricação de materiais compósitos. Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência das diferentes formas de tratamento de superfície em fibras de juta no desempenho mecânico de materiais compósitos com matriz de resina epóxi. As fibras foram modificadas superficialmente a partir de solução de hidróxido de sódio e hidróxido de sódio seguido por agente silano, e caracterizadas por microscopia eletrônica e ótica, espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), resistência à tração e densidade. A partir dos espectros de FTIR das fibras tratadas e não tratadas, foi possível observar modificações em sua estrutura química. Os resultados de resistência à tração e microscopia eletrônica mostraram manutenção da propriedade mecânica e aumento da rugosidade das fibras tratadas, respectivamente. As amostras dos compósitos foram confeccionadas a partir da moldagem por laminação e seccionadas conforme normas para ensaios de resistência à tração, flexão e termodinâmico-mecânico. Observou-se que o tratamento de superfície de alcalinização das fibras exerceu uma influência positiva na resistência à tração e no módulo elástico. Para as propriedades de flexão, houve conservação dos valores de tensão de ruptura e alto ganho no módulo elástico. O tratamento alcalino realizado nas fibras também indicou, nas análises termodinâmico-mecânicas, maior interação fibra/matriz, onde os compósitos mostraram acréscimo do módulo de armazenamento e decréscimo do amortecimento, em relação à resina epóxi. Também foi constatado decréscimo nos valores da Tg para compósitos em relação à resina pura. Por fim, a análise fractográfica de corpos-de-prova advindos do ensaio de tração indicou uma melhor adesão interfacial e menor quantidade de pull-out nos compósitos com fibras tratadas via NaOH e com agente silano, indicando a eficácia do tratamento de superfície. The worldwide concern of modern society to decrease the environmental impact and find solutions to the depletion of non renewable natural resources is encouraging research and development of sustainable materials. Natural fibers fall within this context as an alternative for the production of composite materials. This study aimed at evaluate the efficiency of different forms of surface treatment on the mechanical performance of composite materials with jute fibers and epoxy matrix resin. The fibers were modified by sodium hydroxide and silane agent, and characterized by SEM, optic microscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), tensile strength and density. From the FTIR spectra of the treated and untreated fibers, it was possible to observe changes in their chemical structure. The tensile test and SEM results showed maintenance of the mechanical properties and increasing of the roughness of the treated fibers, respectively. Composites samples were prepared from hand lay-up technique and cut as standards for tensile, bending and thermodynamic-mechanical tests. It was observed that the alkaline treatment had a positive influence on the tensile strength and elastic modulus. For the properties of bending, there was preservation of the values of voltage collapse and high gain in the elastic modulus. The alkaline treatment conducted in fibers also indicated in thermodynamic-mechanical analysis, more interaction fiber / matrix, where the composites have increased the storage modulus and decrease in damping in relation to the epoxy resin. It was also noticed decrease in the values of Tg for composites in relation to the pure resin. Finally, the SEM study of treated and untreated jute fibers composites indicated a better interfacial adhesion and less pull-out in composites with NaOH and silane agent treated fibers, indicating the effectiveness of surface treatment.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:51:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284333.pdf: 3942252 bytes, checksum: 721d58148c7fc501bdfb98fdfbd3cf33 (MD5) / Neste trabalho estudou-se as microetruturas e as propriedades mecânicas geradas por processos realizados em temperaturas abaixo de 0 C, em corpos de prova de aço SAE M2, tratados termicamente. Muito se tem discutido com relação à criogenia em aços, e neste trabalho foi realizada uma verificação da existência de alteraçõess significativas nas propriedades mecânicas e metalúrgicas dos aços SAE M2, com a utilização dos processos criogênicos. Todos os corpos de prova foram temperados em forno a vácuo com resfriamento em nitrogênio gasoso com 5 bar de pressão, seguindo os padrões de tratamento térmico para o aço SAE M2. Antes de realizar os revenidos subseqüentes à têmpera, foram realizadas três rotas de processos com temperaturas abaixo de 0 C (-30 C, -80 C e -196 C). Após serem submetidos aos processos com temperatura abaixo de zero os corpos de prova foram revenidos a temperaturas de 540 C, 590 C e 600 C. Os corpos de prova submetidos às temperaturas de -30 C, -80 C e -196 C, foram analisados com um, dois e três revenidos. O ensaio de difração de Raio-X(quantitativo) realizado para verificar a presença de austenita, demonstrou que submetendo as amostras a temperatura de -30 C e dois revenidos subsequentes proporciona uma porcentagem de austenita retida nas amostras já era menor que 5%. A avaliação de tenacidade foi realizada através de um ensaio de flexão por 4 pontos e revelou que o corpo de prova submetido a -196 C e três revenidos subsequentes obteve um resultado de tenacidade acima da média dos outros processos realizados. Para verificar a resistência ao desgaste dos corpos de prova foi utilizado o ensaio de "disco de borracha & areia abrasiva", onde observou-se que os corpos de prova submetidos a temperatura de -196 C tiveram menor perda de massa. A análise de microscopia eletrônica de varredura mostra uma semelhança muito grande entre as microestruturas de todos os corpos de prova submetidos as temperaturas abaixo de zero. Os corpos de prova que apresentaram melhor resultado nos ensaios mecânicos(desgaste e flexão) foram os tratados a -196 C e com três revenidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T10:28:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 285384.pdf: 9087661 bytes, checksum: 6020bf1927cd652cbab98d570ca3c353 (MD5) / Aços para fins elétricos apresentam-se como um produto economicamente importante dentro do mercado de aços, tendo sua demanda crescente ao longo dos anos. Dentro deste mercado, soluções de custo e qualidade são mandatórias para que as indústrias siderúrgicas se mantenham competitivas. Neste contexto, esta dissertação se propôs a desenvolver aços elétricos totalmente processados em recozimento em caixa, como solução de custo para os consumidores de aços elétricos. Paralelamente, foram produzidos aços elétricos semi processados para atender as demandas do mercado de aços semi processados e, principalmente, para servir de comparação com os aços totalmente processados. Este estudo foi conduzido com dois aços para fins elétricos: aço baixo carbono e o aço ultra baixo carbono. Ambos os aços foram processados de forma similar nos processos entre o lingotamento contínuo e a laminação a frio, sofrendo diferenciações em processo no recozimento em caixa e no laminador de encruamento. Retiraram-se amostras nos produtos gerados após a laminação a frio e a laminação de encruamento, tendo a metade destas amostras sido processadas no recozimento térmico final. Ensaios eletromecânicos e suas respectivas análises foram realizados nas amostras a fim de estudar o efeito de alguns dos parâmetros do processo siderúrgico sobre as propriedades eletromecânicas desses materiais. Os resultados obtidos mostraram que o aço baixo carbono não é indicado para a utilização como aço totalmente processado devido à alta perda magnética e à baixa permeabilidade magnética. Esse mesmo aço como semi processado obteve seu melhor resultado de perda magnética igual a 7W/kg com uma permeabilidade magnética relativa de 2151 à 60Hz e 1,5T. O melhor resultado obtido no estudo foi para o aço ultra baixo carbono semi processado, com uma perda magnética de 5 W/kg e uma de permeabilidade magnética relativa 2973 à 60Hz e 1,5T. Para este mesmo aço, como totalmente processado, o melhor resultado obtido foi para perda magnética de 9 W/kg e de 1626 de permeabilidade magnética relativa (60Hz e 1,5T). Indicam-se também soluções para melhorar o desempenho do aço ultra baixo carbono totalmente processado para torná-lo competitivo no mercado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:15:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245536.pdf: 26815841 bytes, checksum: 7c39ca99ebc646b4fb2c850d987eeb67 (MD5) / Este trabalho de dissertação de mestrado teve como objetivo estudar experimentalmente o efeito de alguns parâmetros do tratamento térmico de envelhecimento em corpos de prova da liga 356.0 produzidos por três processos de fundição. O estudo experimental foi realizado em corpos de prova obtidos em fundição sob pressão, molde permanente por gravidade (coquilha) e areia a verde. O teor de ferro foi mantido entre 0,8 a 1,2 % e o teor de manganês entre 0,30 e 0,80 %. No tratamento térmico de envelhecimento foi estudado o efeito de duas temperaturas, 155 e 180 oC e o tempo de envelhecimento, sendo o primeiro com 2 h, e os demais de duas em duas horas, até 20 h e o tempo de 28 h, nas amostras obtidas em fundição sob pressão. Nas amostras obtidas em molde de areia a verde e coquilha foi utilizada somente uma temperatura de envelhecimento, 180 oC, e os tempos foram de 6, 10, 14, 16, 20 e 28 h. Os corpos de prova produzidos em fundição sob pressão apresentaram bolhas e deformações após o tratamento térmico de solubilização e envelhecimento; tais características favoreceram a obtenção de propriedades mecânicas inferiores. A formação de partículas intermetálicas devido à presença do ferro e ausência do tratamento de modificação também favoreceu a obtenção de baixos resultados de alongamento nas amostras obtidas por moldes de areia e coquilha. Nos corpos de prova produzidos nos três processos de fundição submetidos ao envelhecimento, houve aumento do limite de resistência e dureza e redução no alongamento em relação às amostras no estado bruto de fundição e solubilizadas.