O objetivo deste trabalho foi comparar, por meio de teste de microdureza e técnicas de caracterização metalúrgica, que inclui a metalografia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (energy dispersive spectroscopy EDS), propriedades mecânicas e metalúrgicas de juntas soldadas pelos métodos TIG e brasagem em uma liga odontológica à base de Ni-Cr (FIT-CAST SB). As regiões estudadas em cada amostra foram o metal de base (MB), a zona termicamente afetada (ZTA) e a zona de fusão (ZF). Foram confeccionados 40 corpos-de-prova cilíndricos, em forma de bastão, com 2,5mm de diâmetro e 18,0mm de comprimento, obtidos apartir de fundição odontológica por centrifugação (técnica da cera perdida). Foram separados vinte cilindros para cada técnica, que após a soldagem formaram grupos de dez amostras para cada procedimento. A microestrutura do MB apresentou-se como uma matriz de uma solução sólida à base de Ni-Cr contendo um típico arranjo dendrítico de estrutura eutética. A liga apresentou precipitados metálicos na região interdendrítica da estrutura eutética. A análise química semi-quantitativa obtida através da técnica de EDS apresentou resultados compatíveis com a composição química quantitativa fornecida pelo fabricante da liga. Na brasagem, o MB e a ZF apresentaram microestruturas distintas. A ZF apresentou uma morfologia dendrítica grosseira com a presença de precipitados e porosidades. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF mostrou-se bastante semelhante aos resultados obtidos para o MB. Nos corpos de prova unidos pelo processo de brasagem, a média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF foram respectivamente 83,501, 87,782 e 127,520. A análise estatística t-Student revelou diferenças significativas entre as regiões MB e ZF. No processo TIG, a microestrutura da ZF apresentou aspecto semelhante a do MB, porém, com o arranjo dendrítico mais refinado. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF apresentou resultados semelhantes aos obtidos para o MB. Os corpos de prova apresentaram média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF respectivamente de: 74,607, 71,649 e 75,409. A análise estatística t-Student não revelou diferenças significativas entre as regiões analisadas. De acordo com a metodologia aplicada neste estudo e apartir da análise estatística dos dados obtidos, pode-se concluir que: o processo de união por brasagem gerou diferenças microestruturais e de microdureza Vickers entre a ZF e o MB; nas juntas soldadas pelo método TIG, os ensaios de microdureza Vickers revelaram uniformidade no comportamento mecânico entre a ZF, a ZTA e o MB; o processo de soldagem TIG gerou uma microestrutura bem semelhante entre a ZF e o MB e acarretou naquela apenas um arranjo dendrítico de estrutura eutética mais refinado; a análise química por EDS revelou que não houve variação de composição química significativa entre o MB e a ZF das juntas soldadas por ambos os métodos. / The purpose of this study was to compare, by means of microhardness testing and metallurgical characterization techniques as metallography, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS), mechanical and metallurgical properties of welded joints by TIG and brazing methods in a dental alloy based on Ni-Cr (FIT-CAST SB). The studied regions in each sample were the base metal (MB), the heat affected zone (ZTA) and the fusion zone (ZF). Forty cylindrical bodies-of-proof, stick-shaped, with 2.5mm diameter and 18.0mm in length were made from dental casting by centrifugation (lost wax technique). Twenty cylinders were used for each technique, which formed, after the welding, groups of ten samples for each procedure. The microstructure of the MB is presented as a matrix of a solid solution based on Ni-Cr with a typical dendritic arrangement of eutectic structure. The alloy presented metallic precipitates in the interdendritic region of the eutectic structure. The semiquantitative chemical analysis obtained by EDS technique showed results consistent with the quantitative chemical composition provided by the alloy manufacturer. In the brazing method, the MB and ZF showed different microstructures. The ZF showed a rough dendritic morphology with the presence of precipitates and porosities. The semiquantitative chemical analysis by EDS of the ZF had very similar results to those obtained for the MB. In the bodies-of-proof joined by the brazing process, the average Vickers microhardness for the MB, ZTA and ZF were respectively 83.501, 87.782 and 127.520. The t-Student statistical analysis revealed significant differences between the MB and ZF regions. In the TIG process, the microstructure of ZF presented similar aspect to the MB, but with a more refined dendritic arrangement. The semiquantitative chemical analysis by EDS of ZF presented similar results to those obtained for the MB. The bodies-of-proof had an average Vickers microhardness of the MB, ZTA and ZF respectively: 74.607, 71.649 and 75.409. The t-Student statistical analysis revealed no significant differences between the studied regions. According to the methodology applied in this study and from the statistical analysis of the obtained data, we can conclude that the process of union by brazing created microstructural and Vickers microhardness differences between the ZF and MB; in welded joints by the TIG method, the Vickers microhardness tests showed uniformity in the mechanical behavior among the ZF, ZTA and MB; the TIG welding process generated a very similar microstructure between the ZF and MB and made on that just a dendritic arrangement of more refined eutectic structure; the EDS chemical analysis revealed that there was no significant change in the chemical composition between the MB and ZF of welded joints by both methods.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-03-21T21:13:08Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação0180.pdf: 1791551 bytes, checksum: 7bb4200334bbe26a462dabc261bea3b7 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2017-05-03T15:30:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação0180.pdf: 1791551 bytes, checksum: 7bb4200334bbe26a462dabc261bea3b7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-03T15:30:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação0180.pdf: 1791551 bytes, checksum: 7bb4200334bbe26a462dabc261bea3b7 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / CAPES / Falhas estruturais podem ocorrer por uma combinação dos efeitos das tensões de serviço e das tensões residuais. Estas são geradas após deformação plástica não uniforme causada por processos mecânicos, térmicos ou químicos. Neste trabalho investigaram-se os valores médios das tensões residuais de amostras de aço inoxidável duplex UNS S32304, submetidas a diferentes condições de tratamento térmico e processo de soldagem TIG, por técnica de difração de raios X. A partir dos valores de tensões médias construíram-se perfis de tensões residuais. Para isto, acompanhou-se o comportamento do plano 420 da austenita com radiação CuKα ( ̅ = 0,1542 nm) e o plano 211 da ferrita com radiação CrKα ( ̅ = 0,2291 nm). As amostras foram tratadas a 475, 600 e 750 °C por 8 horas em atmosfera ambiente e resfriadas em água do mar. Os resultados foram analisados pelo método do sen²ψ e indicam que as variações microestruturais e térmicas, relacionadas às diferentes condições experimentais, influenciam o valor médio das tensões residuais do material e consequentemente o perfil de tensões.

Este trabalho versa sobre a caracterização de uma junta soldada em cheio (bead-onplate) de liga AA356 reforçada com partículas de SiC, soldada por um Laser de fibra de alta potência. A soldagem foi realizada em duas amostras com diferentes condições térmicas, tratadas termicamente T6 (solubilização e envelhecimento) antes da soldagem (amostra A) e após a soldagem (amostra B). Nas amostras A e B foram realizadas as análises de materialográfia via Microscopia Óptica de luz reflexiva (M.O) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), também foram realizadas análises microquímica por Energia Dispersiva de Raios-X (EDX), ensaio mecânico de microdureza e difração de Raios-X. Os corpos de prova submetidos ao ensaio de tenacidade em Flexão três pontos tinham condições térmicas iguais a da amostra A, pois essa condição térmica é a condição que normalmente o Compósito de Matriz Metálica (CMM) exibe em serviço. A inspeção materialográfica por M.O identificou a interferência do tratamento térmico T6 realizado na amostra A, fazendo que fosse possível identificar a baixa proporção das partículas de Si na matriz, conforme análise se aproximava da zona fundida (ZF), e a presença de uma estrutura metaestável com a presença dendritas na ZF, aos quais foram diretamente correlacionados com os resultados da microdureza. A amostra B exibiu uma microestrutura bem homogênea em relação à amostra A, em termos de dispersão das partículas de Si e presença de dendritas na ZF. A fratográfia por MEV em modo de imageamento por elétrons secundários, permitiu analisar as superfícies de fratura do compósito em estudo (AA356+SiC), fraturado após o ensaio de tenacidade em Flexão três pontos, identificando a presença de muitos dimples que formavam uma estrutura alveolar, conhecida como uma estrutura típica de um regime dúctil. Por meio desta técnica, também foi possível detectar os principais mecanismos de tenacificação nos CMM, tais como: trincamento, descolamento ou destacamento das partículas de SiC, e o crescimento e coalescência de dimples na estrutura da matriz, os quais foram identificados e correlacionados com o desempenho mecânico dos corpos de prova analisados. A microanálise química por EDS permitiu o mapeamento dos elementos químicos presentes nas regiões do Metal Base (MB) e na Zona Termicamente Afetada (ZTA) do CMM. Por meio desta técnica, foi possível identificar a presença das partículas de Si e SiC, os elementos químicos presentes nas regiões dendriticas, os elementos fragilizantes presentes na microestrutura do CMM, tais: como Fe, Cr e Mn, e a presença de carbeto de Aluminio-Silício (Al4SiC4) presentes nas ZF, em forma de agulhas. A microanálise química foi realizada tanto nas regiões das juntas soldadas quanto nas superfícies de fraturas provenientes do ensaio de tenacidade em Flexão três pontos. / This work focuses on the characterization of a joint welded bead-on-plate of SiC particulate-reinforced A356-alloy welded by high power fiber laser. The welding was achieved in two samples with different conditions, both with T6 applied, before (sample A) and after (sample B) the welding process respectively. Samples A and B were performed materialographic analysis by Optic Microscopy of light reflected (O.M) and scanning electron microscopy (SEM), were also performed chemical microanalysis by energy dispersive X-ray , mechanical testing microhardness and X-ray diffraction. Specimens submitted to the three point bending toughness test present a thermal condition similar to sample A, because this thermal condition is the condition that normally the Metal Matrix Composite (MMC) exhibits in service. The inspection metallographic by (O.M) identified heat treatment T6 interference in the sample A, and though this is it was possible to identify low proportion of Si particles in the matrix, while the analysis was approaching fused zone, and the presence of a metastable structure with formation of dendrites in the fused zone, were which promptly correlated with results of microhardness. The sample B exhibited more homogenous a microstructure in terms of dispersion of Si particles. SEM fractography in secondary electron imaging mode allowed to analyze fracture surface of MMC, identifying the presence of more microvoids creating an alveolar structure typical of an ductile regime. Through this technique, it also was possible to detect main toughening mechanisms for MMC, such as, cracking, debonding and growth and coalescence dimples in the structure the of matrix which were identified and correlated with performance of specimens analyzed. EDS micro-chemical analysis allowed to map chemistry elements present in various regions of CMM, such as, Base Metal (BM), heat affected zone (HAZ) and Fused Zone (FZ). Through this technique, it was possible to identify and quantify the presence of Si and SiC particles, the elements present in the dendrites and presence of embrittlement elements in the microsctructure of MMC, such as, Fe,Cr and Mn and presence of needle-shapped Aluminium-Silicon carbides (Al4SiC4) in the FZ of sample A. Chemical microanalyses were performed both in regions of welded joints and in surface of fracture from the three points bending toughness test.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-21T12:28:47Z No. of bitstreams: 1 TeseAHP.pdf: 20929236 bytes, checksum: 9155db1a5f243ba39ba646a03991adb3 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-22T14:04:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAHP.pdf: 20929236 bytes, checksum: 9155db1a5f243ba39ba646a03991adb3 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-22T14:04:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAHP.pdf: 20929236 bytes, checksum: 9155db1a5f243ba39ba646a03991adb3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T14:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAHP.pdf: 20929236 bytes, checksum: 9155db1a5f243ba39ba646a03991adb3 (MD5) Previous issue date: 2016-12-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Multimaterial structures between aluminum and titanium alloys are a technologically attractive field of research and their increasing use in the transportation sector for weight and emission reduction is part of the motivation of this study. The currently used techniques are either too expensive or limited in performance, especially by excessive formation of undesirable intermetallic compounds, opening opportunities for innovation in this area. Friction spot welding (FSpW), a solid state joining process recently developed by Helmholtz Zentrum Geesthacht, has proven to be one of the promising technologies for joining dissimilar materials as it involves short steps and low thermal cycles, also with the advantages of adding no weight to the structure and having geometrical compatibility to replace rivets. The present work studies the feasibility in welding AA5754-H22/Ti6Al4V and AA6181-T4/Ti6Al4V joints through FSpW. In addition, it is intended to establish the microstructure/ properties / process relationships of the resultant joints, in order to understand the formation and growth of the joining interface and its consequences on the mechanical performance. The proposed joints are produced in overlap configuration through different combinations of parameters, which were established by statistical methods involving design of experiments, and later submitted to mechanical and metallurgical characterization. The results reveal that Al/Ti dissimilar joints with high strength and reproducibility can be produced by using FSpW. The mechanical behavior of the joints presents a strong dependence on the intermetallic thickness formed at the bounding interface, identified as TiAl3. Tool rotational speed and dwell time are key process parameters in controlling the resistance of welded joints. Moreover, the bending load associated to differences in stiffness and/or thickness of the welded specimen appears as an important variable influencing the crack propagation path during shear and fatigue tests. / Estruturas multimateriais entre ligas de alumínio e titânio são um campo de estudo atrativo tecnologicamente e seu uso crescente no setor de transportes, visando à redução de peso e de emissão de gases, faz parte da motivação deste trabalho. As técnicas de soldagem utilizadas atualmente na união de tais materiais são limitadas em certos aspectos, sobretudo pela formação excessiva de compostos intermetálicos indesejáveis, abrindo caminhos para inovação nesta área. A soldagem a ponto por fricção (FSpW) tem demonstrado ser uma das alternativas promissoras na união de materiais dissimilares, destacando-se principalmente por ser um processo de poucas etapas, sem adição de peso, com baixos ciclos térmicos e compatibilidade geométrica para substituir rebites. O presente trabalho estuda a viabilidade técnica da soldagem dissimilar das juntas AA5754-H22/Ti6Al4V e AA6181-T4/Ti6Al4V através do processo FSpW. Ao mesmo tempo busca estabelecer a relação microestrutura / propriedades / processamento, a fim de compreender a possível formação e crescimento dos compostos intermetálicos na região interfacial e as suas consequências no desempenho das juntas. As juntas foram produzidas em configuração de sobreposição por diferentes combinações de parâmetros, estabelecidas por metodologias estatísticas de planejamento de experimentos, e posteriormente submetidas à caracterização mecânica e metalúrgica. Os resultados obtidos demonstram que soldas de boa qualidade e reprodutibilidade podem ser produzidas através do processo de soldagem proposto. O comportamento mecânico apresenta uma forte dependência em relação à espessura dos compostos intermetálicos formados na camada interfacial, constituída principalmente por grãos alongados de TiAl3, sendo a velocidade de rotação da ferramenta e o tempo de mistura parâmetros de processo chaves no controle da resistência das juntas soldadas. Ademais, a carga de flexão associada à diferença de rigidez e/ou espessura entre as ligas de alumínio e titânio demonstra ser uma variável importante nos ensaios de cisalhamento e fadiga, influenciando o caminho de propagação das trincas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-11-24Bitstream added on 2014-06-13T18:52:41Z : No. of bitstreams: 1 godoy_wl_me_bauru.pdf: 10498563 bytes, checksum: a471999a6640d177cb8963731e9bafe8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A identificação e a qualificação dos constituintes microestruturais de uma junta soldada são de grande importância pela relação que existe entre a microestrutura do cordão e as propriedades mecânicas, particularmente a tenacidade. Trabalhando com variações nos parâmetros de pulso, corrente de pico e tempo de pico, e também na temperatura de pré-aquecimento, foram quantificados os constituintes ferrita acicular e microfases presentes no metal de solda; sendo ambos considerados controladores da tenacidade. Os resultados deste trabalho demonstraram que aumentou a quantidade de ferrita acicular para os menores níveis dos parâmetros de pulso e da temperatura de pré-aquecimento. Quanto às microfases, ocorreu uma redução na quantidade à medida que se elevaram os níveis dos parâmetros de pulso e da temperatura de pré-aquecimento. Observou-se, também, qual foi a influência da velocidade de resfriamento na microestrutura final do metal de solda. Foi utilizado o processo de soldagem a arco elétrico com proteção gasosa, no modo pulsado e arame tubular. A soldagem foi realizada em chapa de aço estrutural de alta resistência e baixa liga (COS-AR 50), com chanfro em X e ângulo de 30º. Como metal de adição foi utilizado o arame tubular de fluxo metálico E70C-6M, com diâmetro de 1,2 mm. / The identification and qualification of the microstructural constituents present in the welded joint are very important for the relationship between the microstructure of the weld beads with the mechanical properties, particularly toughness. Working with variations of pulse parameters, peak current and peak time, and also preheating temperature, had been quantified the constituents acicular ferrite and microphases present in weld metal; being both considered controllers of toughness. The results of this work demostrated that greater amounts of acicular ferrite had been occurred in the lowest levels of pulse parameters and preheating temperature. As for microphases, it has a reduction of the amount with the increase of pulse parameters and preheating temperature. It was observed, also, the influence of the cooling speed in the final microstructure of the weld metal. The samples were welded by the metal gas arc welding, using pulsed arc and tubular wire. As metal base was used HSLA structural steel plate (COS-AR 50), with X-groove and bevel angle 30º. The addition metal was the tubular metal-cored wire E70C-6M with diameter of 1.2 mm.

Submitted by OTACILIO DONISETE FRANZINI null (otaciliodf@hotmail.com) on 2016-12-21T11:37:28Z No. of bitstreams: 1 APLICAÇÃO DE LASER PULSADO Nd YAG NA SOLDAGEM DO AÇO SUPER DUPLEX UNS S32750.pdf: 3133785 bytes, checksum: 7f73ce4a1615cca31edb63d392f368f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-22T12:59:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 franzini_od_me_ilha.pdf: 3133785 bytes, checksum: 7f73ce4a1615cca31edb63d392f368f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T12:59:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 franzini_od_me_ilha.pdf: 3133785 bytes, checksum: 7f73ce4a1615cca31edb63d392f368f2 (MD5) Previous issue date: 2016-12-13 / Os aços inoxidáveis Duplex e Super Duplex, 50% austenita e 50% ferrita, combinam as características mais desejáveis dos aços ferríticos e austeníticos, possuem excelente resistência mecânica e à corrosão para uma ampla variedade de meios, com expressiva resistência à corrosão em água do mar e outros ambientes contendo cloreto, devido a seu elevado nível de cromo, molibdênio, e nitrogênio. Quando soldado a região do metal de solda desses aços perdem suas características de resistência mecânica e à corrosão devido ao desbalanceamento das fases ferrita e austenita. No presente trabalho foi analisado a influência do processo de soldagem autógena a laser Pulsado Nd:YAG nas características mecânicas e microestruturais da junta soldada, variando a taxa de sobreposição dos pulsos de 40 a 90% em chapas de aço inoxidável Super Duplex UNS S32750 com 1,5 mm de espessura. Utilizou-se uma fonte laser pulsada Nd.YAG, United Winner 150A, com potência máxima de 150 W. A energia do pulso de soldagem foi fixada em 10J, potência de pico de 2 kW, largura temporal de 5 ms e frequência variando entre 1,5 e 9,0 Hz. Como gás de proteção utilizou-se argônio puro com vazão de 10 l/min. A caracterização microestrutural foi realizada através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que o aumento da taxa de sobreposição da junta de 40% até 90% aumenta a resistência mecânica e a dureza do metal de solda. Em relação à microestrutura do metal de solda observou-se uma ferritização da mesma com pequena fração volumétrica de austenita nas regiões de contorno de grão. Não foi observada a presença de fases frágeis no metal de solda. / Duplex Stainless steels and Super Duplex 50% austenite and 50% ferrite, combine the most desirable traits of ferritic and austenitic steels possess excellent mechanical strength and corrosion resistance to a wide variety of ways, with substantial corrosion resistance in seawater and other environments containing chloride, due to its high level of chromium, molybdenum, and nitrogen. When welded to the weld metal region of these steels lose their mechanical strength features and corrosion due to the imbalance of the ferrite and austenite phases. In this paper we analyzed the influence of the welding process autogenous laser Pulsed Nd: YAG laser on the mechanical and microstructural features of the welded joint, by varying the overlap rate of pulses from 40 to 90% in stainless steel plates Super Duplex UNS S32750 with 1.5 mm thick. We used a pulsed laser source Nd.YAG, United Winner 150A, with maximum power of 150 W. The power of the welding pulse was set at 10 J, peak power of 2 kW, temporal width of 5 ms and frequency ranging from 1.5 and 9.0 Hz. As shielding gas used is pure argon with a flow rate of 10 l / min. Microstructural characterization was performed by optical microscopy and scanning electron microscopy. The results showed that increasing the overlap rate of 40% to 90% joint strength increases and the hardness of the weld metal. Regarding the welding ferritização observed a metal microstructure thereof with small volume fraction of the austenite grain boundary regions. It was observed the presence of brittle phases in the weld metal.

Orientador: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: João da Cruz Pavão / Resumo: A propostadopresente trabalho é desenvolver tubos ARBL contendo 1%Cr e 0,2%Mo fabricados pelo processoERW/HF segundo a norma API 5CT grau T95, sendoeste grau originalmente desenvolvido para processos de fabricaçãode tubos "seamless". Por conta disso, o presente trabalho possui um caráter inovador e oprincipal diferencial competitivo é ocusto de fabricação aliado ao alto nível de qualidade no processo soldagem e posterior tratamento térmico de têmpera e revenimento. Acomposição química do aço foi pensada de tal forma a garantir as propriedades mecânicas póstempera e revenimento pela adição de Mo, sendo este, o principal mecanismo de endurecimento, ou seja, a presença de martensita. Com isso, foi possível estabelecer níveis de 0,23%C e 0,49%Mnem massa. Adicionalmente,foi incorporado a liga níveis de 0,8%Cr a fim de garantir elevada resistência a corrosão na presença de CO2 para poços injetores. Foi utilizado o modelo de Hollomon para definir a temperatura de revenimentocomo função da propriedademecânica desejada. Para caracterizar otubo, foramrealizadostestes de tração, charpy, dureza, microdureza, microscopia ótica e MEV. A baixa variabilidade nas propriedades mecânicas mostra que o processo de tempera e revenimento foi estável, sendo este apto ao atendimento da norma API 5CT. A microscopia eletrônica de varredura identificou precipitados finos dispersos na matriz martensítica, sendo este, o mecanismo de endurecimento secundário que elevou a temperatura de revenimento conforme previsto pelo modelo de Hollomon. De face dos resultados concluímos que o tubo ARBL contendo Cr-Mo fabricado pelo processo ERW/HF atende aos requisitos da Norma API 5CT e com isso contribuirá significativamente no aumento de competividade na exploração de petróleo e gás / Abstract: The purpose ofthis work isthe development ofHSLA tubes containing 1% Crand 0.2% Mo produced by the ERW/HF process according to standard API 5CT grade T95. These tubes were originally developed for"seamless" manufacturing processes. The present work has aninnovative character and the maincompetitive advantage is the cost ofmanufacturingcombined withthe high level of quality in welding process and subsequent heat treatment of quenchingand tempering. The chemical composition of the steel was designed in such a way to ensurethe mechanical properties after quenchingand temperingby addingMo, thisbeing themain hardenability mechanism,in other words, the presence of martensite . Thus,itwas possible toestablish levelsof 0.23%Cand 0.49% Mn byweight. Additionally, levelsof 0.8%Cr were incorporatedto ensurecorrosionresistance inthe presence of CO2 in injection wells. Hollomon model was usedto set the tempering temperatureas a functionofthe aim mechanical property. To characterize the tube, thefollow tests were performed, tensile, Charpy, hardness, microhardness, optical microscopy and SEM. The low variability in the mechanical properties shows that the quench and tempering process was stable, which is able to meet the standard API 5CT. The scanning electron microscopy identified fine precipitates dispersed in a martensitic matrix, this being the mechanism of secondary hardening which raised the tempering temperature as provided by Hollomon model. In view of the results we conclude that the HSLA tube containing Cr - Mo manufactured by the process ERW / HF meets the requirements of Standard API 5CT and thereby contribute significantly in increasing competitiveness in the oil and gas exploration / Mestre

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: Os aços inoxidáveis Duplex e Super Duplex, 50% austenita e 50% ferrita, combinam as características mais desejáveis dos aços ferríticos e austeníticos, possuem excelente resistência mecânica e à corrosão para uma ampla variedade de meios, com expressiva resistência à corrosão em água do mar e outros ambientes contendo cloreto, devido a seu elevado nível de cromo, molibdênio, e nitrogênio. Quando soldado a região do metal de solda desses aços perdem suas características de resistência mecânica e à corrosão devido ao desbalanceamento das fases ferrita e austenita. No presente trabalho foi analisado a influência do processo de soldagem autógena a laser Pulsado Nd:YAG nas características mecânicas e microestruturais da junta soldada, variando a taxa de sobreposição dos pulsos de 40 a 90% em chapas de aço inoxidável Super Duplex UNS S32750 com 1,5 mm de espessura. Utilizou-se uma fonte laser pulsada Nd.YAG, United Winner 150A, com potência máxima de 150 W. A energia do pulso de soldagem foi fixada em 10J, potência de pico de 2 kW, largura temporal de 5 ms e frequência variando entre 1,5 e 9,0 Hz. Como gás de proteção utilizou-se argônio puro com vazão de 10 l/min. A caracterização microestrutural foi realizada através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que o aumento da taxa de sobreposição da junta de 40% até 90% aumenta a resistência mecânica e a dureza do metal de solda. Em relação à microestrutura do metal de solda observou-se u... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

O objetivo deste trabalho foi comparar, por meio de teste de microdureza e técnicas de caracterização metalúrgica, que inclui a metalografia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (energy dispersive spectroscopy EDS), propriedades mecânicas e metalúrgicas de juntas soldadas pelos métodos TIG e brasagem em uma liga odontológica à base de Ni-Cr (FIT-CAST SB). As regiões estudadas em cada amostra foram o metal de base (MB), a zona termicamente afetada (ZTA) e a zona de fusão (ZF). Foram confeccionados 40 corpos-de-prova cilíndricos, em forma de bastão, com 2,5mm de diâmetro e 18,0mm de comprimento, obtidos apartir de fundição odontológica por centrifugação (técnica da cera perdida). Foram separados vinte cilindros para cada técnica, que após a soldagem formaram grupos de dez amostras para cada procedimento. A microestrutura do MB apresentou-se como uma matriz de uma solução sólida à base de Ni-Cr contendo um típico arranjo dendrítico de estrutura eutética. A liga apresentou precipitados metálicos na região interdendrítica da estrutura eutética. A análise química semi-quantitativa obtida através da técnica de EDS apresentou resultados compatíveis com a composição química quantitativa fornecida pelo fabricante da liga. Na brasagem, o MB e a ZF apresentaram microestruturas distintas. A ZF apresentou uma morfologia dendrítica grosseira com a presença de precipitados e porosidades. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF mostrou-se bastante semelhante aos resultados obtidos para o MB. Nos corpos de prova unidos pelo processo de brasagem, a média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF foram respectivamente 83,501, 87,782 e 127,520. A análise estatística t-Student revelou diferenças significativas entre as regiões MB e ZF. No processo TIG, a microestrutura da ZF apresentou aspecto semelhante a do MB, porém, com o arranjo dendrítico mais refinado. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF apresentou resultados semelhantes aos obtidos para o MB. Os corpos de prova apresentaram média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF respectivamente de: 74,607, 71,649 e 75,409. A análise estatística t-Student não revelou diferenças significativas entre as regiões analisadas. De acordo com a metodologia aplicada neste estudo e apartir da análise estatística dos dados obtidos, pode-se concluir que: o processo de união por brasagem gerou diferenças microestruturais e de microdureza Vickers entre a ZF e o MB; nas juntas soldadas pelo método TIG, os ensaios de microdureza Vickers revelaram uniformidade no comportamento mecânico entre a ZF, a ZTA e o MB; o processo de soldagem TIG gerou uma microestrutura bem semelhante entre a ZF e o MB e acarretou naquela apenas um arranjo dendrítico de estrutura eutética mais refinado; a análise química por EDS revelou que não houve variação de composição química significativa entre o MB e a ZF das juntas soldadas por ambos os métodos. / The purpose of this study was to compare, by means of microhardness testing and metallurgical characterization techniques as metallography, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS), mechanical and metallurgical properties of welded joints by TIG and brazing methods in a dental alloy based on Ni-Cr (FIT-CAST SB). The studied regions in each sample were the base metal (MB), the heat affected zone (ZTA) and the fusion zone (ZF). Forty cylindrical bodies-of-proof, stick-shaped, with 2.5mm diameter and 18.0mm in length were made from dental casting by centrifugation (lost wax technique). Twenty cylinders were used for each technique, which formed, after the welding, groups of ten samples for each procedure. The microstructure of the MB is presented as a matrix of a solid solution based on Ni-Cr with a typical dendritic arrangement of eutectic structure. The alloy presented metallic precipitates in the interdendritic region of the eutectic structure. The semiquantitative chemical analysis obtained by EDS technique showed results consistent with the quantitative chemical composition provided by the alloy manufacturer. In the brazing method, the MB and ZF showed different microstructures. The ZF showed a rough dendritic morphology with the presence of precipitates and porosities. The semiquantitative chemical analysis by EDS of the ZF had very similar results to those obtained for the MB. In the bodies-of-proof joined by the brazing process, the average Vickers microhardness for the MB, ZTA and ZF were respectively 83.501, 87.782 and 127.520. The t-Student statistical analysis revealed significant differences between the MB and ZF regions. In the TIG process, the microstructure of ZF presented similar aspect to the MB, but with a more refined dendritic arrangement. The semiquantitative chemical analysis by EDS of ZF presented similar results to those obtained for the MB. The bodies-of-proof had an average Vickers microhardness of the MB, ZTA and ZF respectively: 74.607, 71.649 and 75.409. The t-Student statistical analysis revealed no significant differences between the studied regions. According to the methodology applied in this study and from the statistical analysis of the obtained data, we can conclude that the process of union by brazing created microstructural and Vickers microhardness differences between the ZF and MB; in welded joints by the TIG method, the Vickers microhardness tests showed uniformity in the mechanical behavior among the ZF, ZTA and MB; the TIG welding process generated a very similar microstructure between the ZF and MB and made on that just a dendritic arrangement of more refined eutectic structure; the EDS chemical analysis revealed that there was no significant change in the chemical composition between the MB and ZF of welded joints by both methods.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of active flux in TIG process can be an alternative to increase the productivity since this technique increases the depth of penetration of weld bead maintaining the same parameters of conventional TIG welding. The results obtained indicate that the use of the traditional way of flux application tend to produce slag, which is hard to remove. In order to avoid this problem, are approach is by applying two flux strips alongside the joint, separated by a predetermined distance, defined as parameter \"a\". This technique is called Contraction Controlled Technique (CCT). The result with this methodology was satisfactory, allowing increasing the depth of penetration and ensuring a good weld bead surface finish. The objective of this research is to verify and analyze the influence of the use of Contraction Controlled Technique with the A-TIG process in the welding of ferritic stainless steel. It also aims to identify and quantify the main phenomena involved such as increase of the penetration, the changes in the arc, and changes in mechanical and metallurgical properties of the ferritic steel. For this purpose, it were done welding of ferritic stainless steels surfaces using the Contraction Controlled Technique, varying the width of the parameter \"a\", the distance between the piece and the electrode, the electrical current and welding speed. It was observed that the geometry of the weld beads has suffered modifications such as reduction in width and increased of the penetration of the weld beads for all cases where the active flux was used. The use of the active flux in TIG welding process is a technique that allows the increased of penetration depth of weld maintain keeping the same parameters used in the conventional TIG. However, it was not possible to increase the speed of the welding within the parameters used. When it was employed the technique of controlled contraction in a disalignment joint, the data showed that it is possible to improve results of arc direction, direct it to the edge of the board, using active flux and modifing both the parameter \"a\" and the deviation of the torch (dt). The application of this technique did not cause changes in the toughness or in the microstructure of the fusion zone the ferritic stainless steel. / O uso de fluxo ativo no processo de soldagem TIG pode ser uma alternativa para aumentar a velocidade de soldagem do processo, pois esta técnica permite o aumento da profundidade de penetração do cordão de solda mantendo os mesmo parâmetros empregados no TIG convencional. A principal desvantagem desta técnica reside principalmente na propensão à formação de uma camada oxidada sobre o cordão de solda o que pode também acarretar num acabamento superficial ruim. Uma forma de tirar proveito desta técnica garantindo um bom acabamento do cordão é aplicar o fluxo de tal maneira que, ao invés de uma camada que cubra toda a superfície da chapa, sejam feitas duas faixas de fluxo, separadas por uma distância predeterminada, definida como parâmetro a . Esta técnica é chamada neste trabalho de Técnica da Constrição Controlada (TCC). Desta forma, a camada de fluxo isola eletricamente certas regiões da superfície da peça direcionando a região de incidência do arco e, como a diluição do fluxo na poça de solda é menor, alia-se a vantagem do aumento de penetração com o bom acabamento do cordão de solda. O objetivo desta pesquisa é verificar e analisar a influência do uso da Técnica da Constrição Controlada com o processo A-TIG na soldagem do aço inoxidável ferrítico; identificar e quantificar os principais fenômenos envolvidos como, aumento da penetração, alterações no arco voltaico e as possíveis modificações nas propriedades mecânicas e metalúrgicas do aço ferrítico. Para isso, realizou-se a soldagem do aço inoxidável ferrítico empregando a técnica da constrição controlada variando-se a largura do parâmetro a , a distância eletrodo-peça, a corrente de soldagem e a velocidade de soldagem. Foi possível observar que a geometria do cordão de solda sofre modificações como redução na largura e aumento da penetração do cordão de solda para todos os casos em que se empregou o fluxo ativo. Porém, não foi possível um aumento da velocidade de soldagem com os parâmetros empregados. Quando empregada a Técnica da Constrição Controlada em uma junta desalinhada, os dados comprovaram que é possível conseguir resultados de desvios satisfatórios no arco, ou seja, direcioná-lo para a borda da junta, com a utilização de fluxo ativo e a modificação tanto do parâmetro a quanto do desalinhamento na tocha (dt). A aplicação desta técnica não provocou alterações nem na tenacidade nem na microestrutura da zona fundida. / Doutor em Engenharia Mecânica