A obsolescência das Máquinas-Ferramentas (MFs) é um processo natural de envelhecimento neste tipo de equipamento. Esse processo compreende uma série de degradações tecnológicas, os quais se instalam e ocorrem em toda estrutura física de uma MF, independentemente da tecnologia utilizada. As degradações podem, no entanto, ser resultantes de vários fatores, como uso, aplicação, regime de trabalho, dentre outros. Os aspectos tecnológicos ficam mais evidentes quando se analisam as máquinas a Comando Numérico Computadorizado (CNC). Por sua vez, o CNC é um equipamento que apresenta uma evolução constante, mas que muitas vezes não pode ser facilmente incorporado às máquinas já existentes sem um processo de retrofitting anteriormente definido. Um processo de retrofitting pode ser considerado como um processo que permite aplicar incrementos tecnológicos em uma MF. Mais recentemente, diversos estudos têm apresentado tendências que fazem uma ligação entre MFs e sustentabilidade, sem, no entanto, definir ou propor modelos. Estudar os aspectos do comportamento das MFs existentes e poder aplicar recursos das novas tecnologias pode contribuir para melhorar os aspectos de sua produtividade e, por conseguinte, contribuir para uma produção mais sustentável. No entanto, isso deve ser feito a partir de uma metodologia que oriente um processo de tomada de decisão. Dessa forma, este trabalho propõe um método de referência aplicado a retrofitting de máquinas a partir da definição de coeficientes e de índices numéricos cujos resultados atuam como ferramenta orientativa a um processo de tomada de decisão. O método é aplicado a diversos tipos de MFs e os resultados indicam a viabilidade ou não de um retrofitting. / The obsolescence of Machine Tools (MT) may be defined is a natural process of aging in this type of equipment. This process comprises a series of technological degradation, which settles and occurs across the entire and physical structure of a MT, regardless of the technology used. The degradations may, however, be due to several factors such as usage, application, machining process and so on. The technology aspects are more evident when analyzing the machines Computerized Numerical Control (CNC). By the other hand the CNC is an equipment which naturally contributes with a constant evolution, but they often cant be easily incorporated into an existing machine without a procedure for retrofitting previously defined. A process of retrofitting can be defined and considered as a process incorporates technology resulting in increments of technology to a MT. However, the addressing of such process is usually applied without any models or tools within a process of decision making. More recently, several studies have shown trends making a connection between MT and sustainability without, however, defining templates for such process. The studies of all aspects of the behavior of an existing MT, even with its limitations, suggest the resources of new technologies can help to improve in general all aspects of their productivity and therefore contribute to a more sustainable production. However, this must be done from a methodology that guides the process of decision making. This decision process represents a process that results from a technological gain in a MT or not. Thus, this work proposes a reference method applied to retrofitting machines by defining a series coefficients and numerical indices whose results intends to be used as a tool for helping a decision-making process.

Como seguir com o crescimento da indústria, da economia e do consumo de energia de forma sustentável? No setor manufatureiro as máquinas-ferramentas são peças-chave nos processos de fabricação. Como saber se uma bomba, um motor ou outro elemento acessório é adequado para uma máquina-ferramenta específica? Normalmente, fabricantes se baseiam em sugestões dos fornecedores para selecionar tais elementos, o que resulta em um projeto ajustado pela experiência e por estimativas subjetivas, às vezes superestimando as dimensões do projeto por segurança. O objetivo deste trabalho é monitorar o consumo da energia elétrica durante a fase de uso da máquina-ferramenta, com o fim de explicar a demanda de energia em cada uma de suas tarefas, sugerindo diretrizes para o aperfeiçoamento do projeto desta nos seus componentes críticos. Esta dissertação apresenta uma cuidadosa revisão de livros e pesquisas anteriores, os quais direcionaram a etapa experimental. Assim, elegeu-se trabalhar em um centro de usinagem, o qual foi monitorado por um analisador de qualidade de energia. A metodologia experimental iniciou-se com a avaliação da eficiência energética da máquina-ferramenta em termos de fator de potência, a fim de trabalhar dentro dos parâmetros da legislação brasileira, e finalizou-se com o monitoramento do consumo de energia elétrica. Tal monitoramento foi feito em três cenários de usinagem: em vazio, a seco e com fluido, utilizando um mesmo plano de trabalho em todas as situações. Conclui-se que prognósticos de consumo de energia são possíveis se tempos e constantes do modelo apresentado são conhecidos para uma máquina-ferramenta específica, parâmetros que são influenciados pela experiência do operador. A medição do consumo de energia da máquina em vazio e com remoção permitiram conhecer o consumo de energia pela usinagem propriamente dita. Observou-se também que apenas a máquina-ferramenta consome 59% da energia total quando está usinando; as mudanças de velocidade não afetam o consumo de energia diferentemente da taxa de remoção de material; elementos auxiliares à usinagem não deterioram a eficiência energética da máquina, embora possam representar uma boa taxa percentual de gasto no consumo total; e a troca de ferramentas é mais eficiente na usinagem do que em vazio. / How to follow the growth of industry, economy and energy consumption in a sustainable way? In the manufacturing sector, the machine tools are key-parts in the processes. How can we know if a pump, an electric motor or another accessory element is adequate to a specific machine tool? Usually, the manufacturer relies on suggestions from suppliers to select those elements, resulting in a project adjusted by experience and subjective estimations, sometimes overestimating for security. The objective of the present work is to monitor the consumption of electric power during the useable phase, in order to map the energy demand in each of its tasks, thus suggesting guidelines for the improvement of the project to its critical components. This dissertation presents a thorough review of books and previous research, which has guided the experimental phase. Accordingly, it was chosen to work in a machining center, which was monitored by a power quality analyzer. The experimental methodology began with the evaluation of the energetic efficiency of the machine tool in terms of power factor, in order to work within the parameters of the Brazilian legislation, and ended up with electric energy consumption monitoring. Such monitoring was made in three machining scenarios: cutting air, cutting dry and with coolant, sing the same CNC workplan in all situations. The conclusions include that forecasting of energy consumption is possible if time and constants of the proposed model are known for a specific machine tool, parameters which are influenced by the experience gathered by the operator. The measurement of energy consumption during air cutting and removing material allowed to know the energy consumption of the machining operation itself. It was also observed that: the machine alone consumes 59% of the total energy when in operation; the energy consumption is not affected by speed changes, but by the material removal rate; auxiliary elements to the machining do not negatively affects the energy efficiency of the machine, although may represent considerable expenditure in total consumption; and, the exchange of tools is more efficient when removing material, than when air machining.

Este trabalho propõe um modelo de identificação e análise de impactos provenientes da adoção de ferramentas CASE (Computer Aided Software Engineering) interativas baseado no padrão IEEE 1175.2 Práticas Recomendadas para Interconexão de Ferramentas CASE com foco na produtividade e na qualidade do processo de desenvolvimento de software nas organizações. Os impactos são analisados considerando as funções e características da ferramenta CASE e as ações gerenciais necessárias para a adoção da ferramenta. O modelo proposto é aplicado em um caso real de implantação de ferramentas CASE em uma instituição financeira brasileira para verificar na prática os impactos causados com a implantação. / This work proposes a model for impacts identification and analysis of adoption of interactive CASE tools (Computer Aided Software Engineering) based on the standard IEEE 1175.2 - Practice for CASE Tool InterconnectionCharacterization of Interconnections focused in software process development productivity and quality in organizations. The impacts are analyzed considering the CASE tool functions and features and the management actions necessary for the tool adoption. The proposed model is applied in a real CASE tool deployment in a brazilian financial institution to verify in practice the deployment impacts.

Este trabalho apresenta um gerenciador de ferramentas para projeto de circuitos integrados, o sistema TENTOS, agora desenvolvido para o ambiente MS-WINDOWSTM. O ambiente TENTOS é um sistema aberto, isto é, permite a fácil inclusão de novas ferramentas em tempo de execução do gerenciador, tornando-o desta forma sempre atual em relação as ferramentas existentes. Inicialmente será feita uma breve descrição de alguns dos gerenciadores existentes, tanto os desenvolvidos com finalidades comerciais como os do meio acadêmico Em seguida, será apresentado um histórico sobre a evolução do sistema TENTOS, da sua versão inicial até a sua versão atual. Em uma etapa seguinte será descrito o estado atual do sistema TENTOS, isto é, suas características principais a estrutura dos menus, os arquivos de configuração do sistema. como incluir novas ferramentas, arquivos de tecnologia, a configuração standard do sistema, quais ferramentas acompanham o TENTOS; como funciona a execução das ferramentas. Concluída a apresentação do sistema TENTOS, sendo apresentados exemplos que ilustram as etapas de desenvolvimento de um projeto de circuito integrado utilizando o sistema TENTOS. / This dissertation presents a tool mana ger for integrated circuit design, the TENTOS system, now developed for the MS-WINDOWSTM environment. The TENTOS package is an open system. that allows an eas y inclusion of new tools in the execution time of the manager, allowing an easy and constant updating of tools that are integrated into the package. Firstly, a short description of existing frameworks will be shown b y including commercial and academics systems. Secondly, a brief historical of TENTOS evolution system will be presented. Following thet description the present state of the TENTOS s ystem will be described which comprises: its main characteristics: the structure of menus; system configuration files; how to include new tools and technology files; the standard system configuration, which tools are available into the TENTOS and how they are executed. Finally some examples on how to use the TENTOS system will be shown.

Os macacos-prego (Sapajus libidinosus) são reconhecidos pela flexibilidade comportamental, incluindo o uso de ferramentas na natureza. Admite-se que o contexto social contribua para aprendizagem individual de comportamentos flexíveis pelos macacos-prego. A influência social sobre a aprendizagem é considerada como uma característica básica da cultura. As diferenças observadas no conjunto de ferramentas entre populações naturais de macacos-prego sugerem a existência de tradições nestes primatas. Em um experimento em campo apresentamos aos macacos de duas populações, que diferiam acerca de suas tradições instrumentais, um problema que exigia o uso de sondas para obter melaço dentro de uma caixa-problema. Investigamos se os macacos destas populações abordariam o problema de acordo com as respectivas tradições instrumentais. As populações investigadas habitam diferentes regiões do Estado do Piauí, interior do nordeste brasileiro, e distam aproximadamente 350Km entre si, sendo a paisagem ecológica tipicamente marcada pelo bioma cerrado/caatinga. Os macacos da população da Fazenda Boa Vista (FBV) são proficientes no uso de percutores durante o processamento de cocos-de-palmeiras e frutos secos de caju. Apesar de quase uma década de observação sistemática nesta população, não foi observado o uso de outras ferramentas por estes macacos. Os macacos da população do Parque Nacional da Serra da Capivara (PNSC), por sua vez, utilizam habitualmente um conjunto diversificado de ferramentas, incluindo o uso de percutores e sondas. Nossa hipótese predisse que os macacos da população PNSC (grupo Pedra Furada) resolveriam o problema em menor tempo e apresentariam melhor desempenho, enquanto os macacos da FBV (grupo Chicão) não utilizariam sondas durante as tentativas de obter o melaço, ou demandariam maior tempo até alcançarem o sucesso no problema, e esperávamos pudessem percutir pedras contra a caixa. Os machos do grupo Pedra Furada resolveram o problema no primeiro dia de exposição, e os machos e as fêmeas percutiram contra a caixa, mas os macacos do grupo Chicão não transportaram nenhum objeto durante o experimento e interagiram pouco com o problema. Estes resultados estão de acordo com aqueles observados em um experimento similar realizado com chimpanzés. Observamos também diferenças no tamanho das sondas utilizadas e na frequência de sucessos exibida pelos jovens e machos do grupo Pedra Furada. Propomos que a diferença observada na forma de abordar o problema entre os macacos destas populações esteja associada às diferenças no gradiente de generalização no uso de ferramentas e a disponibilidade de material no ambiente / Capuchin monkeys (Sapajus libidinosus) have been recognized by their behavioral flexibility, including tool-using in nature. Currently, its acknowledged that social context contributes to individual learning of that flexible behavior by capuchin monkeys. The social influence on learning is the most basic feature of culture. The differences observed in tool kit exhibited in natural populations of capuchin monkeys suggest the existence of culture in these New World primates. We ran a field experiment in two populations of capuchin monkeys which differed in their tool use traditions. In this experiment we presented a problem that required probe-tool using to reach molasses available inside the problem-box. We investigated whether monkeys from these populations approached the problem according to their respectively tool use traditions. Both populations inhabit different regions in the State of Piauí, in Northeastern Brazil, and are about 350Km apart. The ecological landscapes of these research sites are the the savana-like cerrado and caatinga biomes. Monkeys from Fazenda Boa Vista (FBV) are proficient pounding-tool users that habitually use stones as hammers to crack open palm-nuts and dry cashew fruit. After almost a decade of systematic observations, no other form of tool use was observed in this population. Capuchin monkeys from Parque Nacional da Serra da Capivara (PNSC), on the other hand, have been observed using a much broader tool-kit, including pounding tools, as well as probing tools during their foraging activities. Our hypothesis predicted that capuchins from the PNSC population (Pedra Furada group) would take less time to solve the task than capuchins from FBV (Chicão group), and also that they would perform better in comparison to that group. We also expected that Chicão group would pound stones against the problem box. In Pedra Furada group, males solved the problem in the first day of exposition to the experiment; both males and females pounded stones against the problem box, but no individuals from Chicão group did it. Chicão group exhibited less interaction with the problem box than capuchins from Pedra Furada group. Our results are in accordance to those found in a similar experiment with chimpanzees. We also observed differences between the success frequency and length of probing-tools used by juveniles and adults from Pedra Furada group during our experiment. We propose that both differences in grade of generalization in tool use between these populations and material availability in environment might explain the difference in performance observed between the capuchin groups investigated in our experiment

Manter animais em cativeiro implica no dever ético de lhes proporcionar saúde física e psicológica. Procedimentos conhecidos como Enriquecimento Ambiental buscam elevar o bem-estar de animais cativos. Neste trabalho, três artefatos foram testados para avaliar sua eficácia como enriquecimento ambiental para macacos-prego (Cebus apella). Dois destes artefatos (Brinquedo e Caixa de forrageamento) já haviam sido testados anteriormente por Boinski et al. (1999). O terceiro artefato (Ferramenta) foi testado pela primeira vez e buscava proporcionar aos animais a possibilidade de executar um comportamento típico da espécie: a quebra de cocos. Usamos medidas comportamentais e de corticosterona fecal para medir os efeitos dos artefatos. Foram encontradas algumas diferenças significativas entre as condições experimentais (controles e com artefatos), e entre a freqüência de interação com os artefatos, porém os resultados não nos possibilitam afirmar se algum dos artefatos seria um enriquecimento ambiental eficaz para macacos-prego cativos. Acreditamos que experimentos ainda devem ser feitos para elucidar os efeito de fatores como: o ambiente externo ao recinto, os procedimentos de manutenção direcionados aos animais e a metodologia de aplicação dos artefatos, sobre o bem-estar de animais cativos. / Keeping animals in captivity implies in an ethical duty of offering conditions that foster their physical and psychological health. Procedures known as Environmental Enrichment seek to enhance animals’ life quality. Here we tested three stimuli efficiency as environmental enrichment for captive capuchin monkeys (Cebus apella). Two which had been previously tested (Toy and Box) by Boinski et al. (1999). The third one (Tool) was tested for the first time and aimed giving the animals the opportunity to perform a species-typical behavior: cracking open nuts. The stimuli had their effects measured by behavioral and fecal corticosterone sampling. Some statistical significant differences were found between experimental conditions (control and stimuli) and between the frequencies of interaction with the stimuli. The data, however, did not point to any of the tested stimuli as effective environmental enrichment for capuchin monkeys. We believe, therefore, that more research should be conducted in order to clarify the effects of factors such as the environment outside the cages, the maintenance procedures, and the stimulus presentation procedures, on the well-being of captive animals.

No começo do século XX, Wolfgang Köhler descreveu uma forma súbita de resolução de problemas, diferente da tentativa-e-erro, e chamou-a de insight. Para estudar essa forma de resolução, Epstein et al. (1984) elaboraram um teste de deslocamento de caixa, utilizando pombos como sujeitos. Nesse estudo, somente os pombos que aprenderam separadamente todos os comportamentos requisito conseguiram recombinar esses comportamentos e resolver a tarefa. Em estudos posteriores, foram utilizados ratos como sujeitos na mesma tarefa. Estes, porém, não puderam resolvê-la de forma súbita, direta e contínua. Portanto, o objetivo deste trabalho é desenvolver e avaliar um novo procedimento de deslocamento de caixa, que permita observar a resolução de problemas por recombinação de comportamentos aprendidos separadamente em roedores de pequeno porte, com topografia de resolução direta e contínua. Para isso, realizou-se uma adaptação do procedimento de deslocamento de caixas de Epstein et al. (1984), na qual utilizaram-se cereais açucarados como reforçadores para ensinar separadamente dois comportamentos aos ratos (n=2): empurrar um cubo de acrílico em direção a uma divisória iluminada, e subir no cubo e em uma plataforma. Em seguida, foi realizado um teste, no qual o cubo estava distante da plataforma e, para conseguir um pedaço de cereal açucarado, os ratos precisariam empurrá-lo até junto à plataforma, subir nele e em seguida na plataforma. Ambos puderam resolver o problema em uma topografia satisfatória para os critérios de insight. Um segundo teste foi realizado somente com um dos ratos, a fim de identificar qual estímulo controlava o comportamento do animal: a plataforma (objeto), ou sua localização (posição). O resultado desse teste revelou que a posição da plataforma controlava o desempenho do animal na tarefa. Por conta disso, foi então realizada mais uma fase de treino, que considerou a posição da plataforma como variável a ser controlada, e ambos os ratos foram expostos novamente ao problema. O resultado demonstrou que o re-treino foi efetivo em estabelecer controle da plataforma (objeto) sobre o desempenho do rato na tarefa, e verificou-se uma nova resolução do problema satisfatória para os critérios de insight. Concluiu-se que o procedimento adotado possibilitou e favoreceu a recombinação de comportamentos com topografia direta e contínua / In the beginning of the 20th century, Wolfgang Köhler described a new sudden way to solve problems, different from try-and-error. He called it insight. To study this new way of problem solving, Epstein et al. (1984) proposed a box displacement test with pigeons as subjects. In this study, only pigeons that separately learned all required behaviors could recombine these behaviors and solve the task. However, in later studies, rats were used as subjects in the same task, and they could not solve the task in a sudden, direct and continuous way. Therefore, the aim of this work is to develop and evaluate a new procedure of box displacement that allows the observation of problem resolution by recombination of behaviors learned separately in small rodents, with a direct and continuous resolution topography. To that end, an adaptation of Epstein et al. (1984) study\'s procedure was carried out, in which two repertoires were taught separately to the rats (n = 2) with sugary cereals as reinforcement: pushing an acrylic cube to an illuminated section; and climbing on the cube and on a platform. After teaching these behaviors, a test was carried out, in which the cube was far from the platform and, to get a piece of sugary cereal, the rats had to push the cube onto platform, climb on it and then on the platform. The test results showed that both rats could solve the problem in a satisfactory topography for insight criteria. A second test was performed with only one of the rats to identify which stimulus controlled the behavior of the animal: the platform (object) or its location (position). The results of this test revealed that the position of the platform controlled the performance of the animal in the task. Hence, a further training phase was carried out, which considered the position of the platform as a variable to be controlled, and both rats were exposed again to the problem. The results showed that the re-training was effective in establishing control of the platform (object) on the performance of the rats, and a new resolution of the problem was satisfactory for the insight criteria. Based on the results, it is possible to conclude that the procedure adopted allowed and favored the recombination of behaviors with direct and continuous topography

O uso de ferramentas para a quebra de frutos encapsulados requer a associação de três elementos: o fruto encapsulado; o martelo, uma pedra ou tronco de árvore resistente solto, o qual o animal consegue carregar e levantar; e a bigorna, uma superfície rígida e fixa. Este estudo dá continuidade às pesquisas que vêm sendo desenvolvidas com um grupo de macacos-prego (Sapajus sp.) em semi-liberdade do Parque Ecológico do Tietê. Dividimos este estudo em duas etapas principais (#1 e #2), e uma paralela (#1B). Na Etapa 1, buscamos analisar se os macacos-prego exibem um padrão na organização das sequências de comportamentos para a realização da quebra de cocos. Disponibilizamos os três elementos para a quebra de coco (coco, martelo e bigorna) em um triângulo, separados, equidistantes e visíveis, cada um pareado com uma placa com padrões gráficos distintos. Assim, para realizar a quebra, os indivíduos precisavam visitar os vértices do triângulo e reunir os elementos móveis (cocos e martelos) na bigorna. Nossos resultados mostram que eles apresentam um padrão bem definido para realizar a sequência de quebra de cocos, sendo o coco o primeiro elemento da quebra a ser coletado, seguido pelo martelo e, depois, pelo transporte de ambos para a bigorna. Observamos que este é um dos trajetos mais curtos e aquele com o menor custo de transporte de martelo. Na Etapa 2, buscamos analisar se a coleta do martelo em segundo lugar é um mecanismo de otimização do transporte de ferramentas ou um subproduto da priorização da obtenção do coco. Disponibilizamos dois martelos, de mesmo peso, a distâncias distintas da bigorna e dos cocos, desta maneira o custo do transporte de martelos (energético e risco de lesões) seria maior ou menor dependendo da escolha, pelo indivíduo, de um ou outro martelo. Nossos resultados mostram que, de fato, a escolha do martelo mais próximo à bigorna e a sequência em que os elementos são coletados diminuem os custos do transporte de martelos. Na Etapa 1B analisamos, através da organização sequencial para a realização da quebra de cocos, se os macacos-prego aprenderam a associação entre padrões gráficos distintos e elementos da quebra de cocos. Para isso utilizamos a mesma configuração do sítio experimental e metodologia da Etapa 1, mas ocultamos os elementos com bacias opacas, de modo que as únicas informações a respeito da posição dos elementos nos vértices seriam as placas com padrões gráficos. Os resultados desta etapa mostraram que os indivíduos não associaram os padrões gráficos com os elementos de quebra durante as Etapas 1 e 1B deste estudo. Acreditamos que os macacos podem não ter realizado a associação na Etapa 1, porque os elementos estavam visíveis, ou seja, não havia a necessidade da associação; a qual seria vantajosa, apenas, na Etapa 1B, mas ela também não ocorreu ao longo desta etapa, talvez pelo tempo reduzido de exposição dos macacos ao problema, somado ao desinteresse dos indivíduos - possivelmente, devido à falta do estímulo visual dos elementos / The use of tools to crack nuts requires the gathering of three elements: the nut; the hammer, a loose rock or tree trunk, that the animal can lift and carry; and the anvil, a rigid and immovable surface. This study gives continuity to research with a group of semi-wild tufted capuchin monkeys (Sapajus sp.) from the Tietê Ecological Park. We divided this study in two main phases (#1 and #2), and a parallel phase (1B). In Phase 1, we examined if the monkeys exhibit a pattern in the sequential organization of the nut-cracking behavior. We provided and placed the three nut-cracking elements (nut, hammer and anvil) in a triangle: separated, equidistant and visible; each one paired with a plaque with different graphic sings. Thus, to crack the nut the individuals had to visit the triangle vertices and gather the movable elements (nut and hammer) at the anvil. Our results show that the monkeys have a well-defined pattern to perform the nut-cracking sequence: the nut is the first element to be collected, followed by the hammer, and then by the transport of both to the anvil. This is one of the shortest paths and the one with the lowest cost of hammer transportation. In Phase 2, we examined if the hammer being collected in second place is a mechanism to optimize the tool transportation or if it is just a byproduct of the priorization of the nut collection. We provided two hammers, of same weight, and placed them at different distances of the nut anvil, this way the cost of the hammer transportation (energy and risk of injury) would be higher or lower depending on the choice of hammer. The results show that, in fact, choosing the hammer that was closer to the anvil and the sequence that the elements were collected reduces the costs of hammer transportation. In Phase 1B, we examined, through the sequential organization of the nut-cracking behavior, if the monkeys were able to associate different graphic patterns with the nut-cracking elements. We used the same experimental configuration and methodology of Phase 1, but we hid the elements in the vertices underneath opaque bowls, so the only information about the location of the elements were the plaques with graphic signs. Our results show that the individuals did not associate the graphic patterns with the respective nut-cracking elements neither in Phase 1 nor in Phase 1B. We believe that the monkeys did not learn the association in Phase 1 because the elements were visible, so there was no need for the association - which would be advantageous only on Phase 1B - but it didnt occur during this phase either, perhaps because of the reduced time the monkeys were exposed to the problem, added to the disinterest of the individuals possibly due to the lack of the elements visual stimuli

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um inserto em aço ferramenta AISI H13 obtido por meio do processo de Metalurgia do Pó com a adição de lubrificante sólido na sua composição, que tem a finalidade de conferir propriedades autolubrificantes ao mesmo. Foram utilizados os pós de MoS2 e de h- BN para promover a redução do coeficiente de atrito. Adicionou-se o lubrificante MoS2 ao pó de aço ferramenta na etapa de mistura dos pós, em concentrações que variaram de 1% a 5%. Da mesma forma, foram confeccionados corpos de prova substituindo o MoS2 por h-BN. Após a compactação de todos os corpos de prova eles foram sinterizados. A mistura com h-BN apresentou grande formação de óxido durante os processos de sinterização e de tratamento térmico, sendo descartada sua utilização para os ensaios de abrasão para verificar desgaste e para os ensaios do anel que determinam o coeficiente de atrito. Conforme as análises realizadas, pode-se observar a formação de fases distintas, com ilhas de lubrificante MoS2 em matriz ferrítica. Utilizou-se o ensaio do anel para determinação do coeficiente de atrito de Coulomb – μ, e anéis de Alumínio como corpos de prova para este ensaio. Os insertos de MoS2 apresentaram ótimos resultados neste ensaio, e foram similares a experimentos realizados por outros pesquisadores que utilizaram o mesmo sistema tribológico deste trabalho - H13 como ferramenta, MoS2 como lubrificante e anéis de Alumínio para conformação. A diferença satisfatória obtida pelo material confeccionado neste estudo em relação aos obtidos da literatura pesquisada está na forma de utilização do lubrificante, que neste caso foi adicionado à matriz pelo processo de Metalurgia do Pó, enquanto que nos trabalhos analisados o lubrificante foi borrifado sobre a matriz. / The present work describes the development of an insert of tool steel AISI H13 obtained by powder metallurgy process with the addition of solid lubricant in the composition, in order to impart self-lubricating properties. MoS2 and h-BN powder were used to promote the reduction of the friction coefficient. It was added MoS2 lubricant with the tool steel powder in the mixing step at concentrations ranging from 1% to 5%. Similarly were prepared specimens replacing MoS2 for h- BN. After compression of the samples they were also sintered. The mixture with h- BN showed extensive formation of oxide during the sintering process and heat treatment, and discarded their use for the abrasion test for wear and ring assays for the determination of the friction coefficient. Through the analysis carried out, were observed the formation of distinct phases with lubricant MoS2 islands in ferritic matrix. The tests for friction in samples with MoS2 showed good results, similar to experiments by other researchers who used the same tribological system of this work - H13 as a tool, MoS2 as a lubricant and aluminum rings for conformation. Satisfactory difference obtained by the material made in this study compared to those obtained from the literature is in the form of use of the lubricant, which in this case was added to the matrix by the powder metallurgy process, whereas in the studies analyzed the lubricant was sprayed onto the matrix.

A falha devido à ocorrência de fadiga térmica de materiais utilizados como ferramentas para trabalho a quente é identificada durante serviço e ocorre devido ao acúmulo de dano localizado. O aço AISI H13 é comumente utilizado em ferramentas para a conformação a quente devido à sua boa tenacidade à fratura e resistência ao desgaste, e considerável resistência à perda de dureza a quente. Este trabalho teve como motivação estudar a relação entre a microestrutura do aço H13 e os carregamentos térmicos e mecânicos, que possam levar à falha de ferramentas para forjamento a quente. Para este estudo, fez-se uso de meios computacionais (simulação numérica) aliados aos conhecimentos de caracterização microestrutural e do comportamento mecânico dos materiais. Nesta abordagem, elabora-se uma malha na microestrutura do referido aço no software OOF2®, do NIST, e as análises são feitas a partir da aplicação do método dos elementos finitos com o emprego do software Abaqus®. Com isso, torna-se possível examinar o efeito de aspectos microestruturais, como a influência dos precipitados, na ocorrência de tensões e de deformações na microestrutura de forma a obter um mapeamento de regiões críticas ao dano e à falha na ferramenta de forjar a quente. Os estudos são baseados e comparados com trabalhos já publicados, e simulam carregamentos e variações de temperatura no material em questão de modo a verificar as condições que favorecem a nucleação de trincas por fadiga térmica. Como principais conclusões e contribuições obtidas da análise realizada, podem ser destacadas: (i-) as regiões críticas que vêm a propiciar a nucleação de trincas térmicas são os precipitados e as interfaces; (ii-) no campo de tensões, a propriedade das fases que exerce a maior influência é o módulo de elasticidade; (iii-) os diferentes coeficientes de expansão térmica das fases geram deformações térmicas mais elevadas e tensões compressivas nas interfaces; (iv-) as deformações térmicas nos precipitados são superiores às da matriz devido à influência no campo de tensões; (v-) em termos de tensões térmicas, o momento do ciclo térmico mais crítico para a matriz é o resfriamento; e (vi-) ao passo que, nos precipitados, a etapa mais crítica é o aquecimento. / Failure due to thermal fatigue can occur in hot working tool materials and its onset takes place in the regions where the highest stress and strain are reached. AISI H13 steel is often used as a hot working tool since it has good toughness and wear resistance, and also a sensible resistance to loss of hot hardness. This study was carried out by means of finite element method (FEM) combined with microstructural characterization and mechanical behavior of materials analysis. According to this approach, H13 steel microstructure, in which carbides could be observed, was meshed by means of OOF2® (NIST). Moreover, the ABAQUS® commercial FEM software was used to simulate thermal and mechanical loading applied in the tool throughout mechanical processing. The conducted analysis allowed to observe the effect of precipitates on stress-strain distribution at different temperatures and loads. Hence, critical regions, in which damage could be favored as well failure onset in the microstructure of the hot forging tool, are displayed. The investigation was based on and compared to literature results and it showed that it can be possible to design the microstructure of hot forging materials, in which an improvement in the thermal fatigue resistance could be improved. The main remarks and conclusions of this work are as follows: (i-) precipitates and interfaces are preferential regions to nucleation and growth of cracks, and they seem to work as stress concentrators; (ii-) modulus of elasticity of phases has the strongest influence in the stress fields of the microstructure; (iii-) the mismatch between thermal expansion coefficients of the phases leads to compressive stresses on interfaces and also the highest thermal strain; (iv-) thermal strains are higher on the precipitates than on the steel matrix; (v-) elastic-plastic properties of steel matrix influenced on thermal cycles. In addition, cooling is the most critical condition of thermal stresses by analyzing each thermal cycle in this phase; and (vi-) whereas the precipitates have elastic behavior, and the most critical step is the heating, in which the maximum temperature of the cycle is reached.