Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-28T19:29:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandesNeto_Marcolino_D.pdf: 17556002 bytes, checksum: 0a86fd0b2b2d1ae9aea8308ace674e0e (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho trata da análise de inclusões não-metálicas formadas ao longo das várias etapas do processo industrial de elaboração do aço SAE 1015, desoxidado ao alumínio, produzido via lingotamento contínuo na forma de tarugos, visando conhecer e entender melhor a formação de inclusões com o objetivo de obter um produto siderúrgico de melhor qualidade. Inicialmente, utilizou-se o método metalográfico convencional com o auxílio de microscópio eletrônico de varredura (MEV) acoplado a um sistema de análise por energia dispersiva (EDS), determinando o tamanho, a forma, a distribuição e a composição química elementar das inclusões presentes nas amostras de aço. Na busca de obter maior precisão na caracterização das inclusões, foi desenvolvido um método de separação das inclusões da matriz ferrítica, através da dissolução dessa matriz em ácido clorídrico (HCI). A partir dos resultados da composição química elementar das inclusões, foi desenvolvido um software que fornece, de maneira simples e rápida, em forma de relatório, as inclusões representadas em diagrama de fases ternário, obtendo-se de modo visível as fases constituintes de tais inclusões. Essa técnica constitui-se em uma ferramenta útil que possibilita conhecer e controlar melhor as inclusões presentes nos produtos siderúrgicos. Um estudo termodinâmico e cinético das reações químicas de formação de inclusões em aços foi realizado para avaliar se, em determinadas condições, é possível ocorrer a formação de um determinado tipo de inclusão. A partir desse estudo, foi proposto e desenvolvido um software que faz a ligação entre um modelo matemático de solidificação e um modelo termodinâmico, sendo capaz de prever a formação de inclusões ao longo do processo de lingotamento contínuo de aços / Abstract: This work investigates the non-metallic inc1usions which are formed along the several stages of the industrial process of elaboration of the SAE 1015 steel, killed by aluminum, produced by continuous casting in the billets form, seeking a better understanding of the formation of inclusions with the objective of attaining a siderurgical product of better quality. Initially, a conventional metallographic method was used with the aid of a scanning electron microscope (SEM) connected to an energy-dispersive spectrometer system (EDS), determining: size, form, distribution and the elementary chemical composition of the inc1usions. In order to have the inc1usions more accurately characterized a method of separation of inc1usions from the ferritic matrix was developed, by using the dissolution of the metallic matrix in hydrochloric acid (HCl). A software which uses as input data the results ofthe elementary chemical composition of the inc1usions was developed, can supply in a simple and quick way, in a report form where the inclusions are represented in temary phase diagrams. This permits being obtained the constituents of such inc1usions to be determined, consisting on an useful tool which facilitates a better knowledge and control of inc1usions in siderurgical products. A thermodynamic and kinetic study of reactions of formation of inc1usions in steels was accomplished in order to determine conditions which favors the formation of a paticular type of inc1usion. After this study, a software is proposed, which permits the connection between a mathematical solidification model and a thermodynamic model, and it is able to predict the formation of inc1usions along the continuous casting of steel / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

[pt] Há algum tempo biocombustíveis renováveis são potenciais soluções sugeridas às questões de emissão de poluentes e dependência da sociedade aos derivados fósseis. Biodiesel e etanol são combustíveis comerciais renováveis candidatos à substituição das fontes fósseis, especialmente, em motores de ignição por compressão, os quais são tipicamente mais eficientes do que aqueles de ignição por centelha. Misturas ternárias de diesel, biodiesel e etanol formam estratégias de substituição parcial do diesel aplicáveis em motores de ignição por compressão sem a necessidade de grandes adaptações. Nesta dissertação realizaram-se avaliações experimentais em um motor multi-cilíndrico de ignição por compressão (MWM 4.10 TCA), abastecido com misturas de diesel, biodiesel (até 15 por cento em teor volumétrico) e etanol anidro (até 20 por cento em teor volumétrico). Cada mistura ternária é composta por diferentes proporções do álcool e sempre com a concentração volumétrica de 1 por cento de um aditivo estabilizador da mistura. Portanto, os testes associam substituições parciais do diesel por biocombustíveis a avaliações de desempenho do motor e da combustão das misturas, sob algumas condições de carga, regimes de rotação e instantes de injeção de combustível. Os testes realizados indicam que misturas com 20 por cento em volume de concentração de etanol experimentam inícios de combustão até 4,7 graus CA mais atrasados. Porém, a busca de instantes otimizados na injeção de combustível trouxe melhorias ao desempenho do motor, permitiu conversões energéticas mais vantajosas do etanol na ignição por compressão frente à ignição por centelha, além de minimizar efeitos do etanol em retardar o início da combustão. / [en] Renewable biofuels have been proposed for a long time as an alternative to the issues concerned to pollutants emission and also society s liability to fossil fuels. Biodiesel and ethanol are renewable commercial fuel candidates for fossil fuels substitution, especially, in compression ignition engines, which are typically more efficient than the spark ignition ones. Diesel s partial replacement, such as the substitution by ternary blends formed by diesel, biodiesel and ethanol, is a strategy applicable to compression ignition engines without the need of further modifications. In this dissertation tests were run in a multi-cylinder compression ignition engine (MWM 4.10 TCA), fueled with diesel, biodiesel (up to 15 percent in volumetric content) and anhydrous ethanol (up to 20 percent in volumetric content) blends. Each mixture should be composed by different alcohol s proportions and always containing a 1 percent volumetric concentration of additive in order to ensure ternary s blend stability. Therefore, tests try to ally diesel s partial replacement by biofuels with engine performance and blends combustion assessment, under some combinations of load, engine speed and injection timing conditions. The tests performed indicate that the start of the combustion experienced up to 4.7 degrees CA postponements, when fueled with a 20 percent ethanol volumetric concentration blend. Still, optimized injection timing investigation brought improvements to engine performance, allowed better ethanol energetic conversions through compression ignition when compared to spark ignition and could also minimize delays caused by ethanol s presence in the beginning of the combustion.