Repositório RCAAP

Este trabalho apresenta a análise termo-mecânica do aço inoxidável martensítico 423Co quando submetido a um ensaio de fadiga térmica visando simular as condições de trabalho de rolos de lingotamento contínuo. Para tanto, foi desenvolvido um equipamento que reproduzisse o comportamento dos materiais quando submetidos a contínuos gradientes térmicos. Nesse estudo foram considerados os seguintes parâmetros: o sistema de aquecimento e resfriamento para geração dos ciclos térmicos; o tipo e geometria do corpo-de-prova; a restrição total e o controle do estado de tensões aplicados no corpo-de-prova durante o ensaio. O monitoramento e o controle desses parâmetros foram realizados por um sistema de aquisição de dados que permitiu a correção "in-locu" dos mesmos durante o ensaio. Foi observado que esses parâmetros propiciaram de forma eficaz a simulação eficientemente do fenômeno da fadiga térmica, nos materiais estudados, principalmente no aço inoxidável martensítico 423Co, foco desse trabalho. Os ensaios de fadiga térmica realizados no equipamento mostram a evolução dos principais mecanismos de deterioração nos metais, particularmente para o aço inoxidável martensítico 423Co utilizado como revestimento dos rolos de lingotamento contínuo.

Pastilhas PDC (polycrystalline diamond compact) são compósitos diamantados, onde o suporte de metal duro (WC/Co) absorve a energia de impacto sofrida pela camada diamantada, aumentando a vida útil da ferramenta. A pastilha é formada através da compactação e sinterização de pós de diamante com materiais ligantes (cobalto) utilizando técnicas de alta pressão e alta temperatura (HPHT). Esta ferramenta é utilizada para corte e usinagem, e em perfuração de poços de óleo e gás (brocas). Face à questão estratégica industrial, poucos estudos foram publicados sobre o processamento e caracterização destas ferramentas. Neste tocante, este trabalho visa o estudo da influência de alguns parâmetros de corte no desgaste dos cortadores PDC, simulando a situação de corte, quais sejam: forças sobre o cortador, temperatura na zona de corte, rotação da mesa de granito e ângulo de corte. Correlacionando estes parâmetros, descobrem-se quais deles influenciam mais no desgaste das pastilhas. Os ensaios foram realizados em um simulador físico de corte e abrasão que forneceu os resultados para análise. No presente estudo, a condição de corte que propiciou melhores resultados, foi 15kgf/30rpm/10º, onde se obteveram-se os menores valores de desgaste - 0,00002g.

O desenvolvimento de solda sem chumbo tem sido uma tarefa árdua para cientistas de materiais pelas preocupações com a saúde e com o meio ambiente devido ao conteúdo de chumbo das soldas convencionais. O objetivo do presente trabalho é investigar a influência dos parâmetros da microestrutura dendrítica nas propriedades mecânicas das ligas sem chumbo: Sn-4 e 12%p Zn. Amostras das ligas em estudo foram obtidas por experimentos de solidificação conduzidos em um aparato que proporciona uma solidificação unidirecional vertical ascendente refrigerado à água (25 °C ±2°C), o qual garante a extração de calor apenas pela base do lingote em regime transitório de extração de calor. Os resultados experimentais permitiram estabelecer correlações entre parâmetros térmicos e espaçamentos dendríticos secundários com a resistência à tração e alongamento. Conclui-se dos resultados experimentais que o alongamento específico mostra-se significantemente melhorado (em torno de 10%) com o refino microestrutural para ambas as ligas. Encontrou-se também que em taxas de resfriamento na faixa entre 0,5 e 10 ºC/s, a liga Sn-4%p Zn é aquela que apresenta a menor variação entre limites de resistência à tração (31 a 32 MPa) e alongamento que a liga Sn-12%p Zn (29 a 33 MPa).

El presente trabajo estudia la evolución de la estructura de una mezcla de polvos Cu-8% peso de Cr, aleada mecánicamente, por medio del análisis de perfiles de difracción de rayos X. Se encontró que al aumentar el tiempo de molienda, el tamaño de cristalitas y la energía de falla de apilamiento disminuyeron, y los valores de microdeformación y probabilidad de falla de apilamiento aumentaron. La distribución de cristalitas se desplazo hacia valores menores de tamaño de cristalitas al incrementar el tiempo de molienda. Después de 50 horas de molienda, los datos indicaron que se ha producido una solución sólida de cromo en cobre.

Neste trabalho investigou-se a modificação de superfície do titânio pela irradiação com feixe de Laser Nd:YAG. Os parâmetros do laser como a potência, o comprimento de onda, a frequência, a velocidade de varredura e a área de exposição foram mantidos constantes, exceto o espaçamento da matriz, o qual foi de 0,01 e 0,02 mm. A caracterização da superfície foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de Raios X (DRX), sendo que os espectros foram refinados pelo método Rietveld. Pela análise de MEV, observou-se uma mudança na topografia, obtendo uma superfície rugosa produzida pelo fenômeno de ablação. As análises por Rietveld dos espectros de difração de raios X detectaram TiN, Ti2N, TiO2 (anatásio e rutilo), sendo que a amostra com espaçamento 0,01 mm apresentou uma maior quantidade de óxidos e nitretos. Isso pode ser devido à sobreposição do feixe, induzindo à formação de uma superfície com maior estabilidade termodinâmica. Os óxidos e nitretos obtidos são de grande importância, pois são responsáveis por produzir uma maior interação entre o osso-implante.

A energia absorvida no impacto transversal do laminado híbrido metal/fibra Glare® foi determinada por três diferentes métodos. O primeiro método utiliza um sofisticado aparato Laser-Doppler que registra a aceleração e a desaceleração do impactador ao longo do evento de choque mecânico por queda-de-peso, enquanto que o segundo se baseia apenas nos dados de carga de impacto contra o tempo de contato do impactador com o espécime. Já o terceiro método considera somente as velocidades do impactador pré- e pós-impacto. Concluiu-se que as duas primeiras metodologias geram resultados bastante similares entre si, com o material em geral absorvendo cerca de 70% da energia disponibilizada no impacto, enquanto que a terceira abordagem apresentou resultados excessivamente não-conservadores. As propriedades residuais em flexão dos laminados previamente danificados por impacto demonstraram que o módulo de elasticidade é o parâmetro mais confiável para a monitoração do grau de integridade estrutural do compósito híbrido.

A nitretação consiste de um tratamento de endurecimento superficial, sob a ação de um ambiente nitrogenado, a temperatura e tempo determinados, podendo ser convencional (líquida e gasosa) ou por plasma. Neste trabalho foi utilizado o aço ferramenta AISI H10 modificado, nitretado a plasma com pós-oxidação e em banho de sal, visando à obtenção de uma camada com elevada dureza e resistente à corrosão. A microestrutura da camada nitretada foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura e por difração de raios-X. A profundidade efetiva da camada foi determinada pelo perfil de microdureza e a resistência à corrosão foi avaliada em solução aquosa de 0,5 mol L-1 de cloreto de sódio, por ensaios de polarização potenciodinâmicos, e por ensaios em câmara de névoa salina. A microestrutura obtida após o tratamento térmico prévio de têmpera e revenimento, foi uma matriz constituída de martensita revenida, com a presença de carbonetos esferoidizados, dispersos homogeneamente na matriz. A camada nitretada produzida pelo tratamento em banho de sal apresentou camada de difusão com 150µm de profundidade e camada composta porosa e fragilizante, com espessura de aproximadamente 10µm. A camada nitretada produzida pelo tratamento a plasma com pós-oxidação apresentou camada composta compacta e homogênea, com até 7µm de espessura, e camada de difusão com nitretos precipitados em rede. As superfícies nitretadas a plasma com pós-oxidação apresentaram maior resistência à corrosão quando exposta em solução aquosa de NaCl 0,5 mol L-1.

Este trabalho pretende avaliar o comportamento mecânico das argamassas de assentamento para o uso estrutural, por meio das propriedades de resistência à compressão, tração na flexão e módulo de elasticidade, sob estados de tensões uniaxial e multiaxial. Portanto, estabelecer correlações entre os resultados mecânicos de diferentes traços de argamassas, relações água/cimento e geometria da amostra associada ao modo de ruptura. As principais conclusões obtidas, entre outras, são: existe uma relação potencial entre a resistência a compressão da amostra de geometria cúbica, cilíndrica e a resistência à flexão (amostra de geometria prismática) em função da relação água/cimento; a função linear é a que melhor ajusta os valores médios do módulo de elasticidade em função da resistência à compressão; a envoltória de ruptura da argamassa confinada lateralmente pode ser representada como uma relação linear de Mohr-Coulomb; observou-se, por meio de ensaios de microscopia eletrônica de varredura a existência de fissuras de retração na interface pasta-agregado e poros isolados, devido ao fluxo ascendente de água causado pela exsudação.

Neste trabalho, investigou-se a possibilidade de se aumentar o desempenho mecânico e termomecânico do dielétrico de vidro por meio do tratamento de têmpera de dois estágios, têmpera térmica seguida de troca iônica de curto período. Os dielétricos de vidro de silicato sodo-cáustico foram produzidos por meio de prensagem em uma linha industrial, sendo que a têmpera térmica foi realizada com resfriamento brusco a partir de 580ºC utilizando jatos de ar em um dispositivo rotativo (tournettes) e a troca iônica foi realizada em um banho de KNO3 a 450ºC por 30 min. O dielétrico tratado pelo método de têmpera de dois estágios apresentou, em relação ao dielétrico convencional (temperado termicamente), melhores desempenhos nos ensaios de choque térmico (aquecimento, resfriamento e ciclagem térmica) e maiores valores de módulo de Weibull, m, da força de ruptura em compressão e do tempo de ruptura no choque térmico de aquecimento, enquanto manteve elevadas as propriedades mecânicas (força de ruptura em compressão e energia absorvida no impacto), nos níveis alcançados na têmpera térmica. Os efeitos causados pelo segundo estágio (troca iônica) são discutidos em termos de formação de um perfil de tensão residual favorável ao aumento da confiabilidade mecânica e termomecânica do dielétrico, como conseqüência da atuação simultânea dos mecanismos de estufamento iônico e relaxação de tensão durante o tratamento de troca iônica.

Amostras cilíndricas do aço AISI D2 foram submetidas aos tratamentos térmicos de recozimento, têmpera e revenido e tratadas termicamente em baixas temperaturas para alívio de tensões. Em seguida foram nitretadas em gaiola catódica nas temperaturas de 400 e 480 ºC durante 3 e 4 horas com objetivo de avaliar as melhores condições de tratamento para este material. Nessa técnica as amostras são colocadas num potencial flutuante, dentro de uma gaiola que blinda o potencial catódico. Um estudo sistemático foi realizado para avaliar a eficiência desta técnica na melhoria da dureza deste aço e sem o surgimento dos problemas comuns da nitretação iônica convencional como o efeito de borda. As amostras nitretadas por essa nova técnica apresentaram, para uma duração de tratamento bem inferior, espessuras de camadas, fases cristalinas e durezas, semelhantes àquelas apresentadas na literatura para a nitretação iônica convencional. Observa-se que nas três condições de tratamento térmico, a condição de nitretação que apresentou maior espessura de camada de compostos foi para a duração de 3 horas na temperatura de 480 ºC.

O teste de indentação Vickers tem sido muito utilizado para avaliação da dureza superficial em diferentes tipos de materiais. Devido à sua versatilidade, esta metodologia também é utilizada para avaliar diferentes propriedades mecânicas, como o módulo de Young (E) e a tenacidade à fratura (K IC), principalmente em materiais sinterizados como, por exemplo, o carboneto de tungstênio com cobalto (WC-Co). Este material é usado na fabricação de ferramentas de corte, uma vez que possui altas dureza e resistência à compressão, porém baixa tenacidade à fratura, diminuindo sua vida útil quando submetido a severas condições de desgastes. Entretanto, devido a essas características mecânicas peculiares, o WC-Co apresenta análise difícil através dos ensaios convencionais, principalmente para avaliação da tenacidade à fratura. Por isso, o objetivo do presente trabalho foi avaliar experimentalmente a dureza e a tenacidade à fratura de duas pastilhas comerciais de carboneto de tungstênio contendo cobalto a partir do ensaio Vickers. Um procedimento simples e barato de preparação da amostra consistiu de um polimento seletivo foi utilizado com o intuito de se evitar tensões residuais superficiais. Em seguida, avaliou-se a distribuição dos carbonetos de tungstênio na matriz de cobalto através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados desta análise mostraram uniformidade na dispersão do carboneto de tungstênio na matriz de cobalto, indicando que o processo de preparação da amostra não acarretou grandes tensões residuais superficiais. Determinaram-se os valores de dureza e de tenacidade à fratura das pastilhas estudadas e estes resultados se mostraram de acordo com os dados encontrados na literatura.

The biocompatibility of commercially pure (cp) titanium stems from its chemical stability within an organism, due to a fine film of impermeable titanium oxide covering the metal surface, which guarantees its resistance to corrosion. Despite its biocompatible characteristic, this material does not promote the formation of a hydroxyapatite layer, therefore, many research groups have sought to alter the material's surface, introducing modifications that might influence corrosion resistance. The electrochemical behavior of cp Ti, with hydroxyapatite coating and without hydroxyapatite coating, commonly used in implant materials, was investigated using an artificial saliva solution at 25ºC and pH=7.4. In the conditions of the study it was observed that the hydroxyapatite layer influences the properties of corrosion resistance. This study of the behavior of cp Ti with and without hydroxyapatite coating, in naturally aerated artificial saliva solution at 25ºC, was based on open circuit potential measurements and potentiodynamic polarization curves. At approximately 1x10-6 A/cm² the potential for cp Ti with and without hydroxyapatite coating begins to increase at a faster rate, but at -74mV (SCE) for coated cp Ti and at 180mV (SCE) for uncoated cp Ti the increase in potential begins to slow. This behavior, characterized by a partial stabilization of current density, indicates that in those potential ranges a protective passive film is formed.

A review on the fundamentals and technological advances in the incorporation of industrial solid wastes into red ceramics was updated since 1997, when the first overview on this subject was published by Dondi, Marsigli and Fabbri. Other works conducted before this period, but not covered by that overview were also reviewed. Modifications were introduced in the original categories of wastes to permit a wider variety to be considered. In addition to fuel and fluxing wastes, a category of property affecting wastes substituted the originally proposed fly-ash and plasticity reducing/ plastifying wastes categories. In order to be more comprehensive, this updated review considered industrially relevant subdivisions within each category. Accordingly, fuel wastes encompass: oily residues, blast furnace sludge, and paper industry residues. Fluxing wastes encompass: rejects from ornamental rocks, glassy residues and fluxing ashes. Property affecting wastes encompass: grog, water treatment sludge, steel-refining sludge/slag, non-fluxing ashes, mineral processing tails, galvanic sludge, spent catalyst reject, textile slurry, foundry reject sands, tannery sludge and construction and demolition leftovers.

O objetivo deste artigo foi avaliar os efeitos da agitação mecânica e de adição de refinador de grão na macro e microestrutura e propriedades mecânicas resultantes de três (03) diferentes procedimentos de fundição utilizando-se de uma liga Al-10%Sn. Os processos de fundição para obtenção das amostras foram: i)fundição por gravidade convencional, ii) fundição por gravidade com agitação mecânica do líquido em resfriamento, iii) fundição por gravidade com adição de refinadores de grão, particularmente adição de 1,5% (em peso) da liga-mãe Al-5%Ti-1%B e iv) fundição por gravidade com adição de refinador de grão e agitação mecânica. Resultados experimentais mostraram que os diferentes procedimentos de fundição propiciaram diferentes valores médios dos tamanhos dos grãos correlacionados com diferentes taxas de resfriamento. Taxas na ordem de 0,60 a 0,75 ºC/s propiciaram microestruturas celulares e taxas na ordem de 1,75 a 2,55 ºC/s resultaram em morfologias dendríticas. Foram avaliados também os níveis de porosidade entre as amostras estudadas. Foram correlacionados os resultados do comportamento mecânico, particularmente, limite de resistência à tração, limite de escoamento e alongamento específico com os tamanhos dos grãos, os espaçamentos dendríticos e celulares e os níveis de porosidade resultantes dos três diferentes procedimentos de obtenção das amostras. Conclui-se que o controle da microestrutura do lingote pode ser usado como um método alternativo para produzir componentes fundidos com melhores resultados de propriedades mecânicas e qualidade dos fundidos.

En este trabajo se reporta la síntesis de zeolita LTA y sus posteriores intercambios iónicos con distintas sales inorgánicas. De manera adicional se reportan datos experimentales sobre la estimación del área externa en zeolita LTA intercambiada usando el método t. La caracterización físico-química de estas zeolitas es abordada a través de métodos de Difracción de Rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Infrarrojo (IR) y Adsorción de N2 a 76 K. La zeolita LTA fue sintetizada hidrotérmicamente partiendo de una mezcla compuesta por hidróxido de sodio, aluminato de sodio y silicato de sodio en las relaciones estequiométricas requeridas. Posteriormente se le realizó un intercambió iónico con nitrato de plata y sales en forma de cloruros de K, Ca, Cd, Zn, Cu, y Mn. La zeolita intercambiada con cationes bivalentes, presentó mejores propiedades para la adsorción de nitrógeno. Los espectros de rayos X de la zeolita matriz y de aquella intercambiada mostraron buena cristalinidad. La microscopía electrónica de barrido mostró la presencia de un gran número de cristales definidos y biselados. El estudio de caracterización de textura de la zeolita intercambiada con las distintas sales mencionadas mediante la adsorción de nitrógeno a 76 K mostró que es posible obtener substratos de zeolita LTA que desarrollen altas porosidades. La mayoría de los microporos de estos materiales son supermicroporos (huecos entre 0.7 y 2 nm). El valor de la microporosidad determinada por el método α de Sing para la muestra intercambiada con Ca, revela que los microporos contenidos en la zeolita incluyen ultramicroporos y supermicroporos, en los cuales se lleva a cabo el llenado primario y secundario respectivamente.

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência do tratamento criogênico sobre a usinabilidade do aço rolamento ABNT 52100 temperado e revenido para uma dureza média entre 64 e 65 HRC. Testes de torneamento contínuo a seco foram realizados com ferramentas de corte de alumina mista. Além da influência do tratamento criogênico, o efeito da velocidade de corte e do avanço sobre a vida da ferramenta e acabamento da superfície usinada foi investigado. Não foram encontradas diferenças significativas entre os valores de microdureza das amostras tratadas criogenicamente por 4 e 24 horas e, de uma maneira geral, a amostra tratada por 24 horas apresentou menor rugosidade e propiciou vida mais longa à ferramenta de corte. Finalmente, os índices Sbi e Sci indicam que o aço ABNT 52100 tratado por criogenia em 24h apresenta notáveis resultados para aplicações de deslizamento e retenção de filmes lubrificantes.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto que o conteúdo do co-monômero 3-hidroxivalerato exerce na cinética de degradação térmica de copolímeros P3(HB-x%HV). Filmes dos copolímeros, com diferentes conteúdos de co-monômero 3-hidroxivalerato, foram obtidos pela evaporação controlada de solvente, a partir de suas soluções em clorofórmio (1%m/m). Para o estudo termogramétrico (TGA), foram utilizados 10±0,3 mg de cada amostra, panelas de platina e atmosfera de He (100mL/min). O estudo cinético foi realizado em condições isotérmicas e não isotérmicas. Para as duas condições de análise, foi observado que os copoliésteres estudados apresentaram uma etapa de degradação definida em um curto intervalo de tempo. A análise da cinética do processo de degradação térmica, realizado segundo os métodos isoconversionais de Friedman e Ozawa-Wall-Flynn, indica que a energia de ativação envolvida no processo de degradação térmica é dependente da fração de conversão de massa. Tal dependência pode estar relacionada à ocorrência de clivagem de ligações covalentes com diferentes energias de ligação. Outro fator que pode contribuir para este comportamento é a diferença estrutural provocada pelos co-monômeros 3HB e 3HV. Os resultados obtidos indicam a necessidade de um controle na distribuição das unidades de 3HV, com vista a uma maior estabilidade térmica dos copolímeros. O aumento da estabilidade e, assim, da processabilidade destes copolímeros a partir do fundido, amplia as possibilidades de utilização destes poliésteres ambientalmente corretos.

O artigo teve como objetivo estudar a evolução do crescimento, distribuição e classificação dos pites em aços inoxidáveis austeníticos AISI 310S no estado como recebida e tratado termicamente, submetidos a diferentes tempos de exposição em meio salino. A aplicabilidade deste trabalho baseou-se no desenvolvimento de uma técnica para caracterização morfológica da corrosão localizada, associado com os aspectos de descrição de formas, tamanho, parâmetros específicos e populacionais. A metodologia consistiu nas seguintes etapas: preparação dos corpos de prova, testes de corrosão via névoa salina em diferentes condições, análise microestrutural, análise dos perfis dos pites, processamento digital e análise de imagens, visando caracterizar a distribuição, morfologia e o tamanho dos pites. Os resultados obtidos no processamento digital e análise de imagens dos perfis foram submetidos á análise estatística, utilizando à mediana como parâmetro de avaliação na liga como recebido e tratada. A liga como recebido, exibe a seguinte morfologia: pites hemisféricos> região de transição A> região de transição B> irregulares> cônicos. A quantidade de pites na liga tratada a cada tempo de exposição é: região de transição B> hemisféricos> região de transição A> cônicos> irregulares.

As tensões residuais na superfície e subsuperfície de componentes mecânicos, durante sua manufatura e em serviço, podem afetar o desempenho e representar um importante potencial aos seus desvios de forma e dimensão. Estas tensões residuais também representam um dos principais potenciais para distorções (isto é, empenamentos e mudanças dimensionais) em componentes mecânicos durante a manufatura. Por isso são de grande importância a determinação da distribuição e o controle destas tensões residuais em cada etapa do processo de manufatura. Neste trabalho, foram realizadas comparações entre os resultados de medições de tensões residuais pelos métodos de difração de raios X (XRD) e Furo cego (Hole-drilling). Foram realizadas análises da variação das tensões residuais decorrentes do processo de fabricação de barras cilíndricas de aço AISI 1045. As barras foram analisadas com diferentes níveis de tensões residuais. A partir dos valores de deformações obtidos, foram calculadas as tensões residuais na direção longitudinal para cada ponto ensaiado. Com este trabalho, foi obtida uma comparação do desenvolvimento de tensões residuais na região superficial até uma profundidade de 1mm de barras cilíndricas.

ZnO cross-like structures has been synthesized by a cetyltrimethylammonioum hydroxide (CTAOH)-assisted hydrothermal method at low temperature (60ºC) as a function of the CTAOH concentration. The structure and morphology of the structures ZnO cross-like were studied by means of x-ray diffraction (XRD), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and scanning electron microscopy (SEM).