Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-06-25T18:54:13Z No. of bitstreams: 1 2018_MatheusCoutoCrisóstomo.pdf: 4045856 bytes, checksum: 5f3fb0fc654ba00d11b72f55330da12d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-06-29T16:34:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_MatheusCoutoCrisóstomo.pdf: 4045856 bytes, checksum: 5f3fb0fc654ba00d11b72f55330da12d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-29T16:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_MatheusCoutoCrisóstomo.pdf: 4045856 bytes, checksum: 5f3fb0fc654ba00d11b72f55330da12d (MD5) Previous issue date: 2018-06-25 / O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito do tratamento termomecânico nas propriedades físicas, mecânicas e durabilidade natural de chapas de partículas orientadas (OSB – oriented strand board) adquiridos no mercado madeireiro do Distrito Federal, que foram expostos ao intemperismo natural, e ao ataque de fungos apodrecedores. O tratamento termomecânico consistiu na aplicação de 190oC de temperatura, e 1,5 MPa de pressão, permitindo atingir uma taxa de compressão de 12,01%, e uma taxa de densificação de 6,02%. As propriedades físicas, mecânicas e a durabilidade natural dos painéis tratados (densificado) foram comparadas com as propriedades de painéis não-tratados (testemunha). Os resultados indicaram que o tratamento termomecânico permitiu o aumento da massa específica, assim como reduziu a absorção de água e o inchamento em espessura após 2 e 24 horas de imersão, conferindo assim maior estabilidade dimensional ao painel OSB em todos os períodos de exposição ao intemperismo natural. As propriedades mecânicas também apresentaram desempenho superior nos painéis tratados, tanto em relação às propriedades de resistência (compressão paralela, dureza janka, módulo de ruptura) quanto às propriedades elásticas (módulo de elasticidade e módulo de elasticidade dinâmico). A durabilidade natural foi superior para os painéis densificados. Este resultado foi mais evidente na resistência ao ataque do fungo de podridão parda, onde o painel OSB mudou sua classe de resistência de moderadamente resistente para resistente. Entretanto, apesar da maior resistência ao ataque do fungo de podridão branca, o painel OSB não apresentou mudança de classe de resistência, permanecendo como resistente. Portanto, o tratamento termomecânico alterou as propriedades do material tratado, sendo este tratamento satisfatório para melhorar as propriedades físicas, mecânicas, assim como sua resistência biológica. / The present study aimed to evaluate the effect of thermo-mechanical treatment on physical, mechanical, and natural resistance of a commercial oriented strand boards (OSB) exposed to natural weathering and to the attack of decay fungi. The thermo-mechanical treatment involved the combination of 190oC temperature and 1.5 MPa pressure, resulting in a rate compression of 12.01%, and densification of 6.02%. The physical and mechanical properties and natural resistance of treated panels (densified) where compared to the properties of non-treated panels (control). The results indicated that the thermo-mechanical treatment allowed the increase of specific mass, as well as reduced the water absorption and the swelling in thickness after 2 and 24 hours of immersion, thus giving greater dimensional stability to the OSB panel in all periods of exposure to natural weathering. The mechanical properties also improved performance in treated panels, both resistance (parallel compression, janka hardness, and modulus of rupture) and elastic properties (modulus of elasticity and dynamic modulus of elasticity). The natural resistance was superior for densified panels. This result was most evident in the resistance to brown-rot fungi attack, where the OSB panel changed its class of resistance from moderately resistant to resistant. However, despite of the greater resistance to attack of the white-rot fungi, the OSB panel remained in the same class of resistance (resistant).Therefore, the thermo-mechanical treatment altered the properties of the treated material, being this treatment satisfactory to improve the physical and mechanical properties, as well as their biological resistance.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Metalúrgica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Henrique Santos

O Cu e suas ligas têm diferentes aplicações na sociedade moderna devido as excelentes propriedades elétricas, condutividade térmica, resistência à corrosão dentre outras propriedades. Estas aplicações podem ser em válvulas, tubulações, panelas para absorção de energia solar, radiadores para automóveis, condutores de corrente e eletrônico, elementos de termostatos e partes estruturais de reatores nucleares, como, por exemplo, bobinas para campo toroidal para um reator de fusão nuclear. Dentre as ligas utilizadas em reatores nucleares, podemos destacar Cu-Be, Cu-Sn e Cu-Pt. O Ni e o Co, freqüentemente são adicionados às ligas de Cu para que a solubilidade seja deslocada para temperaturas mais elevadas com relação aos sistemas binários de Cu-Sn e Cu-Pt. A adição de Ni-Pt ou Ni-Sn ao Cu em porcentagens iguais ou inferiores a 1,5 % aliado a tratamentos termos-mecânico alteram as propriedades do Cu. Estudamos neste trabalho sete diferentes ligas: três ligas de Cu-Ni-Pt 1 (97,99 % Cu - 1,55 % Ni - 0,46 % Pt), 2 (99,33 % Cu - 0,23 % Ni -0,43 % Pt) 3 (98,01 % Cu - 0,48 % Ni - 1,51 % Pt); três ligas de Cu-Ni-Sn 4 (98,31% Cu - 1,12 % Ni - 0,58 % Sn), 5 (98,79 % Cu – 0,57 % Ni - 0,65 % Sn), 6 (98,39% Cu – 0,46 % Ni – 1,16 % Sn) e Cu eletrolítico 0 (0,0058 % Pb - 0,0007 % Fe - 0,0036 % Ni - 0,0024 % Ag). As referentes ligas foram desenvolvidas a partir de um forno a arco voltaico e passaram por tratamentos termo-mecânicos pré-determinados. As microestruturas foram analisadas diretamente por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura / EDS e indiretamente por medidas de dureza Vickers e condutividade elétrica. O objetivo deste trabalho, portanto, foi observar e constatar os efeitos da mudança da microestrutura em relação às propriedades dureza e condutividade elétrica. / The Cu and its alloys have different applications in the owed modern society the excellent electric properties, thermal conductivity, resistance to the corrosion and other properties. These applications can be in valves, pipes, pots for absorption of solar energy, radiators for automobiles, current driver, electronic driver, thermostats elements and structural parts of nuclear reactors, as, for example, reels for field toroidal for a reactor of nuclear coalition. The alloys used in nuclear reactors, we can highlight Cu-Be, Cu-Sn and Cu-Pt. Ni and Co frequently are added to the Cu alloys so that the solubility is moved for temperatures more elevated with relationship to the binary systems of Cu-Sn and Cu-Pt. The addition of Ni-Pt or Ni-Sn to the Cu in the same or inferior percentages to 1,5% plus thermomechanical treatments changes the properties of the copper. We studied the electric conductivity and hardness Vickers of the Cu-Ni-Pt and Cu-Ni-Sn and compared with the electrolytic Cu. In the proposed flowcharts, breaking of the obtaining of the ingot, we proceeded with thermo mechanical treatments.

O Cu e suas ligas têm diferentes aplicações na sociedade moderna devido as excelentes propriedades elétricas, condutividade térmica, resistência à corrosão dentre outras propriedades. Estas aplicações podem ser em válvulas, tubulações, panelas para absorção de energia solar, radiadores para automóveis, condutores de corrente e eletrônico, elementos de termostatos e partes estruturais de reatores nucleares, como, por exemplo, bobinas para campo toroidal para um reator de fusão nuclear. Dentre as ligas utilizadas em reatores nucleares, podemos destacar Cu-Be, Cu-Sn e Cu-Pt. O Ni e o Co, freqüentemente são adicionados às ligas de Cu para que a solubilidade seja deslocada para temperaturas mais elevadas com relação aos sistemas binários de Cu-Sn e Cu-Pt. A adição de Ni-Pt ou Ni-Sn ao Cu em porcentagens iguais ou inferiores a 1,5 % aliado a tratamentos termos-mecânico alteram as propriedades do Cu. Estudamos neste trabalho sete diferentes ligas: três ligas de Cu-Ni-Pt 1 (97,99 % Cu - 1,55 % Ni - 0,46 % Pt), 2 (99,33 % Cu - 0,23 % Ni -0,43 % Pt) 3 (98,01 % Cu - 0,48 % Ni - 1,51 % Pt); três ligas de Cu-Ni-Sn 4 (98,31% Cu - 1,12 % Ni - 0,58 % Sn), 5 (98,79 % Cu – 0,57 % Ni - 0,65 % Sn), 6 (98,39% Cu – 0,46 % Ni – 1,16 % Sn) e Cu eletrolítico 0 (0,0058 % Pb - 0,0007 % Fe - 0,0036 % Ni - 0,0024 % Ag). As referentes ligas foram desenvolvidas a partir de um forno a arco voltaico e passaram por tratamentos termo-mecânicos pré-determinados. As microestruturas foram analisadas diretamente por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura / EDS e indiretamente por medidas de dureza Vickers e condutividade elétrica. O objetivo deste trabalho, portanto, foi observar e constatar os efeitos da mudança da microestrutura em relação às propriedades dureza e condutividade elétrica. / The Cu and its alloys have different applications in the owed modern society the excellent electric properties, thermal conductivity, resistance to the corrosion and other properties. These applications can be in valves, pipes, pots for absorption of solar energy, radiators for automobiles, current driver, electronic driver, thermostats elements and structural parts of nuclear reactors, as, for example, reels for field toroidal for a reactor of nuclear coalition. The alloys used in nuclear reactors, we can highlight Cu-Be, Cu-Sn and Cu-Pt. Ni and Co frequently are added to the Cu alloys so that the solubility is moved for temperatures more elevated with relationship to the binary systems of Cu-Sn and Cu-Pt. The addition of Ni-Pt or Ni-Sn to the Cu in the same or inferior percentages to 1,5% plus thermomechanical treatments changes the properties of the copper. We studied the electric conductivity and hardness Vickers of the Cu-Ni-Pt and Cu-Ni-Sn and compared with the electrolytic Cu. In the proposed flowcharts, breaking of the obtaining of the ingot, we proceeded with thermo mechanical treatments.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2081.pdf: 6174957 bytes, checksum: 676451974da9b2ef21785297b4686072 (MD5) Previous issue date: 2007-10-26 / One of the key points in steel development has been the refinement of the microstructure, however without change the chemical composition with addition of alloy elements. The refinement of the ferrite grain size leads simultaneously to an increase in strength and toughness. Ultrafine grains can be produced through thermomechanical controlled treatments, generated by dynamic strain-induced phase transformation (g®a), which also can be associated with others dynamic phenomena, such as dynamic recrystallization. In this work a low and a middle carbon steel were previously austenitized at 900ºC for 180 s and cooled at 1ºC/s to a given deformation temperature established in relation to their critical temperatures. The deformation were applied with a strain of 2,5 at a strain rate of 1 s-1. The behavior of the materials during the deformation was analyzed using the stress-strain curves obtained from torsion experiments. After deformation, the samples were air cooled and the final microstructure characterized by scanning electron microscopy. It was determined with success a route capable to produce ultrafine ferrite grains, where grain size of 1,6 μm were produced for the Cos Ar 60 steel and 1,3 μm for the SAE 1548 steel. / Um dos pontos chave no desenvolvimento de aços têm sido o refinamento da microestrutura, porém sem alterar a composição química com a adição de elementos de liga. O refinamento do tamanho de grão ferrítico conduz simultaneamente a um aumento de resistência e tenacidade. Grãos ultrafinos podem ser produzidos através de tratamentos termomecânicos controlados, gerados pela transformação dinâmica de fase (g®a) induzida por deformação, podendo estar ainda associado a outros fenômenos, como recristalização dinâmica. Neste trabalho um aço com baixo e outro com médio teor de carbono foram previamente austenititizados a 900ºC por 180 s, sendo em seguida resfriados a uma taxa de 1ºC/s e deformados por ensaios isotérmicos de torção em temperaturas estabelecidas segundo suas temperaturas críticas de transformação. As deformações foram aplicadas com uma quantidade de 2,5 e a uma taxa 1 s-1. O comportamento dos materiais durante a deformação foi analisado utilizando as curvas de escoamento plástico obtidas dos ensaios de torção. Após a deformação, as amostras foram resfriadas ao ar e a microestrutura final caracterizada por microscopia eletrônica de varredura. Foi determinada com sucesso uma rota capaz de produzir grãos ferríticos ultrafinos, onde grãos de 1,6 μm foram produzidos para o aço Cos Ar 60 e 1,3 μm para o aço SAE 1548. Um dos pontos chave no desenvolvimento de aços têm sido o refinamento da microestrutura, porém sem alterar a composição química com a adição de elementos de liga. O refinamento do tamanho de grão ferrítico conduz simultaneamente a um aumento de resistência e tenacidade. Grãos ultrafinos podem ser produzidos através de tratamentos termomecânicos controlados, gerados pela transformação dinâmica de fase (g®a) induzida por deformação, podendo estar ainda associado a outros fenômenos, como recristalização dinâmica. Neste trabalho um aço com baixo e outro com médio teor de carbono foram previamente austenititizados a 900ºC por 180 s, sendo em seguida resfriados a uma taxa de 1ºC/s e deformados por ensaios isotérmicos de torção em temperaturas estabelecidas segundo suas temperaturas críticas de transformação. As deformações foram aplicadas com uma quantidade de 2,5 e a uma taxa 1 s-1. O comportamento dos materiais durante a deformação foi analisado utilizando as curvas de escoamento plástico obtidas dos ensaios de torção. Após a deformação, as amostras foram resfriadas ao ar e a microestrutura final caracterizada por microscopia eletrônica de varredura. Foi determinada com sucesso uma rota capaz de produzir grãos ferríticos ultrafinos, onde grãos de 1,6 μm foram produzidos para o aço Cos Ar 60 e 1,3 μm para o aço SAE 1548.

Orientador: Prof. Dr. Sydney Ferreira Santos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2018. / Molas automotivas são componentes de segurança veicular que demandam um controle rigoroso de suas características. Por este motivo, necessitam ser confeccionadas a partir de aços de alta qualidade, tanto em termos microestruturais quanto de propriedades mecânicas. A fabricação de tais molas envolve diversas etapas de processamento, destacando-se as de tratamentos térmicos e termomecânicos, que são críticas na determinação do desempenho da mola. No presente trabalho, foi investigada a influência dos parâmetros de tratamentos térmicos e termomecânicos na microestrutura e microdureza do aço mola SAE 9254. Como primeira etapa deste trabalho, foi avaliada a influência dos parâmetros de tratamentos térmicos na microestrutura do aço SAE 9254. Este estudo foi realizado com amostras tratadas em forno convencional e também simulando os ciclos térmicos destes tratamentos num dilatômetro de têmpera, que permitiu determinar a sequência de transformações de fases durante a têmpera, para taxas de resfriamento selecionadas. Analisou-se também a influência dos tempos e temperaturas de austenitização empregados nas temperaturas de transformações de fase. Observou-se que a evolução do tamanho médio dos grãos austeníticos prévios apresentou comportamento cinético esperado em função das variáveis adotadas. Foi também possível determinar as mudanças nas temperaturas de transformações de fase (Ar1, Ar3, Ac1, Ac3 e Ms) em função das taxas de resfriamento investigadas. Com base nas informações de dilatometria, foi determinado o diagrama de transformação em resfriamento contínuo (TRC) do aço SAE 9254. Na segunda etapa desta tese, amostras do mesmo aço foram tratadas termomecanicamente em um simulador físico Gleeble. No tratamento termomecânico, diversos fenômenos metalúrgicos ocorrem concomitantemente, tais como transformações de fases, encruamento, e fenômenos de amaciamento. Por simulação física, é possível identificar diversas informações relativas a estes fenômenos em função dos parâmetros de processamento empregados. Demonstrou-se a forte influência da taxa de deformação em diversos parâmetros das curvas de escoamento plástico, o que foi explicado com base na evolução microestrutural do aço, bem como aspectos relevantes de metalurgia física da liga. / Automotive springs are safety components of the vehicles requiring a rigorous control of all their main features. Therefore, they must be produced from high-quality steels with controlled microstructural features and mechanical properties. The production of such components encompass a number of processing steps, with special attention for heat treatments and thermomechanical treatments which are critical steps to determine the spring performance. In this thesis, the influence of heat and thermomechanical treatment parameters on the microstructure and microhardness of the SAE 9254 steel were investigated. In a first step of this Thesis work, the influence of heat treatment parameters on the steel microstructure was investigated using conventional furnace and quenching dilatometer. This later approach allowed accessing the phase transformations under gone by this steel during quenching for several cooling rates. The influence of asutenitizing times and temperatures on these phase transformations was also accessed. The grain growth of the (previous) austenite phase showed the expected kinetic behavior. Changes in phase transformation temperatures (Ar1, Ar3, Ac1, Ac3, and Ms) were also determined as function of the investigated quenching rates. Based on the information obtained by dilatometry, the continuous cooling transformation (CCT) diagram of the SAE 9254 steel was determined. In the second step, the SAE steel was thermomechanically treated in a Gleeble simulator. During thermomechanical treatments, several metallurgical phenomena take place simultaneously, such as phase transformations, work hardening, and softening. Performing the thermomechanical treatments in a Gleeble machine, some important information can be accessed allowing understanding the metallurgical phenomena taking place as function of the processing parameters investigated. The strong influence of the deformation rate in some relevant aspects of the plastic flow curves could be demonstrated which could be explained based on the microstructural characterization of the steels and fundamental aspects of physical metallurgy.

Metallic materials have considerable importance in biomedical tissue reconstruction structural failed. Currently, the production of new alloys, titanium has been encouraged for biomedical use so as to reduce limitations and elastic modulus of alloy marketed cytotoxicity, in particular Ti-6Al-4V. Alloys Ti-Nb-Sn are an alternative for this purpose. In the current study, alloy Ti-35Nb-2,5SN were obtained by melting the arc, solubilized at 1000 ° C for 12 hours, hot-rolled with 40% reduction in water and cooled. The content of nitrogen and oxygen was verified by melting in an atmosphere of inert gas. The microstructures were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction. The characteristics in fatigue and corrosion - fatigue alloy were determined according to the guidelines noted in ASTM E466. Specimens were machined and fatigue SN curves obtained in air and in an environment with 0.9% NaCl. The micromechanics of fracture were analyzed by scanning electron microscope (SEM). The results were compared with published data for beta stabilized alloys and discussed the potential application of new alloys. / Os materiais metálicos biomédicos apresentam notável importância na reconstrução de tecidos estruturais que falharam. Atualmente, a produção de novas ligas de titânio tem sido incentivada para uso biomédico a fim de reduzir as limitações quanto ao módulo de elasticidade e citotoxicidade das ligas comercializadas, em particular a liga Ti-6Al-4V. As ligas de Ti-Nb-Sn surgem como alternativa para esta finalidade. No estudo atual, ligas de Ti-35Nb-2,5Sn foram obtidas por fusão a arco voltaico, solubilizadas, laminadas a quente com 40 % de redução e resfriadas em água. O teor de nitrogênio e oxigênio foi verificado por fusão em ambiente de gás inerte. As microestruturas foram caracterizadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X. Corpos de prova de fadiga foram usinados e submetidas a ensaio para obtenção de curvas S-N ao ar e em ambiente com 0,9 % de NaCl e baixa frequência. Os micromecanismos de fratura foram analisados em microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os resultados foram comparados com os dados publicados na literatura para outras ligas beta estabilizadas e foram discutidos os potenciais de aplicação das novas ligas. Os resultados dos ensaios mostraram que o limite de fadiga tende a coincidir com a tensão limite para o início do movimento de discordâncias.