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By Cínthia Toshimi Ogata

Processos de fundição de ligas de alumínio com altos teores de Mg são um desafio da indústria, uma vez que diferentes taxas de resfriamento ocorrem em geometrias diversas. Este trabalho tem como objetivo caracterizar a liga de alumínio AA5052 com variações em teores de Mg por meio de experimentos de solidificação direcional transitória, e compreender seus efeitos com relação a evolução de parâmetros térmicos, microestruturais, e propriedade mecânica. As leis experimentais de evolução do espaçamento dendrítico primário (?1) com relação a taxa de resfriamento resultam em: ?_1=640 ?T ?_L?^(-1/4) para a liga 5052 com 2,4%Mg e ?_1=300 ?T ?_L?^(-1/4) para a liga com 3,2%Mg. As leis de crescimento de espaçamento dendrítico secundário (?2) com relação a velocidade de solidificação resultaram em: ?_2=27 ?V_L?^(-1,1) para a liga 5052 com 2,4%Mg e ?_2=15 ?V_L?^(-1,1) para as ligas com 2,6%Mg e 3,2%Mg. Maiores teores de Mg na liga AA5052 proporcionaram uma expressiva redução no valor de ?2 para uma determinada VL. A evolução da dureza mostrou-se diretamente relacionada ao tamanho e a distribuição dos intermetálicos presentes, sendo ?2 o fator predominante neste controle.

Oct 30, 2017

By Everton Pizzio

Parafusos utilizados para fixação de partes submetidos a carregamentos cíclicos estão sujeitos a falhas por fadiga. No estudo do conjunto carcaça/corrediça de um compressor fixado por parafusos prisioneiros - ISO M24x3, que fixam o flange da corrediça falharam prematuramente por fadiga. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia para otimizar o desempenho em fadiga do conjunto parafusado. Para tanto, foram realizados ensaios de fadiga visando o melhor processo de fabricação no desempenho em fadiga. Observou-se que o processo de laminação da rosca seguido de tratamento térmico é o mais adequado para o caso em estudo. A conclusão principal foi que a configuração atual de união do flange com a carcaça, resulta num baixo índice de aperto que é verificado através das cargas máximas que são transferidas diretamente ao parafuso e que aumentando o comprimento do parafuso através da inserção de uma bucha extensora, aumenta a vida em fadiga

Aug 17, 2017

By Cláudio Antônio Goulart Valadares

O fluxante para aços baixo carbono, aplicado no lingotamento contínuo de placas, apresenta como características a temperatura de fusão entre 1.030°C e 1.070°C e a tendência a cristalização suprimida. Desta forma, o filme de escória apresenta predominantemente a fase vítrea que facilita a transferência de calor na interface molde de cobre e pele de aço em solidificação. Há uma tendência em retirar ou reduzir o teor de flúor nos fluxantes, com o objetivo de minimizar a erosão da câmara de exaustão do lingotamento contínuo, além de ser um risco potencial para a saúde e segurança e do aumento da taxa de erosão da válvula submersa. Este trabalho apresenta os resultados de análise dos filmes de escória do fluxante referência e a sua versão isenta de flúor via microscópio eletrônico de varredura e microscópio óptico de luz polarizada. Mais resultados como difratometria de raios-X e análises térmicas também complementam esta análise assim como algumas características físico-químicas dos produtos em questão.

Jul 30, 2018

By André de Albuquerque Vicente

Foram estudadas as microestruturas de quatro juntas soldadas de aço inoxidável austenítico produzidas através do processo MIG/MAG com diferentes gases de proteção, dentro de um projeto que visava estudar o comportamento de juntas soldadas de aços inoxidáveis austeníticos a altas temperaturas. Utilizou-se o metal de adição 22.12.HT e diferentes gases de proteção: 100% Ar, Ar + 2% CO2, Ar +4% CO2 e Ar + 20% CO2. Para cada mistura gasosa, foi soldado um corpo de prova. Estudouse a variação das frações volumétricas de ferrita delta em função dos diferentes gases de proteção utilizados. Observou-se aumento no teor de carbono e consequente diminuição das frações volumétricas de ferrita delta nos metais depositados com gases de proteção com maiores concentrações de CO2, evidenciando-se que o carbono é um forte estabilizador da austenita nos aços inoxidáveis austeníticos.

Aug 17, 2017

By Pedro Cunha Alves, Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Augusto Lachini Pereira, Julio Aníbal Morales Pereira

The capacity of steelmaking slags (CaO-SiO2-Al2O3-MgO) on inclusion removal from liquid steel was investigated through experimental conditions. Laboratory experiments with slag and steel samples (with inclusion population known) were performed using a vertical electric resistance furnace at 1600 ºC. After the melting experiments, slag and steel samples were separated and analyzed regarding their chemical composition and inclusion population evolution. The capacity of slags on inclusion removal was evaluated based on the thermodynamics (solid and liquid phases proportion, phase composition and effective viscosity of slags) calculated using the FactSageTM 7.2. Results indicated that changes in the composition of slags (regarding CaO/SiO2 e Al2O3) presented effects on the steel cleanliness. The total inclusion density decreased in all steel samples and the removal of inclusions by slags shows a tendency to improve as their viscosity decreases (< 0.23 Pa.s).

Oct 1, 2019

By Antonio Lourenço Batista de Souza

Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação de tiras a quente de aços C-Mn, durante a etapa de acabamento, via DEFORMTM3D. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais descritos na literatura. Utilizando-se o modelo termomecânico, foram feitas análises de sensibilidade por meio de alterações no fator de atrito e coeficiente de transferência de calor por condução, uma vez que não há um conhecimento preciso dos valores destes parâmetros para o processo simulado. Com isto, foram analisadas as alterações que a mudança destes parâmetros podem causar na carga e temperatura de laminação, perfil de deformação, fração recristalizada e tamanho de grão. O aumento do atrito provoca um aumento na carga de laminação, na homogeneidade do perfil de deformação e menor tamanho de grão. O aumento no coeficiente de transferência de calor, diminui a temperatura superficial da tira, o tamanho de grão e gera um aumento na carga de laminação. Assim, neste estudo foi mostrado a eficácia do modelo em predizer o comportamento do aço no processo de laminação a quente.

Aug 16, 2017

By Alexandre de Souza Rios

Neste estudo, caracterizações morfológicas e mecânicas foram utilizadas em fibras de coco brasileiras na condição como recebida e tratadas superficialmente (por NaOH, aquecidas e por NaOH seguido de aquecimento) e em mantas de fibras de coco fabricadas por compressão. Para a análise morfológica foi utilizada a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e para a análise mecânica foi utilizado o ensaio de tração uniaxial. As análises por MEV apresentaram que as fibras tratadas por NaOH possuem paredes celulares externas mais nítidas e partículas circulares com diâmetros de aproximadamente 10 µm. O tratamento químico alterou a parede externa das fibras de coco; em uma das amostras foram vistas microtrincas da ordem de 7 a 60 µm em virtude do tratamento seguido de aquecimento. O módulo inicial (módulo de elasticidade) e a tensão de ruptura diminuíram com o aumento de diâmetro nas quatro condições de fibras de coco estudadas. A geometria e a massa da manta de fibra de coco influenciaram no seu comportamento mecânico.

Aug 16, 2017

By Bráulio Campagnaro Santana

Na indústria da mineração, a liga Fe-Cr-C destaca-se como um revestimento duro em chapas de desgaste objetivando aumentar a vida útil do ativo. Três ligas, duas delas contendo Fe-Cr-C, sendo uma com aproximadamente 28% (p) de Cr e outra com 38% (p) de Cr e uma terceira liga com 24% (p) de Cr e 7,0% (p) de Nb foram levadas a ensaios de desgaste abrasivo roda de borracha conforme norma ASTM G65-04, além de medições de dureza, microdureza e caracterizações microestruturais. Constatou-se que os revestimentos contendo Nb, depositados com uma ou duas camadas de solda, possuem maior resistência ao desgaste abrasivo, seguidos pelos com maior teor de Cr. Os revestimentos que possuem maior fração volumétrica de carbonetos, finamente distribuídos na matriz, apresentaram os melhores resultados na resistência ao desgaste. Analisando no microscópio confocal 3D os revestimentos contendo Cr, notou-se que os mecanismos de desgaste são do tipo microcorte e microssulcamento, enquanto naqueles contendo nióbio prevalece o desgaste por rolamento em boa parte da superfície. A liga contendo Nb apresenta o melhor desempenho na resistência ao desgaste abrasivo em relação às demais, e se torna viável economicamente sua aplicação na indústria.

Oct 30, 2017

By Antônio Carlos Simões de Santana Filho

Este trabalho propõe a utilização de simulação computacional adotando princípios de volumes finitos para avaliação do escoamento gasoso em torre de apagamento de coque. Tal simulação poderá fornecer dados, favorecendo a aplicação de tecnologias para redução e controle de emissões de material particulado no período do banho do coque, assim como estimar as variações e características da pluma emitida com a instalação de dispositivos de controle ambiental. Neste estudo são destacados os principais fatores para aplicação da simulação computacional, considerando as condições de contorno; modelos de evaporação; propriedades termofísicas e previsão de saída. Como variáveis de entrada para o modelo apresentado, foram selecionadas a concentração e granulometria do material particulado de vapor d’água da torre de apagamento de coque, através de ensaio de isocinética; as características físico-químicas da água de apagamento; as condições estruturais da torre de apagamento de coque e ciclos de apagamento de coque. Para validar a proposta apresentada, são mostrados resultados baseados nas simulações com o modelo computacional proposto.

Oct 30, 2017

By Jorge Magalhães Ávila de Paula

A aplicação de materiais metálicos exige que os mesmos sejam submetidos a etapas de conformação mecânica. Estes procedimentos elevam significativamente a densidade de descontinuidades, alterando a morfologia dos grãos, assim como o estado de tensão induzida na estrutura. Os materiais submetidos a processos de conformação, em especial aos de conformação a frio, são submetidos, após a deformação, a um tratamento térmico denominado de recozimento de recristalização, cujo objetivo é recuperar a estrutura e recristalizar os grãos. Neste contexto, estudou-se a viabilidade de aplicação da técnica de calorimetria diferencial (DSC), como ferramenta para a determinação da temperatura de início de recristalização de aços. Para a execução deste trabalho, foram utilizados amostras de aço SAE1010 que foram deformadas a frio e em seguida submetidas a rampas de aquecimento em um equipamento DSC. A técnica de DSC evidenciou apenas o início do fenômeno de recuperação do material. Algumas amostras deformadas foram submetidas a tratamentos térmicos de recozimento de recristalização a 500°C, 600°C e 700°C. A partir da caracterização microestrutural e de ensaios de microdureza, calculou-se os valores de k e n do modelo de Avrami para as amostras tratadas a 600°C e 700°C, obtendo-se após isto a energia de ativação para as deformações de 69,6% (199,5KJ) e 87% (178,4KJ). À 500°C, as amostras não se recristalizaram, confirmando esta temperatura abaixo da crítica para as deformações estudadas.

Aug 16, 2017

By Qingwen Dai

The Marangoni effect is an important phenomenon where a surface tension gradient drives liquid towards high surface tension regions. Temperature gradient, evaporation, disparity of viscosity, and surface roughness and topography are all significant factors that can affect this thermo-capillary migration. The purpose of this study was to investigate the influence of micro-groove patterns on the migration of paraffin oil, and obtain a well-designed texture of micro-grooves to prevent the thermo-capillary migration. Patterns of micro-grooves with differing orientations and geometric parameters were fabricated on the surface of SUS 316 stainless steel substrates. Experiments on the migration behavior with different viscosities of paraffin oils were carried out various temperature gradients. The experimental phenomena indicated that the surface with the micro-grooves perpendicular or parallel to the temperature gradient have a strong impact on the migration performance of paraffin oil. Micro-grooves perpendicular to the temperature gradient exhibited extraordinary slower migration velocity than that of the parallel one. Width and depth of micro-grooves had an obvious influence on the behavior of temperature-driven migration and detail discussions on the effects of these geometric parameters were carried out.

Jul 31, 2018

By Lucas Ribeiro Ramos

Este trabalho investigou as alterações microestruturais e de dureza em amostras da liga eutética Al-11%Si-5%Ni submetidas ao tratamento por refusão superficial a laser (RSL). Nos tratamentos, foram realizadas seis combinações de parâmetros de velocidade de varredura (V) e potência (P) do laser. As seis trilhas resultantes do processo de refusão a laser foram examinadas por microscopia óptica para verificação da mudança das dimensões das trilhas, por microscopia eletrônica de varredura para averiguação do refino microestrutural e por ensaios de microdureza Vickers para verificação do aumento de dureza. Foi estabelecida uma correlação entre espaçamento dendrítico primário (?1) e microdureza envolvendo resultados do presente experimento RSL e outro envolvendo fundição convencional. A RSL foi eficaz no refinamento da microestrutura, formando dendritas de a-Al e região eutética interdendrítica, obtendo ?1 mínimo de 0,86 µm e elevação da microdureza em até 88% se comparada a microestrutura bruta de fundição.

Oct 30, 2017

By Karla Carolina Alves da Silva

Esse trabalho tem por objetivo, propor a utilização de um dispositivo, criado na UFPE, para estudar a fadiga funcional e mecânica num atuador de Ti-Ni com memória de forma. Inicialmente, fios de Ti-Ni com efeito memória de forma, com 0,89 mm de diâmetro, foram submetidos a um tratamento térmico de homogeneização por 24 horas a temperatura de 500ºC e têmpera em água a 25ºC. Posteriormente, os mesmos foram submetidas a calorimetria diferencial de varredura para obtenção das temperaturas de transformação. De posse desses dados, foram confeccionados atuadores com a forma de mola helicoidal. Utilizando o dispositivo proposto, esses atuadores foram submetidos às deformações cíclicas, com expansão total de 10mm, num banho térmico programável, a temperatura constante de 85ºC, na condição supereslástica, essa etapa é denominada neste trabalho de ciclo rápido. Com o objetivo de analisar o efeito dessas deformações cíclicas sobre as temperaturas de transformação e a capacidade de recuperação de forma dos atuadores foi realizada um segunda etapa, aqui denominada de ciclo lento. Nessa etapa, os atuadores foram solicitados à esforços de tração equivalentes a tensão de cisalhamento no fio de 70 MPa, dentro do intervalo de temperatura entre 15°C e 85°C, e tiveram o deslocamento e as temperaturas de transformação monitorados por um sensor LVDT e por um termopar respectivamente. Os ciclos rápidos e lentos são intercalados periodicamente. Dessa forma, observou-se a influência da ciclagem termomecânica na degradação do efeito de memória de forma.

Aug 16, 2017

By André de Albuquerque Vicente

O valor do PREN da liga pode levar a uma previsão equivocada da resistência à corrosão por pite pois, caso haja um desbalanceamento das frações volumétricas da ferrita d e da austenita, as composições químicas das fases poderão ser muito diferentes daquela da liga. Neste caso o PREN de uma das fases pode ficar abaixo do PREN da liga. Caracterizou-se três chapas de aços inoxidáveis duplex laminados com diferentes PRENs: UNS S32304 (Lean Duplex), UNS S31803 (Duplex) e UNS S32750 (Super Duplex). Várias técnicas complementares de análise microestrutural foram utilizadas, tais como de espectrometria de emissão ótica, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura com EDS acoplado. Realizaram-se análises metalográficas quantitativas para a determinação das frações volumétricas de ferrita d e da austenita e análises químicas semi-quantitativas das fases presentes utilizando-se um MEV com EDS acoplado.

Oct 30, 2017

By Fábio Dian Murari

Investigou-se neste estudo, em escala de laboratório, o efeito do tempo de encharque de placas na dissolução de precipitados e nas propriedades mecânicas de aços microligados ao Nb e Ti, produzidos como chapas grossas. Para as temperaturas utilizadas, verificou-se que a aplicação de tempo de encharque de até 50 min, após o reaquecimento com tempo de permanência de 250 min, não exerceu influência significativa nas propriedades mecânicas dos aços investigados. Este resultado foi associado à dissolução total de precipitados finos (&lt; 100 nm) durante a etapa de aquecimento e à desprezível dissolução durante a etapa de encharque de precipitados grosseiros, localizados principalmente no centro da espessura da placa, em regiões de microssegregação.

Oct 30, 2017

By Paulo Augusto Cota Leite

Os aços inoxidáveis martensíticos, em geral, aliam boas propriedades mecânicas e satisfatória resistência à corrosão, características associadas à possibilidade de realização de tratamentos térmicos de têmpera e revenimento. Nesse contexto, no presente trabalho foram avaliados os efeitos das condições desses tratamentos na microestrutura e nas propriedades mecânicas de um aço inoxidável martensítico de médio teor de carbono. Foram consideradas três temperaturas de aquecimento na têmpera e seis temperaturas de revenimento. A avaliação microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de ensaios de dureza. Foi observada a elevação na dureza do aço com o aumento da temperatura de aquecimento na têmpera, assim como a dissolução dos carbonetos presentes no material. No revenimento subsequente observou-se o aparecimento do pico de dureza referente ao endurecimento secundário a uma temperatura de 500°C.

Aug 17, 2017

By Eduardo Amado Marconato

Na usina siderúrgica de Cubatão da Usiminas, o forno de reaquecimento de placas do LTQ2 utilizava como gás combustível a composição de gases de coqueria, alto forno e natural. A partir da interrupção da produção das áreas primárias (Redução e Aciaria) em Cubatão, o equipamento precisou ser adaptado para uso exclusivo do gás natural como gás combustível. Além das adequações feitas nos sistemas de controle de combustão foram adotadas ações para redução do consumo de combustível como desenvolvimento de novos procedimentos de acendimento do forno, reduzindo o número de queimadores ligados visando aproveitar melhor o calor gerado pela combustão do gás natural. O sistema de combustão foi reconfigurado, permitindo reduzir a temperatura da zona de pré-aquecimento e o tempo de permanência no forno, com isso a economia alcançada no consumo térmico superior a 7%.

Oct 30, 2017

By Gerson Evaristo de Paula Júnior, Bruno Santos Malaquias, Henriquison Magela Bottrel Reis

O desafio no processo de coqueificação está relacionado à elaboração de misturas de carvões que produzam coque com a qualidade para utilização nos altos-fornos. Foi avaliada, em escala piloto, a influência de materiais inertes (coque verde de petróleo [CVP], antracito e carvão com alto teor de inerte [CATI]) às misturas de coqueificação sobre a formação de microtexturas e a qualidade do coque. Os resultados indicaram que, para a mistura avaliada, a adição do CVP até 30% produziu coque com qualidade (DI15-150) adequada para os altos-fornos da Usiminas. As principais microtexturas foram do tipo mosaico, fragmentária, fusita, inerte anisotrópico e o próprio CVP. O antracito provocou redução significativa de DI15-150 e CSR. A análise de microscopia óptica revelou partículas livres na matriz de coque, contribuindo para a queda de qualidade. A adição de CATI às misturas de coqueificação resultou em forte queda na qualidade do coque e a microtextura do tipo mosaico foi predominante. De forma geral, o carvão com alto teor de inertes foi o que apresentou menos benefícios, diferentemente do CVP, que apresentou melhor resultado para ser utilizado nas misturas de coqueificação da Usiminas.

Oct 1, 2019

By Rodrigo Camargos Barroso

Os fenômenos de solidificação no lingotamento contínuo são altamente dependentes da velocidade de lingotamento e das condições de extração de calor do molde. Por sua vez, equipamentos como os agitadores eletromagnéticos, alteram significativamente o escoamento na região do molde, influenciando o perfil térmico e ajudando na redução do calor de superheat. Simular simultaneamente o escoamento, o transporte de energia e a solidificação é um dos objetivos deste trabalho. O modelo emprega o software Ansys/Fluent e é aplicado ao lingotamento contínuo de moldes redondos. Como resultado, obteve-se os mapas de temperatura e a espessura de casca na saída do molde para diferentes velocidades de lingotamento e correntes de agitação. Experimentos realizados em planta buscam comprovar as previsões do modelo. Espera-se, por fim, criar um padrão operacional no lingotamento contínuo buscando otimizar o uso do agitador eletromagnético em função da velocidade de lingotamento e da temperatura de superheat.

Jul 30, 2018

By Luciana Angelita Machado

Os rejeitos gerados na mineração de carvão, sob condições atmosféricas e a possível presença de bactérias acidofílicas proporcionam a oxidação primária do sulfeto de ferro, formando sulfatos e ácido sulfúrico. Com a redução do pH da água, ocorre a mobilização de metais contidos no material, gerando a drenagem ácida de mina (DAM). A DAM causa um impacto nocivo na qualidade da água superficial ou subterrânea. Uma das tecnologias de prevenção da geração da DAM consiste no método de aditivos alcalinos. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o controle da DAM pela mistura de rejeito de carvão com escória de aciaria elétrica do forno panela. A metodologia utilizada baseou-se nos ensaios estáticos e ensaios cinéticos. Os resultados demonstram que o rejeito de carvão gera DAM. Contudo os problemas ambientais podem ser em grande parte resolvidos pela mistura do rejeito com a escória na proporção acima de 10:10. Os ensaios cinéticos demonstram que, nessa condição, ocorre aumento do pH e redução do potencial redox e sulfatos na água lixiviada. Desta forma, a disposição conjunta de escória de aciaria elétrica do forno panela com rejeito de carvão é uma alternativa viável para o controle da geração de DAM em minerações de carvão.

Jul 30, 2018