Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-02T22:25:25Z No. of bitstreams: 1 RuanLandolfoDaSilvaFerreira_DISSERT.pdf: 5373766 bytes, checksum: 13b9b589b54063a3ed114c1d60d827c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-06-08T22:20:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RuanLandolfoDaSilvaFerreira_DISSERT.pdf: 5373766 bytes, checksum: 13b9b589b54063a3ed114c1d60d827c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-08T22:20:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RuanLandolfoDaSilvaFerreira_DISSERT.pdf: 5373766 bytes, checksum: 13b9b589b54063a3ed114c1d60d827c5 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O processo de constru??o, reforma e demoli??o, pode ocasionar significativos problemas ao meio ambiente, devido a extra??o de mat?rias primas e a destina??o inadequada dos res?duos gerados. Em especial os res?duos de constru??o e demoli??o (RCD) que, comumente correspondem a mais da metade dos res?duos s?lidos urbanos, tem como principais destinos, terrenos baldios, margens de estradas e rios, acarretando s?rios impactos ambientais, sociais e econ?micos. Atualmente, a reutiliza??o de agregados reciclados (AR), especialmente de composi??o mista, ? estudada em menor grau, quando comparado aos AR de concreto. Com isso, por n?o possuir alternativas para sua utiliza??o, uma grande quantidade desse tipo de AR ? armazenada pelas usinas. Nesse sentido, buscou-se analisar a viabilidade t?cnica e econ?mica da utiliza??o de AR com diferentes composi??es granulom?tricas e em condi??o lavada, ? n?veis de substitui??o de 25, 50, 75 e 100% do agregado natural (AN), na produ??o de argamassas mistas de revestimento. Para a produ??o das argamassas, utilizou-se cimento CP II Z-32, cal CH-I e uma propor??o em volume de 1:1:6, cujo teor de ?gua foi determinado para as misturas alcan?arem uma consist?ncia de 260 mm. Inicialmente, analisou-se as propriedades f?sicas, qu?micas, mineral?gicas e microestruturais dos agregados e da fra??o de finos (<0,15 mm). Buscando avaliar a viabilidade t?cnica das argamassas foram caracterizadas no estado fresco, por meio dos ensaios de consist?ncia, reten??o de ?gua, densidade de massa e teor de ar incorporado. E no estado endurecido, a resist?ncia ? compress?o, resist?ncia ? tra??o na flex?o, m?dulo de elasticidade din?mico, absor??o por capilaridade, absor??o por imers?o, resist?ncia de ader?ncia e fissura??o. Foi utilizado o custo para produzir 1 m? de argamassa visando avaliar a viabilidade econ?mica. Constatou-se, que as argamassas com AR, independentemente de sua composi??o granulom?trica ou condi??o, apresentaram maior consumo de ?gua, menor densidade de massa e teor de ar incorporado, assim como adequada capacidade de reten??o de ?gua. No estado endurecido, as argamassas que possu?am AR com a presen?a de finos, apresentaram maior resist?ncia, maior m?dulo de elasticidade e menor porosidade e permeabilidade. No entanto, o desempenho dos revestimentos frente ao potencial de ader?ncia ao substrato e a quantidade de fissuras, foi inferior, confirmando a premissa de que a utiliza??o de AR com finos n?o ? indicada para a produ??o de argamassas de revestimento. Quanto a viabilidade econ?mica, ao incorporar o AR, o custo para produzir 1 m? de argamassa diminui. No entanto, admite-se que ? vi?vel a utiliza??o de AR para a produ??o de argamassas de revestimento, especialmente quando se disp?e de agregados com adequada composi??o granulom?trica, isentos de finos e em condi??o lavada. / The construction, reform and demolition process can cause significant problems to the environment due to the extraction of raw materials and an inadequate disposal of the waste generated. In particular, construction and demolition wastes (CDW), which commonly correspond to more than half of urban solid waste, have as main destinations, vacant lots, roadsides and rivers, causing serious environmental, social and economic impacts. Currently, a recycling of recycled aggregates (RA), especially of mixed composition has been studied to lesser extent when compared to RA of concrete. Therefore, because it does not have alternatives for their use, a large amount of this type of RA is stored by plants. In this sense, the aim of this research is to analyze the technical and economic viability of the use of RA with different grain size and washed condition compositions, at 25, 50, 75 and 100% substitution levels of the natural aggregate (NA), in the production of mixed mortars. For the production of mortars, CP II Z-32 cement, lime CH-I and a volume ratio of 1:1: 6 were used. Water content was adjusted to mixtures with a consistency of 260 mm. Initially, the physical, chemical, mineralogy and microstructural properties of the aggregates and the fines fraction (<0.15 mm) were analyzed. Seeking to assess the technical feasibility of mortars were characterized fresh, through consistency tests, water retention, bulk density and entrained air content. And in the hardened state, the compressive strength, flexural tensile strength, dynamic modulus of elasticity, water absorption by capillarity, immersion absorption, adherence strength and susceptibility to cracking. The cost of production of 1 m? of mortar was used for an assessment of economic feasibility. It was showed that, as mortars with RA, regardless of their size distribution or condition, presented higher water consumption, lower bulk density and incorporated air content, as well as water retention capacity. In the hardened state the mortars had RA with the presence of thin, had higher resistance, higher modulus and lower porosity and permeability. However, the performance of the mortar coverings to the potential of adhesion to the substrate and a number of cracks has been lower, confirming a premise that the use of RA with fines is not indicated for coating mortars. As for the economic feasibility, to incorporate RA, the cost to produce 1 m? of mortar decreases. However, it is recognized that the use of RA for the production of coating mortars is feasible, especially when aggregates with adequate size distribution are available, without fines and in washed condition.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work analyzed the tribological behavior of surface modifications often used in cold rolling mill rolls. Different surface modifications were carried out on samples produced from a fragment of the rolling mill roll: i) texturing; ii) chromium plating; iii) texturing with subsequent hard chrome plating; iv) and hard chrome plating with subsequent texturing. The roll samples were subsequently heat treated and ground on both faces resulting in dimensions of approximately 30 x 30 mm. The wear tests were performed using a reciprocating movement of a ball over flat configuration under a load of 9.8 N. The results showed that surface texturing increased the topographic parameters whereas hard chrome coating decreased them. It was observed that there was no significant change in the coefficient of friction as a function of surface modification. Surface texturing increased the wear of the counter body, while the hard chromium coating reduced it. The addition of the hard chromium coating promoted the formation of a tribolayer on the counter body consisting of chromium and oxygen. On the other hand, for the samples without hard chrome coating the tribolayer consisted of iron and oxygen. As a consequence of the low applied load and the short duration of the tests it became impossible to quantify the wear on the bodies using various techniques. Additionally seven different materials used in replicates. Were investigated using quantitative and qualitative analysis via laser interferometry and scanning electron microscopy. Amongst materials tested, the material Facsimile presented best capacity of replication. / O presente trabalho analisou o comportamento tribológico de modificações, geralmente utilizado em cilindros para laminação a frio. Iniciou&#8208;se o processo com a produção das amostras a partir de um fragmento de cilindro de laminação que foi cortado, originando amostras de aproximadamente 30 x 30 mm, em que se fez tratamento térmico, retificação de ambas as faces e modificações superficiais de cromagem, texturização, cromagem com posterior texturização e texturização com posterior cromagem. Os testes de desgaste foram realizados em modo alternado de deslizamento, com configuração de esfera sobre um plano utilizando&#8208;se carga de 9,8 N. Os resultados permitiram concluir que a texturização elevou os parâmetros topográficos, enquanto o revestimento de cromo duro diminuiu os mesmos. Observou&#8208;se que não houve alteração significativa do coeficiente de atrito em função das modificações superficiais e que a texturização promoveu um aumento significativo no desgaste do contracorpo, enquanto o revestimento de cromo duro promoveu uma redução do mesmo. A adição do revestimento de cromo duro promoveu a formação de uma tribocamada no contracorpo constituída de cromo e oxigênio, em contrapartida, em corpos sem o recobrimento de cromo duro ocorreu a formação de uma tribocamada constituída de ferro e oxigênio nas amostras. Em função da combinação da baixa carga aplicada e do curto intervalo de tempo, tornou&#8208;se impossível a quantificação do desgaste nos corpos pelas diferentes técnicas empregadas. Adicionalmente, estudaram&#8208;se sete diferentes materiais utilizados em réplicas, sendo executadas análises quantitativas e qualitativas via interferometria a laser e microscopia eletrônica de varredura. Dos materiais analisados, o material Facsimile apresentou melhores qualidades de replicação. / Mestre em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, the effects of the incorporation were valued of cellulose nanocrystals of the wood pulp of Eucalyptus urograndis from three different times of acid hydrolysis (20, 50 and 80 minutes) in order to determine which of three types of nanocrystals would be most appropriate in the reinforcement function for the matrix of apple pectin. The films were characterized using dynamic mechanical thermal analysis to choose the best reinforcement element in terms of improvement in mechanical properties. After choosing the appropriate filler, new nanocomposites were produced with the percentages of 1, 2, 4 and 8% w/w in relative to the final mass of 0.5 g of each nanocomposite film. The films were manufactured by casting method, in the presence and absence of glycerol as plasticizer in the formulations. These nanocomposite films were characterized using the techniques of water vapor permeability and gases, with the aim of evaluating the barrier properties, contact angle with water in order to verify the hydrophillicity of the material, and dynamic mechanical thermal analysis for evaluating mechanical properties. The nanocrystals extracted with fifty minutes hydrolysis (NC50) were the ones that stood out in terms of improvement in mechanical properties, due to the significant increase in the values of E\'. The nanocomposite films acted as a barrier to passage of gases due to its dense structure, without pores and homogeneous. The formulations of the nanocomposite films with 8% w/w of cellulose nanocrystals in the absence and presence of glycerol were used for coating of strawberries, the comparatives were made with poly (vinyl chloride) film, in relation to weight loss (%) and texture analysis in terms of Puncture Strength the film and Puncture deformation suffered by them. The results showed that the nanocomposite films with glycerol and poly (vinyl chloride) showed comparable values in terms of weight loss, and the glycerol incorporation provided a gain in flexibility of these films. Additionally this same formulation was used in the formulations of the edible coatings and the incorporation of essential oil of lemon grass in the formulations, in order to study the antifungal potential of this compound for coating strawberries. The formulation (18.20 mL of suspension the cellulose nanocrystals fifty minutes, NC50, 230 mL of suspension of apple pectin, 0.50 mL glycerol and 0.12 mL of essential oil of lemon grass) whose processes of immersion were performed twice. This formulation, was the one that stood out in terms of reduction of weight loss, around 5% for the strawberry coated with this formulation and on the other hand 12% for uncoated, analyzed in the time of two days, time that these fruits should be consumed when fresh and stored under satisfactory conditions. So with this work it was observed that the addition of cellulose nanocrystals acted as reinforcement elements for the matrix in the study, these films are hydrophilic and acted as a barrier to passage of gases. The addition of glycerol causes changes in mechanical, thermal and barrier properties of the nanocomposites. According to applicability tests the same base formulation can be used in two different perspectives: coating strawberries in the form of films and as ingredients for preparing the edible coatings to extend shelf life of these fruits which have an extremely short life-time due to rapid metabolism thereof. / Neste trabalho, foram avaliados os efeitos da incorporação de nanocristais de celulose da polpa de madeira de Eucalyptus urograndis a partir de três tempos distintos de hidrólise ácida (20, 50 e 80 minutos) a fim de determinar qual dos três tipos de nanocristais seria o mais adequado na função de reforço para a matriz de pectina de maçã. Os filmes foram caracterizados utilizando análise térmica dinâmico mecânica, para a escolha do melhor elemento de reforço em termos de melhora nas propriedades mecânicas. Após a escolha do elemento de reforço mais adequado, novos nanocompósitos foram produzidos com as percentagens de 1, 2, 4 e 8% m/m em relação à massa final de 0,5 g de cada filme nanocompósito. Os filmes foram obtidos através do método de casting, na presença e na ausência de glicerol como plastificante nas formulações. Estes filmes nanocompósitos foram caracterizados através das técnicas de permeação aos vapores de água e a gases, com intuito de se avaliar as propriedades de barreira, ângulo de contato em água a fim de verificar a hidrofilicidade dos materiais, e análise térmica dinâmico mecânica para avaliação das propriedades mecânicas. Os nanocristais extraídos com cinquenta minutos de hidrólise (NC50) foram os que mais se destacaram em termos de melhora em propriedades mecânicas, devido ao aumento significativo nos valores de E&#8223;. Os filmes nanocompósitos atuaram como barreira a passagem de gases, devido a sua estrutura densa, homogênea e sem poros. As formulações dos filmes nanocompósitos com 8% m/m de nanocristais de celulose na ausência e na presença de glicerol foram utilizados no revestimento de morangos, e os devidos comparativos foram feitos com o filme de policloreto de vinila, com relação à perda de massa (%) e análise de textura em termos de força máxima para a perfuração dos filmes, bem como a deformação sofrida pelos mesmos. Os resultados mostraram que os filmes nanocompósitos com glicerol e policloreto de vinila apresentaram valores comparáveis em termos de minimização de perda de massa, e a incorporação do glicerol proporcionou um ganho em flexibilidade destes filmes. Adicionalmente esta mesma formulação foi usada nas formulações dos revestimentos comestíveis, além da incorporação do óleo essencial de capim-limão as formulações com a finalidade de estudar a potencialidade antifúngica deste composto para revestir morangos. Os devidos comparativos foram feitos com os morangos não revestidos. A formulação (18,20 mL de suspensão de nanocristais de celulose, NC50, 230 mL de suspensão de pectina de maçã, 0,50 mL de glicerol e 0,12 mL de óleo essencial de capim-limão) cujos processos de imersão foram realizados por duas vezes. Sendo esta, a que mais se destacou em termos de redução de perda de massa em torno de 5% para o morango revestido com esta formulação e em contrapartida 12% para o não revestido, analisados no tempo de dois dias, tempo esse que estes frutos devem ser consumidos quando in natura e armazenados sob condições satisfatórias. Assim, com este trabalho foi possível observar que a adição de nanocristais de celulose atuou como elementos de reforço para a matriz em estudo, os filmes são hidrofílicos e atuaram como barreira a passagem de gases. A adição de glicerol provocou alterações nas propriedades mecânicas, de barreira e térmica dos nanocompósitos. E diante dos testes de aplicabilidade, uma mesma formulação base pode ser empregada em duas perspectivas distintas: para revestir morangos na forma de filmes e como ingredientes para o preparo dos revestimentos comestíveis, a fim de se estender o tempo de prateleira destes frutos que é extremamente curto, devido ao metabolismo acelerado dos mesmos. / Mestre em Química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esse trabalho apresenta a técnica de fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF) para calcular a espessura de filmes metálicos finos por ser de custo relativamente baixo, não destrutiva e que permite também uma análise qualitativa e até quantitativa dos elementos do revestimento. As espessuras do Níquel, Zinco e Cromo sobre aço, foram calculadas utilizando cinco procedimentos diferentes e todas as relações matemáticas obtidas foram baseadas na lei de atenuação de Beer-Lambert, que relaciona as intensidades K&#945; e/ou K&#946; e as relações específicas do material (coeficiente de atenuação, &#956;m). Os resultados experimentais para as espessuras do Zinco e Níquel, utilizando somente a intensidade K&#945;, apresentaram valores próximos dos valores estimados. Quando foi considerada a razão K&#945;/K&#946;, os resultados experimentais divergiram bastante do estimado. Para calcular a espessura do Cromo foi necessário utilizar um método em que as camadas são calculadas separadamente, pois o revestimento de Cromo é composto por múltiplas camadas (Cromo, Cobre e Níquel), Os resultados para a espessura do Cromo foram satisfatórios. / This paper presents the energy dispersive of X-ray fluorescence ( EDXRF ) technique to calculate the thickness of thin metallic films to be relatively low-cost , non-destructive and also allows a qualitative and quantitative elements to the coating. The thicknesses of nickel , zinc and chromium on steel were calculated using five different procedures and all mathematical relationships were obtained based on Beer- Lambert attenuation law, which lists the K&#945; intensities and / or K&#946; and unique material relations ( attenuation coefficient , &#956;m). The experimental results for the thickness of the zinc and nickel , using only the intensity K&#945;, showed values close to the values estimated. When was considered the reason K&#945; / K&#946;, experimental results diverged quite the estimate. The thickness of chrome due multiple layers (chromium, copper and nickel ), required another method in which the layers are separately calculated. The results for the thickness of the chromium has been satisfactory.

Com o objetivo de desenvolver novos revestimentos mais protetores e quantificar a resistência à corrosão resultante, estudou-se a adição de caulinita em novos revestimentos híbridos a base de silanos sobre a liga de alumínio AA7075. Os revestimentos com silanos aqui estudados diferem dos relatados anteriormente na literatura, os quais usualmente contém cargas minerais apenas para a liberação de inibidores de corrosão, enquanto que os revestimentos desenvolvidos no presente estudo contém caulinita lamelar com a finalidade de barreira de difusão para espécies corrosivas. Para tanto, estudou-se primeiramente a esfoliação da caulinita e produção de filmes finos (2-3μm) por diferentes rotas de preparação pelo processo sol-gel, obtendo-se os melhores resultados com o processo envolvendo acidificação final. Os revestimentos e as partículas de caulinita processada foram caracterizados por microscopia ótica, microscopia de varredura eletrônica e difração de raios-X. A resistência à corrosão foi estudada por voltametria cíclica e cronoamperometria, em potencial aplicado entre o potencial de pite e o de repassivação. A maior resitência à corrosão por pites foi obtida para os revestimentos contendo 3% em massa de caulinita, seguido dos com 33% em massa. Estudou-se também preliminarmente a permeação de H2O no revestimento por medidas rápidas de capacitância, após exposição cíclica em soluções contendo cloreto seguidas de secagem, sendo esta metodologia empregada até o momento apenas para tintas bem mais espessas (≈ 300μm). Observou-se que o método é aplicável para medidas no primeiro ciclo de absorção de H2O, concluindo-se que após a primeira exposição, o cloreto continua difundindo, diminuindo o tempo de resistência ao pite. / Aiming to develop more protective new coatings and to quantify the resulting corrosion resistance, new hybrid coatings based on silanes with the addition of kaolinite were produced and applied on the AA7075 aluminum alloy. The studied silane coatings differ from those reported previously in the literature that usually contain mineral fillers to release corrosion inhibitors, since we here developed silane coatings contain lamellar kaolinite as a barrier against the diffusion of corrosive species. For this, we first studied the exfoliation of kaolinite, and production of thin coating (2-3μm) by different preparation routes of the sol-gel process, obtaining the best results with the process of final acidification. Coatings and processed kaolinite particles were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The corrosion resistance was evaluated by cyclic voltammetry and chronoamperometry at potentials between that of the repassivation and of the pitting of the substrate alloy. The greatest pitting resistance was obtained for coatings with 3% kaolinite addition, followed by the ones with 33%. The permeation of H2O into the coating was also preliminarily studied by fast capacitance measurements after cyclic exposure to solutions containing chloride followed by drying, a methodology that up to date was only used for much thicker paints (≈ 300μm). It was concluded that in chloride media this method is only applicable for measurements in the first cycle, as after the first exposure, chloride ions continuously permeate into the coating during the drying phase, greatly reducing the time to pit nucleation.

Uma alternativa à utilização de tubos de alto custo, resistentes a erosão por partículas sólidas, nos trocadores de calor ar/gases de usinas termelétricas a carvão, é o revestimento por aspersão térmica com ligas especiais de média a alta dureza. Dentre os processos de aspersão térmica, os mais usualmente empregados para a deposição de revestimentos contra desgaste são por HVOF (High-Velocity Oxyfuel), PS (Plasma Spraying) e AS (Arc Spraying). O processo aspersão térmica a arco (AS) propicia alta produtividade devido a uma maior taxa de deposição quando comparado com os outros processos, além do custo operacional significantemente mais baixo para a fabricação de revestimentos. Neste trabalho, foram depositadas por AS quatro ligas metálicas contra o desgaste erosivo a base de carboneto de tungstênio, superligas de níquel, ligadas ao boro e aço inoxidável martensítico em comparação ao aço ASTM 178 grau A, o qual é atualmente empregado nos tubos do trocador de calor. A avaliação foi feita a partir de ensaios de erosão acelerada (norma ASTM G76), metalografia e MEV. Verificou-se que o comportamento dos revestimentos contendo grande quantidade de defeitos, principalmente porosidade, quando expostos ao desgaste acelerado numa temperatura de 370°C, apresentaram uma maior taxa de desgaste em relação ao aço ASTM A178, e que o melhor comportamento dentre as ligas analisadas foi do aço inoxidável AISI 420 aspergido, o qual apresentou aproximadamente 2% de porosidade e um mecanismo de remoção de material predominantemente dúctil. / An alternative to using tubes of expensive materials, resistant to erosion by solid particles in air-gases heat exchangers of coal power plants, is the thermal spray coatings with special alloys of medium to high hardness. Among the thermal spray processes, the most commonly employed for coatings against wear are HVOF (High-Velocity Oxyfuel), PS (Plasma Spraying) and AS (Arc Spraying). The arc thermal spray process (AS) provides high productivity, due to a higher deposition rate compared to other processes, in addition to the significantly lower operational cost. In this study four different alloys were deposited to evaluate the erosive wear resistance in comparison to the ASTM 178 Grade A steel (currently employed in the tubes of the heat exchanger): 1) with basis of tungsten carbide, 2) nickel superalloys 3) alloyed to Boron, and 4) martensitic stainless steel. The evaluation was made from accelerated erosion tests (ASTM G76), OM, SEM and Vickers micro hardness tests. It was found that the behavior of coatings containing large amounts of defects, mainly porosity, when exposed to accelerated wearing in a temperature of 370 °C showed a higher wear rate than the ASTM A178 and that the best performance among the alloys sprayed was the stainless steel AISI 420, which showed about 2% of porosity and a material removal mechanism predominantly ductile.

O desgaste é um dos fatores que causam a maior parte das falhas e redução na vida útil de ferramentas, além de resultar em produtos com condições superficiais inadequadas. A crescente demanda da indústria por menores custos, maior produtividade e melhor qualidade estão entre as justificativas para que se busquem maneiras de incrementar o desempenho dessas ferramentas. Neste contexto, o trabalho tem como objetivo avaliar e caracterizar superfícies projetadas para resistência ao desgaste utilizando o processo de aspersão térmica oxicombustível de alta velocidade (HVOF). Fez-se um estudo comparativo de caracterização e comportamento tribológico de um aço ferramenta com deposição por aspersão térmica de dois diferentes revestimentos. O estudo abrange o aço ABNT H13, utilizando o tratamento superficial de aspersão térmica HVOF com revestimentos de Cr3C2-25(NiCr) e WC-10Co-4Cr. A avaliação da superfície e do comportamento tribológico envolveu perfis de microdureza, análise de fases por difração de raios X, metalografias, obtenção da composição química, caracterização da rugosidade, ensaio de abrasão e adesão, pino-disco e ensaio do anel. O objetivo de conseguir aumentar a resistência ao desgaste utilizando um aço ferramenta com deposição via processo de HVOF, bem como o de caracterizar este processo foi alcançado. A utilização do aço ABNT H13 com deposição via aspersão térmica HVOF e revestimentos à base de carboneto de cromo e tungstênio demonstrou-se recomendável para proteção de substratos, fornecendo alta dureza e boa resistência ao desgaste. O revestimento de WC-10Co-4Cr obteve o melhor desempenho geral, apresentando uma microdureza 192% maior frente ao aço sem revestimento, uma redução de 315% do coeficiente de atrito, além de uma adesão maior ao substrato quando comparado com o revestimento Cr3C2-25(NiCr). / Wear is one of the factors that cause most of the failures and reduction of lifespan for tools, it also results in products with no quality in the surface conditions. The increasing demand of the industry for lower costs, higher productivity and better quality are among the justifications for finding ways to increase the performance of these tools. In this context, the objective of this work is to evaluate and characterize surfaces designed for wear resistance using the high velocity oxyfuel (HVOF) thermal spray process. A comparative study of characterization and tribological behavior of a tool steel with thermal spray deposition was performed for two different coatings. The study covers the ABNT H13 steel, using the surface treatment of HVOF thermal spray with coatings of Cr3C2-25(NiCr) and WC-10Co-4Cr. The surface and the tribological behavior evaluation involved microhardness profiles, phase analysis by x-ray diffraction, metallography, chemical composition, roughness characterization, abrasion and adhesion test, pin-on-disk and ring test. The objective of increasing the wear resistance using a tool steel with deposition through HVOF process, as well as to characterize this process was achieved. The use of ABNT H13 steel with chrome and tungsten carbide coatings deposited by thermal spray HVOF has proved to be recommended for substrates protection, providing high hardness and good wear resistance. The WC-10Co-4Crcoating had the best overall performance, presenting a microhardness 192% higher than the steel with no coating, a reduction of 315% of the coefficient of friction, and a higher adhesion to the substrate compared to the Cr3C2-25(NiCr) coating.

A aplicação de revestimentos obtidos por aspersão térmica por chama hipersônica HVOF vem se tornando uma excelente solução para os desafios encontrados no setor de petróleo e gás natural. Este processo é versátil, podendo ser aplicado em componentes de diversas formas e geometrias, tanto em campo quanto em fábrica, possibilitando o reparo de peças desgastadas, evitando assim a troca completa de componentes. Dentre as opções de materiais a serem aplicados, o níquel e o cobalto se destacam pela boa resistência a corrosão e pelas baixas temperaturas de fusão em relação às temperaturas de operação do processo HVOF, o que propicia a uma completa fusão das partículas, garantindo uma boa qualidade dos revestimentos obtidos. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo a obtenção e caracterização de revestimentos de níquel e cobalto aplicados pelo processo de aspersão térmica hipersônica (HVOF) sobre o aço API 5CT P110. A morfologia e a microestrutura dos revestimentos foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), difração de raios-X (DRX) e perfilometria. Foi avaliada a dureza dos revestimentos pelo ensaio de microdureza Vickers, e a aderência por ensaio de dobramento. A resistência à corrosão dos revestimentos foi avaliada por monitoramento do potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica em solução de NaCl 3,5 %. Foram obtidas curvas de coeficiente de desgaste por tempo, a partir de ensaios de desgaste a seco e em solução de NaCl 3,5 %. A partir dos resultados obtidos foi possível observar que ambos os revestimentos apresentaram uniformidade química, baixa porosidade e pouca presença de defeitos. Todos os testes eletroquímicos realizados indicaram as camadas de níquel e de cobalto como barreira, impedindo o contato do eletrólito no substrato de aço. Esse efeito foi alcançado graças à escolha correta dos parâmetros envolvidos no processo de aspersão e as características físicas dos elementos aspergidos, principalmente no que tange ao ponto de fusão que permitiu uma união eficiente entre as partículas metálicas no processo de recobrimento, gerando uma camada com poucos defeitos. O revestimento de níquel apresentou melhor desempenho frente à corrosão que o revestimento de cobalto, mas isso aconteceu devido às melhores propriedades do níquel em comparação ao cobalto. De maneira geral, ambos os revestimentos apresentarem uma melhora no desempenho do aço, contudo, o níquel mostrou-se como melhor opção de proteção ao aço API 5CT P110. / The application of thermal spray coatings applied by HVOF hypersonic flame has become an excellent solution to the challenges encountered in the oil and gas industry. This process is versatile and can be applied in components with many geometries, both in field and in the factory, enabling the repair of worn parts, preventing the complete replacement of components. Among the choices of materials that could be used, nickel and cobalt are characterized by good corrosion resistance, and low melting temperatures in relation to the operating temperatures of the HVOF process, which provides a complete fusion of the particles, producing then good quality coatings. In this context, this work aimed to obtain and characterize nickel and cobalt coatings applied by high velocity oxygen fuel (HVOF) thermal sprayed process on a API 5CT P110 steel. The morphology and microstructure of the coatings were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) and profilometry. The hardness of the coatings was evaluated by Vickers microhardness tests, and the adhesion of the coatings was evaluated by bending test. The corrosion resistance of the coatings was evaluated by open circuit potential monitoring, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy in 3.5% NaCl solution. Wear rate by time curves were obtained from wear tests on dry and in 3.5% NaCl solution. From the results obtained it was observed that both coatings showed chemical uniformity, low porosity and almost absence of defects. All of electrochemical tests indicated the nickel and cobalt layers as a barrier, preventing the contact between the electrolyte and the steel substrate. This effect was achieved through the correct choice regarding the parameters involved in the spraying process and the physical characteristics of sprayed elements, especially with respect to the melting point which allowed an efficient binding between the metal particles in the coating process, generating a layer with few defects. The nickel coating showed better performance against corrosion than the cobalt coating, but this happened due the better properties of nickel in comparison to cobalt. In general both coatings improve the steel performance, however the nickel coating showed to be the best option regarding the API 5CT P110 steel protection.

A aspersão térmica por chama hipersônica tem se destacado pelo método rápido e eficiente para aplicação de revestimentos com grandes vantagens como: tempo, custo e qualidade. Os revestimentos de Inconel 625 apresentam uma série de aplicações industriais principalmente nos segmentos industriais: químico e petroquímico. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar as tensões residuais em revestimentos de Inconel 625 obtidos por aspersão térmica de chama hipersônica (HVOF) através do método de difração de raios-X. Os revestimentos de Inconel 625 sobre substrato de aço ABNT 4140 foram produzidos por aspersão térmica utilizando-se dois equipamentos com os seguintes combustíveis para produção da chama: um combustível gasoso, o propano e um combustível líquido, o querosene. Realizou-se a análise de topo, em pontos aleatórios, das amostras para quantificar as tensões residuais e, após, esta medida inicial obteve-se a construção de um perfil de tensões residuais através do método de remoção de camada, em média de 10 - 20 μm do revestimento de Inconel 625. Este trabalho também tem interesse em avaliar além das tensões residuais, se as características dos revestimentos de Inconel 625 também variam em função do combustível utilizado na aspersão térmica. A morfologia dos revestimentos obtidos foi analisada por microscopia óptica. A rugosidade dos revestimentos foi avaliada por trilha medida no rugosímetro. Foi avaliada a dureza através do perfil longitudinal pelo ensaio de micro dureza Vickers. A tendência da superfície a apresentar hidrofilia ou hidrofobicidade foi avaliada pela molhabilidade através do método da gota séssil. A resistência a corrosão dos revestimentos foram avaliados pelos ensaios de névoa salina, monitoramento do potencial de circuito aberto e pelas curvas de polarização potenciodinâmica em água do mar sintética. Neste trabalho após os ensaios realizados para ambos os revestimentos obtidos por HVOF, utilizando-se duas fontes de combustível distintas, notam-se diferenças quanto ao perfil de tensões residuais, microestrutura, desempenho frente à corrosão, sendo que o processo com combustível líquido apresentou melhor desempenho. / The thermal spray flame hypersonic has been highlighted by the rapid and efficient method for applying coatings with big advantages: time, cost and quality. Inconel 625 coatings have a number of industrial applications especially in industries: chemical and petrochemical. In this context, the current study aims to evaluate the residual stresses in Inconel 625 coatings obtained by thermal spray hypersonic flame (HVOF) through the X – ray diffraction method. The Inconel 625 coating on SAE 4140 steel substrate was produced by thermal spraying using two equipments with the following fuel flame production: a gaseous fuel, propane or a liquid fuel, kerosene. Was performed top consideration in random points, the samples to quantify residual stresses, and after this initial measurement was obtained building a profile of residual stresses by layer removal method, on average 10 - 20 μm of Inconel 625 coating. This work also has an interest in evaluating besides the residual stresses, the characteristics of Inconel 625 coatings also vary depending on the fuel used in thermal spraying. The morphology of the coatings obtained was analyzed by optical microscopy. The roughness of the coatings was evaluated by measuring the track roughness. The hardness was evaluated by the longitudinal profile by micro Vickers hardness test. The tendency of the surface to provide hydrophilicity or hydrophobicity was evaluated by the wettability by sessile drop method. The corrosion resistance of the coatings was evaluated by salt spray tests, monitoring the open circuit potential and the potentiodynamic polarization curves in synthetic sea water. In this work after the tests carried out for both coatings obtained by HVOF, using two sources of different fuel, are noticeable differences in the profile of residual stresses, microstructure performance against corrosion, being the process liquid fuel showed better performance.

A importância do aprofundamento dos estudos sobre argamassas de revestimento justifica-se por este ser um material muito utilizado internamente e externamente em edificações brasileiras, no entanto, ainda apresentar grande quantidade de manifestações patológicas. Estudos sobre os mecanismos envolvidos no desenvolvimento da aderência das mesmas vêm sendo realizados por pesquisadores nacional e internacionalmente, com o intuito de compreender as interações que ocorrem entre a argamassa e os substratos. Neste contexto, o principal objetivo desta pesquisa consiste em determinar a influência dos parâmetros reológicos de argamassas, da energia de aplicação e da tensão superficial dos substratos na área de contato na interface argamassa/substrato. Os objetivos secundários consistem em caracterizar diferentes argamassas através do squeeze-flow e reometria rotacional, verificar a influência da distribuição granulométrica nos parâmetros reológicos, verificar a influência da energia de aplicação no desenvolvimento da área de contato da interface argamassa/substrato e desenvolver metodologia para a quantificação da área de contato da interface argamassa/substrato. Para atingir estes objetivos, foi montada uma matriz experimental com argamassas de três diferentes proporcionamentos, quais sejam: 1:0:3 (A3), 1:1:6 (A6), e 1:2:9 (A9) (cimento:cal:areia, materiais secos, em volume). Estes proporcionamentos foram confeccionados com cimento Portland CPIV, cal hidratada CHI e três composições granulométricas (CG) de agregado miúdo. As areias passantes nas peneiras, 1,2, 0,6, 0,3 e 0,15mm foram compostas com 25% de cada uma das frações para a CG1, 10% das frações extremas e 40% das frações intermediárias para a CG2 e 40% das frações extremas e 10% das frações intermediárias para a CG3. Por fim, cada uma das argamassas proporcionadas com as diferentes CG foram dosadas para o índice de consistência de 240 mm. Depois de caracterizadas quanto as suas propriedades no estado fresco e endurecido, as argamassas foram submetidas a ensaios reológicos de squeeze-flow (NBR 15839/2010) e reometria rotacional. Para a avaliação da área de contato das argamassas sobre os substratos, foram escolhidos três substratos com acabamento superficial liso e sem absorção significativa e com diferentes ângulos de contato: o vidro, o acrílico e o polietileno. Cada uma das argamassas dosadas foi lançada sobre estes substratos, dispostos em gabaritos de madeira, a alturas de queda de 30 e 100 cm, através da caixa de queda. Por fim, as argamassas foram descoladas dos substratos e foi realizada a digitalização tridimensional a laser, através de scanner 3D, onde as áreas sem contato das argamassas foram quantificadas com a utilização dos softwares Geomagic Studio e Photoshop. Os resultados mostraram que o uso do scanner 3D associado à análise de imagens através de softwares de fácil manuseio e interpretação mostra-se como uma boa técnica de análise da área de contato. Quanto aos proporcionamentos de argamassas propostos, a alteração da faixa granulométrica da areia demonstrou-se uma boa estratégia no sentido de alterar a reologia das argamassas. A seleção dos substratos mostrou-se eficaz no sentido de reproduzir superfícies com ângulos de contato distintos, potencialmente hidrofóbicas e potencialmente hidrofílicas e pode-se notar através das alturas de queda escolhidas influenciam nos demais parâmetros de avaliação em função desta alteração da energia de lançamento. Todos as variáveis controláveis foram significativamente influentes na área de contato na interface argamassa/substrato, sendo que a mais significativa foi o proporcionamento das argamassas. Além disso, constatou-se que maiores energias de aplicação resultam em maiores áreas de contato desde que o substrato aonde a argamassa for aplicada seja favorável ao espalhamento, por fim, foi possível concluir que o empacotamento das partículas e o coeficiente de uniformidade exercem grande influência na viscosidade das argamassas, sendo que área de contato da interface mostrou ser inversamente proporcional à viscosidade. / This study assesses the influence of the granulometric composition of sand, application energy and the superficial tension of substrates on the contact area of rendering mortars. Three substrates with distinct wetting behaviors were selected through preliminary analysis, three non-absorbent substrates with different wettability ratings were chosen: glass, acrylic, and polypropylene. Mortars were prepared with different proportioning and sand compositions. The compositions of 1:0:3 (A3), 1:1:6 (A6) and 1:2:9 (A9) (cement: hydrated lime: dry sand) were produced according to the Brazilian Standard NBR 13276/2005, for a 240 mm consistence index, all of them, with grains retained in sieves #1.2; 0.6; 0.3 and 0.15 mm. The first composition (CG1, unitary mass 1.51 g/cm³) consists of equal fractions of each sieve, 25% for each. The second (CG2, unitary mass 1.48 g/cm³), with 10%, 40%, 40% and 10% from sieve respectively, and third (CG3, unitary mass 1.54 g/cm³) with 40%, 10%, 10% and 40% from sieve, respectively. Characterization tests were performed on fresh and hardened mortars, as well as a rheological characterization. Mortars were applied on substrates with two different energies. The interfacial area was then digitized with a 3D scanner. Results show that 3D scanning proved to be an appropriate method for real contact area measurement. Additionally, all variables have interfacial contact influence, in terms of the contact area development, among which the most significant was mortar proportioning. Furthermore, it was found that higher applying energy results in larger interfacial contact areas since substrate where the mortar is applied has favorable wettability. Finally, it was concluded that the particles packing and uniformity coefficient greatly influence the mortar viscosity, and interface contact area was found to be inversely proportional to viscosity.