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By Letícia Gomes Mathias Netto Lima

Propriedades mecânicas podem ser melhoradas por meio de tratamentos térmicos, isso foi demonstrado por meio de estudos ao longo dos anos. O tratamento criogênico tem demonstrado que pode melhorar as propriedades dos aços temperados e revenidos, ao se reduzir a presença da austenita residual e ao promover a precipitação de microcarbonetos. Nesse contexto o presente trabalho, pretende realizar tratamentos de resfriamento e criogenia, buscando melhorias nas propriedades de aços temperados e posteriormente revenidos. Foram preparados corpos de prova em aços SAE 4140 submetidos a tratamento térmico de têmpera (a 850°C), e após foi realizado o tratamento criogênico (-196°C) ou resfriamento (-82°). E por fim, as amostras passaram pelo processo de revenimento. O tratamento criogênico ou de resfriamento são procedimentos que costumam ser utilizados após o tratamento térmico de têmpera, estes consistem em submeter os materiais a temperaturas muito baixas durante períodos prolongados de tempo. Foi realizado ensaio de tração nas amostras já preparadas, assim foi possível realizar um estudo comparativo sobre as mudanças estruturais, morfológicas e mecânicas de um aço SAE 4140. Para as análises estruturais, morfológicas e mecânicas foram utilizadas técnicas de caracterização como microscopia ótica, difração de raios-X e microdureza.

Aug 16, 2017

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 Maria Anita de Paula Negreti

Neste trabalho, foram obtidos compósitos poliméricos de Óxido de Grafite (GO) incorporado em Poli(metaclilato de metila) (PMMA). A obtenção do Óxido de Grafite foi realizada pelo método de Hummers modificado. Em seguida foi ainda adicionada uma etapa secundária de tratamento térmico à 1000ºC no GO obtido a fim de expandir as lamelas de grafite e remover os grupos funcionais aderidos durante o ataque ácido do grafite. As cargas obtidas foram caracterizadas com o auxílio das técnicas de Difração de Raios-X (DRX), constatando a expansão das folhas após o tratamento térmico. O estudo comparativo dos compósitos de matriz polimérica com 3 % de concentração de GO antes e após o tratamento térmico foi realizado com o objetivo de entender a contribuição nas propriedades reológicas do polímero com a adição da carga de GO. Os resultados reológicos apresentaram um aumento da viscosidade complexa tanto no ensaio de Varredura de Tempo, quanto no Cisalhamento Oscilatório de Pequenas Amplitudes (COPA).

Aug 16, 2017

By Ygor Pereira de Lima, Iana Costa Carvalho, Marcelo Henrique Prado da Silva, Talita Gama de Sousa, Andrey Mariano dos Santos, Paulo Davi Borges Esteves, Rodolfo da Silva Teixeira, Andersan dos Santos Paula

Durante muitos anos, as ligas convencionais foram base para o desenvolvimento de novos materiais metálicos, com propriedades melhores que as até então conhecidas. No entanto, na última década, as Ligas de Alta Entropia (LAE) trazem uma nova abordagem para a produção de materiais avançados, com excelentes propriedades e potencial para diversas aplicações. Em particular, as ligas do sistema Al-Co-Cr-Fe-Ni também se destacam por promoverem uma classe de LAE de baixa densidade e têm sido foco de inúmeros estudos no meio acadêmico atual. O presente artigo traz um estudo de otimização da preparação metalográfica da liga AlCo2Cr2FeNi2, a partir de 3 rotas diferentes de polimento e suas análises via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de Raios X (DRX). Além disso, foram avaliadas as modificações estruturais da liga em função de um tratamento térmico de solubilização (1050 ºC por 1 hora seguido de resfriamento em água). Os resultados das análises demonstraram a rota de polimento eletrolítico promissora para a caracterização da LAE em questão e a análise conjunta dos resultados de DRX e MEV, somado ao confronto com a literatura, permitiram identificar as fases presentes e suas modificações microestruturais em função do tratamento térmico.

Oct 24, 2019

By Bruno Vidal de Almeida

A campanha dos refratários à base de carbono aplicados como revestimento de trabalho de diversos equipamentos siderúrgicos depende da soma de diversos fatores como resistência à corrosão, resistência à oxidação do carbono, estabilidade termomecânica, entre outros. Durante a etapa de aquecimento inicial de revestimentos refratários novos ocorre a oxidação prematura do carbono presente no revestimento refratário, reduzindo a vida útil do revestimento precocemente. Para reduzir a oxidação precoce do carbono foi desenvolvido um novo coating cerâmico que atua como uma eficiente barreira física, reduzindo o contato do oxigênio da atmosfera de aquecimento com o carbono presente no refratário. O coating desenvolvido possui uma fase ligante com pega química ativada termicamente e possui como carga refratária um composto sílico-aluminoso com elevada estabilidade térmica. Os resultados laboratoriais de avaliação de desempenho revelaram que com a aplicação do novo coating desenvolvido reduz-se a oxidação prematura do carbono em até 77% e elevase a vida útil do revestimento em alguns casos em até 15%. O coating desenvolvido revelou possuir excelente desempenho quanto a proteção do refratário MgO-C contra a oxidação do carbono que ocorre durante a etapa de aquecimento de equipamentos com refratários novos, comprovando sua aplicabilidade em diversos equipamentos siderúrgicos que possuem revestimentos refratários à base de carbono.

Aug 17, 2017

By Gustavo Coqui Barbosa

Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação a quente do trem acabador de tiras de aço C-Mn. O comportamento desse aço é definido por equações constitutivas que descrevem os mecanismos de encruamento e recristalização acoplados aos campos de tensões, deformações e temperatura. Foi implementada uma sub-rotina em linguagem FORTRAN disponível no programa de elementos finitos ABAQUS/Standard. O modelo foi estabelecido no estado plano de deformação por meio de elementos finitos com acoplamento dos campos de temperatura e deformação para o cilindro de trabalho e tira. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais do laminador de tiras a quente da CSN. O modelo prevê as distribuições de temperaturas e valor de carga de laminação em boa concordância com as medidas industriais. Os resultados do modelo evidenciam que há ocorrência de recristalização dinâmica durante o primeiro passe e, apontam que em determinadas regiões da tira a fração recristalizada dinamicamente chega a 100%. A análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo foi feita para determinar o seu impacto nos resultados das simulações, notadamente na força de laminação e no tamanho de grão austenítico final.

Jul 30, 2018

By Pedro Augusto Silva de Lima

As ligas do sistema Cu-Al-Ni sofrem Transformações Martensíticas Reversíveis (TMR) e podem apresentar Efeitos Não Elásticos, incluindo o Efeito de Memória de Forma (EMF). Elas podem ser utilizadas nas diversas áreas e são promissoras para substituir ligas do sistema Ni-Ti. Neste trabalho foram estudadas três ligas distintas: monocristalina e policristalina Cu-Al-Ni e policristalina Cu-Al-Ni-Mn-Ti, dando atenção a análise da estrutura e comportamento mecânico, em seu estado inicial e após tratamento de betatização. Nas três ligas foram identificadas as fases martensitas ß1 e Y1e as fases R e ß1. A liga Cu-Al-Ni-Mn-Ti ainda apresentou o composto Cu2AlTi. Durante a deformação, as três ligas sofreram TMR, induzidas por tensão, com reorientação das fases envolvidas. O tratamento de betatização aumentou a plasticidade, sendo mais notável na liga policristalina Cu-Al-Ni. A liga Cu-Al-Ni-Mn-Ti se mostrou como a mais frágil, sofrendo a fratura antes de alcançar 10% de deformação. A liga monocristalina se mostrou a mais promissora para realizar EMF, revelando maior deformação armazenada no patamar de pseudoescoamento.

Aug 17, 2017

By Delvaux Carlos de Miranda Sobrinho, Hegler Zurick Arantes Assunção, Marco Venicio Mendonça de Souza, Luciano Toledo Ribeiro

This paper aims to present the development of a 600mm U-Pile that was done in Gerdau’s Ouro Branco Heavy Section Mill in order to feed the local market with a product.The focus of this study is to show the developmental process the Mill went through until it was prepared for hot trials. All roll pass and guide designs were developed by our own team. Analytical tools like Finite Element Analysis and reduced scale lead trials will be shown and how these tools impacted on the development timeframe and accuracy of the final results on steel.

Oct 1, 2019

By Saulo Brinco Diniz

O presente trabalho avalia a influência de um tratamento térmico de solubilização na retenção do crescimento de grão de distintas ligas de alumínio (1200 e 8011), ao submeter estas ligas, após serem processadas por uma técnica de deformação plástica severa (Laminação assimétrica), a um tratamento térmico de recozimento para recristalização com tempos distintos de encharque. As caracterizações microestruturais e mecânicas das amostras em estudo foram avaliadas por Difração de Raios-X (DRX), análise de dilatometria e ensaios de dureza Vickers. Após o estudo realizado, concluiu-se que as ligas 1200 e 8011 na condição solubilizada apresentaram indícios de “revezamento” entre as orientações (111) e (200) no que diz respeito ao crescimento do tamanho de grãos e ao aumento da fração volumétrica dos grãos associados a essas orientações.

Aug 7, 2018

By Shian Jia

Ultrasonic Stirring Technology (UST) is used in this study to manufacture Al-based nano-composites. Ultrasonic cavitation plays an important role in refining the microstructure, dispersing the nanoparticles and breaking up clusters of nanoparticles. In this paper, 6061/A356 alloys and Al2O3/SiC nanoparticles are used as the matrix alloys and the reinforcements, respectively. The nanoparticles were inserted into the molten alloy and dispersed by ultrasonic cavitation and acoustic streaming. A previously developed multiphase Computational Fluid Dynamics (CFD) model was used to study the cavitation and the nanodispersion phenomena during ultrasonic processing of these alloys. A comparison between the mechanical properties of the as-cast 6061 and 356 alloys and nano-composites has been performed.

Aug 16, 2017

By Leandro de Almeida

Tiras e chapas de cobre e suas ligas possuem excelentes propriedades térmicas, elétricas e mecânicas simultaneamente e por isso podem ser utilizadas na fabricação de inúmeros produtos através de processos de conformação. Determinadas características devem ser analisadas na chapa antes mesmo do processo de manufatura, visando eliminar possíveis falhas durante as etapas de produção. Especificamente para o processo de repuxo profundo, faz-se necessário avaliar a possível formação de orelha e o possível afinamento da espessura da chapa durante a conformação. Sendo assim, o levantamento dos coeficientes de anisotropia planar ?r e o de anisotropia normal r são essenciais para se obter bons resultados nos processos de conformação. O presente estudo tem como objetivo avaliar a influência da deformação (e) na obtenção dos coeficientes ?r e r na liga UNS C22000, utilizada especificamente para a produção de projéteis A norma ASTM E 517 que apresenta a metodologia para se determinar esses coeficientes não especifica claramente qual e a ser utilizada. Os resultados alcançados não demonstram diferenças significativas com relação a e utilizada nos ensaios, ou seja, os coeficientes obtidos utilizando 0,10, 0,15 e 0,20 de deformação são os mesmos.

Aug 17, 2017

By Fabio Schusterschitz da Silva Araújo

A unidade do Grupo SIMEC em Pindamonhangaba tem capacidade de produção de 560 mil toneladas/ano de produtos destinados à construção civil. Para abastecer a planta, é utilizada água de poço com pH, condutividade e alcalinidade altas, além de restrições quanto à disponibilidade. Isto gera desafios para o seu uso, e para a água de reposição do sistema de resfriamento dos moldes a água passa por um sistema de osmose reversa. No primeiro semestre de 2016, houve contaminação da água de molde, com a formação de uma incrustação de coloração branca, de aspecto oleoso e diferente das incrustações normalmente encontradas. Este fenômeno reduziu significativamente a vida dos moldes, o que levou à necessidade de paradas constantes para a troca e aumento significativos dos custos. Foi montado um grupo de trabalho de todas as áreas envolvidas, operação, manutenção e condicionamento químico para descobrir as causas e corrigir o problema. Este trabalho mostra as causas, as ações tomadas e os resultados obtidos.

Oct 30, 2017

By Alexandre Keunecke Hardt

A alta competitividade no setor siderúrgico aliada ao dinamismo crescente do mercado internacional tem forçado as empresas a estarem mais preparadas para eventuais necessidades de mudanças em seus processos e produtos. Em muitas situações, o tempo de resposta de uma empresa para adaptar-se a uma nova necessidade, estratégia ou tecnologia determina o sucesso ou fracasso da iniciativa. As soluções MOM, como responsáveis pelo gerenciamento da produção, possuem um papel fundamental no intuito de facilitar a adaptação da empresa a uma nova realidade. Nesse contexto, a adaptabilidade e a flexibilidade das ferramentas MOM tornam-se fatores extremamente relevantes no momento de definição de um produto ou concepção de uma solução. Este trabalho tem como objetivo refletir sobre o papel das soluções MOM como acelerador de mudanças dentro das indústrias. Serão apresentadas as características principais de um sistema MOM preparado para o cenário dinâmico atual, bem como alguns critérios para avaliação da adaptabilidade e flexibilidade de uma solução MOM.

Jul 30, 2018

By Bruno Kneipel Neto, Mylena Inaiê Correia, Fabricio Cerqueira, José Francisco da Silva Filho

The automotive industry, when aiming to increase the resistance to corrosion, uses in the Body in White (BIW) concept the galvanized steels. The hot-dip galvanized steels that stand out most are known as GI steels. They are formed by the zinc element and by phases of intermetallic intermediate iron-aluminum-zinc compounds. The characteristic properties of the GI coating are directly related to the formation of the intermetallic layer, which is responsible for providing the connection between the metal substrate and the coating layer. In this context, two different types of steel (SAE1005 and TRIP780 steel) were used for laboratory characterization of their intermetallic layers through metallographic techniques. The results of the tests showed that the inclined section metallographic inlay technique allows obtaining a larger region of analysis of the intermetallic layer. For the surface analysis, it was observed that the chemical solution used in the preparation of the samples was effective, making possible an analysis more specific about the intermetallic layer formation, distribution and morphology.

Oct 12, 2019

By Gabriel Oliveira Glória

Em busca de materiais ecologicamente corretos, a sociedade pode optar pelas fibras naturais na substituição das sintéticas. Uma boa opção entre as fibras naturais está a fibra de PALF, mas não há informações sobre a resistência ao impacto de compósitos de epóxi incorporadas com fibras de PALF. Portanto, o objetivo deste estudo foi investigar as propriedades mecânicas em testes izod, de compósitos epoxídicos incorporados com até 30% em volume de fibras de PALF. Os resultados demonstraram que a fibra PALF aumenta a resistência ao impacto dos compósitos poliméricos.

Aug 17, 2017

By Walter Valery, Kristy Duffy, Alex Jankovic, Peter Holtham

Hatch’s Mine to Process Optimization projects integrate mining and processing strategies, minimizing operating costs and maximizing overall profit. The methodology involves ore characterization, blast audits, plant surveys, analysis of historical data, and integrated modelling and simulation of mining and processing. Blast designs are tailored according to ore type and the downstream process is optimized for the changed feed. This approach has increased throughput and minimized costs for many operations worldwide. The implementation of this methodology at an iron ore operation that faced challenges with increasing mining strip ratio and ore body mineralogy changes is presented in this paper. The larger stripping ratio increased mining costs and constrained the run-of-mine (ROM) delivery to the process plant. Process performance was affected as the ore mineralogy shifted from predominantly hematite to include greater proportions of magnetite. The project objective was to minimize overall cost per ton mined and processed and maximize profit. Tailoring the blast designs according to ore type and process optimization increased the throughput of all process lines. This provided the potential to shut down one of the five processing line, aligning the mine and plant capacity and significantly reducing the processing costs.

Oct 3, 2019

By Afonso Garcez de Azevedo

As primeiras argamassas utilizadas em construções pelo homem continham em sua composição, materiais argilosos. Porém, por ser um material com muitas cargas elétricas livres, as argilas reagem constantemente com a água, ocasionando grande variação linear que acaba causando fissuração nas argamassas feitas com esse material. Assim, para solucionar esse problema, passou-se a utilizar cal hidratada no lugar dos materiais argilosos. Dessa maneira, mesmo não sendo composta por argila, a argamassa mantém sua trabalhabilidade. Nesse cenário, o presente trabalho teve como objetivo balancear estequiometricamente a cal hidratada e as argilas estudadas, para utilizar essas quantidades em argamassas para revestimento, barateando assim o material. Para encontrar esse balanceamento estequiométrico calculou-se a massa molar para um mol de cal hidratada e para um mol teórico de argila. Assim foram estipuladas algumas proporções possíveis de balanceamento da equação de reação cal+argila. Além disso, foram confeccionados corpos de prova, variando as quantidades de argila e cal, para realização de ensaios de capilaridade, a fim de comprovar a eficácia dos resultados encontrados no balanceamento teórico.

Oct 30, 2017

By Artur Camposo Pereira

Cerâmicas argilosas foram processadas com adição de até 30% em peso de resíduos de pedra ornamental e queimadas a 900, 950, 1000 e 1050°C. Esta adição contribuiu para ajustar a plasticidade do corpo da argila e aumentar a densidade seca aparente, que ocasiona um empacotamento mais elevado das partículas. A cerâmica adicionada diminuiu sua retração linear com a quantidade de resíduos e evita assim alterações dimensionais excessivas nos produtos finais. Outra vantagem foi a diminuição na absorção de água com resíduos adicionados. As resistências à flexão e à compressão sofreram uma diminuição associada à adição de resíduos. Isto foi atribuído à grande quantidade de quartzo nos resíduos, que gera rachaduras e enfraquece o produto final. No entanto, até 30% em peso de adição a resistência mecânica, de acordo com a norma ASTM, é ainda satisfatória para utilização como cerâmica de pavimentação.

Oct 30, 2017

By Ricardo dos Santos Oliveira

Devido ao grande aumento da concentração de gases do efeito estufa, a criação de uma energia limpa tem sido um desafio para a ciência e as indústrias. Após identificar possíveis soluções para este problema uma alternativa seria a utilização de biomassa vegetal com capacidade térmica como fonte energética redutora no processo de redução do minério de ferro em altos-fornos. Este trabalho teve como objetivo utilizar capim elefante (Pennisetum purpureum) e carvão mineral na injeção de finos pulverizados pelas ventaneiras de altos-fornos nas siderúrgicas a fim de reduzir custos da produção de ferro gusa e reduzir a dependência de combustíveis fósseis no processo. O capim elefante é uma fonte renovável e de rápido crescimento que através da fotossíntese captura o CO2 da atmosfera, reduzindo a poluição causada pelos altos-fornos. Para simular a injeção dos materiais estudados foi construído na Escola de Minas - UFOP um modelo de partículas de combustão para analisar as amostras. Outras técnicas são utilizadas para caracterização como combustão, calorimetria, análise de gás, análise química imediata e elementar. Assim, em teoria, esta pesquisa mostra que o capim elefante misturado com carvão mineral através de sua injeção em altos-fornos mostrou-se viável em termos metalúrgicos e ambientais.

Aug 17, 2017

By Artur Camposo Pereira

Cerâmicas argilosas foram processadas com adição de até 30% em peso de resíduos de pedra ornamental e queimadas a 900, 950, 1000 e 1050°C. Esta adição contribuiu para ajustar a plasticidade do corpo da argila e aumentar a densidade seca aparente, que ocasiona um empacotamento mais elevado das partículas. A cerâmica adicionada diminuiu sua retração linear com a quantidade de resíduos e evita assim alterações dimensionais excessivas nos produtos finais. Outra vantagem foi a diminuição na absorção de água com resíduos adicionados. As resistências à flexão e à compressão sofreram uma diminuição associada à adição de resíduos. Isto foi atribuído à grande quantidade de quartzo nos resíduos, que gera rachaduras e enfraquece o produto final. No entanto, até 30% em peso de adição a resistência mecânica, de acordo com a norma ASTM, é ainda satisfatória para utilização como cerâmica de pavimentação.

Oct 30, 2017