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By Wilson Alexander Hormaza Rodriguez

O desenvolvimento da indústria automobilística exige inovações na área de materiais de engenharia assim como de processos. A partir desta necessidade, as propriedades dos aços baixo e médio carbono podem ser melhoradas com a precipitação e refino de grão associado à adição de pequenas quantidades de elementos formadores de nitretos, carbonetos e carbonitretos. Aços baseados nestes princípios podem classificar-se como aços microligados, apresentando elevados níveis de resistência mecânica e tenacidade sem aumentos significativos nos custos de fabricação. No entanto, um dos métodos de obtenção de estruturas refinadas na indústria é mediante o processamento termomecânico com o propósito de se atingir uma microestrutura predeterminada. Assim o refino obtido é baseado no controle da cinética de nucleação e crescimento de grão. Neste trabalho foi estudado o efeito do forjamento a morno no refino de grão de um aço microligado. Inicialmente, as amostras foram aquecidas a 550°C, deformadas através de um processo de forjamento (40%, 60% e 80%) e resfriadas em água. Em seguida foram recozidas na região subcrítica por tempos variando de 1 min a 10 min e novamente resfriadas em água. A evolução microestrutural, assim como o comportamento mecânico deste aço, foram avaliados através de microscopia óptica, eletrônica (varredura e transmissão) e testes de dureza. O processo de forjamento mostrou-se eficaz na obtenção de uma microestrutura refinada associada a uma recristalização da ferrita.

Aug 7, 2018

By Alberto Eloy Anduze Nogueira

O lixo orgânico doméstico gera um problema de eliminação crescente, exigindo sistemas de processamento dispendiosos. É necessário encontrar novas aplicações para estes resíduos; uma poderia ser como matéria prima metalúrgica. Neste trabalho é estudado o desenvolvimento de pelotas auto-redutoras usando a pirólise de resíduos orgânicos, onde é gerado carbono e voláteis condensáveis e não condensáveis. O alcatrão resultante foi misturado com minério de ferro, pó de carvão e fluxante (CaO), para produzir as pelotas. O carvão fluidizado cria uma forte aderência dos elementos, mostrando uma boa viabilidade do presente processo.

Aug 16, 2017

By João Júnio Pereira Lino

Este trabalho tem como objetivo demonstrar a aplicação das técnicas de laminação termomecânica de aços microligados para obtenção de propriedades mecânicas elevadas em um laminador Steckel. O processamento de um aço com composição química favorável à obtenção de propriedades mecânicas compatíveis com o grau X60 especificado na norma API 5L é demonstrado. Foram alcançados limites de escoamento a 0,5% de deformação e a resistência à tração mínimos de 473MPa e 549MPa respectivamente, alongamento médio de 38%, razão elástica em 86% e temperatura de transição dúctil frágil em torno de -50°C atendendo às especificações da norma.

Aug 17, 2017

By Patrícia Freitas Rodrigues, Talita Gama de Sousa, Paulo Inforçatti Netto, Danilo Abílio Correa Gonçalves, Rebeca Vieira de Oliveira, Eduardo Hoisler Sallet, Jorge Vicente Lopes da Silva, Naiara Vieira Le Sénéchal, Rodolfo da Silva Teixeira, Andersan dos Santos Paula

O processo de fusão seletiva a laser (FSL) é comumente utilizado na manufatura aditiva de materiais metálicos, sendo este um processo rápido no qual as peças são formadas camada por camada. Neste processo uma fonte de laser varre o leito de pó e seleciona as regiões a serem fundidas, através da alta intensidade de potência aplicada, de acordo com o projeto digital proposto, para obter peças com boa densidade. Embora a FSL apresente diversas vantagens, em relação aos processos de fabricação convencionais, esta ainda é de alto custo para indústria. A otimização de parâmetros de processamento desta tecnologia para as ligas com memória de forma vem sendo explorada. As ligas NiTi com memória de forma se destacam por apresentarem o efeito memória de forma e a superelasticidade, o que lhe confere várias aplicações práticas. Otimizar, no processo da FSL para essas ligas, o parâmetro densidade de energia do laser, é fundamental para obter as peças com boas propriedades mecânicas e baixa porosidade. Com isso, este trabalho tem como objetivo observar e criticar a influência dos parâmetros de processamento na microestrutura e porosidade dos corpos de prova de ligas de NiTi manufaturados via FSL.

Nov 15, 2019

By Samuel F. Rodrigues, Clodualdo Aranas Jr., Fulvio Siciliano

The application of thermo-mechanical control processing (TMCP) in hot rolling of steels has become a common routine since the last 60 years. The understanding of the physical metallurgy behind TMCP played a major role in the early developments. Physical and numerical simulation works are performed firstly to derive the fundamental metallurgical knowledge and secondly to conceive existing TMCP practices. In this paper, a summary TMCP techniques is presented. The occurrence of dynamic transformation of ferrite in the austenite region is shown by means of synchrotron light diffraction methods. This phase transformation mechanism is taken into consideration and its effects on TMCP are proposed in an exploratory way.

Oct 1, 2019

By Luiz Gabriel da Silva Nascimento

Foi fabricada uma matriz hipoeutética de Al-2%Ni e adicionado nela concentrações de 0,5; 1,0; e 1,5 % de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM). A fabricação do material estudado aconteceu por fundição e resfriamento unidirecional brusco originado grãos predominantemente colunares. Os ensaios mecânicos mostram que concentrações maiores de nanotubo na matriz provocam acréscimo na propriedade mecânica e que em áreas mais distante da base extratora de calor a microdureza aumenta. Na amostra que contém 1,5% de nanotubos o valor da microdureza em áreas da posição P1 distante 5 mm da interface metal/molde é aproximadamente de 120 HV, já em áreas da posição P5 distante 45 mm, se aproxima de 210 HV. A resistência a tração é influenciada pela adição de NTC. A matriz possui uma resistência a tração de 64 Mpa, enquanto que a adição de 1,5% de NTC eleva esse valor para 135 MPa.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Vitorino da Silva

Ligas a base de zircônio são utilizadas na indústria nuclear devido à suas boas propriedades mecânicas, baixa absorção de nêutrons e boa resistência à corrosão. No entanto, durante a operação do reator, o hidrogênio é absorvido pela liga, resultando na formação de hidretos. Para aumentar o tempo de operação desses componentes é necessário o desenvolvimento de novas ligas que retardem ou diminuam esse efeito. Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência dos tratamentos termomecânicos no zircônio puro, através de testes que avaliem a corrosão, absorção e dessorção de hidrogênio nas condições laminada a frio e tratada termicamente. Análises de difração de raios-X indicam a existência de uma matriz Zr-a para as condições analisadas. Após a hidrogenação são formados ZrH e ZrH2. O zircônio puro encruado absorveu 1,23%p H. O zircônio puro laminado e tratado termicamente absorveu 0,85%p H. O resultado de DSC mostra que a decomposição dos hidretos ocorre em faixas de temperatura entre 318 e 368°C para a condição tratada termicamente. Para condição laminada, o resultado mostra uma transformação de fase entre 565 e 650°C. O conjunto de resultados permite concluir que a amostra tratada termicamente absorve menos hidrogênio, porém o início do processo é menor. A amostra tratada termicamente é menos resistente a corrosão e a velocidade da corrosão é menor.

Aug 16, 2017

By Camila Oliveira Colares

Após serem usadas como isolante térmico, as lãs de vidro descartadas pelas indústrias apresentam características constitucionais propícias para a utilização como matéria-prima para a obtenção de materiais cerâmicos. A constituição deste resíduo é baseada em uma mistura de óxidos sendo SiO2 e Na2O majoritários e vários outros em menores teores que podem agir como fundentes. Dentro deste contexto, neste projeto, buscou-se caracterizar física e quimicamente o resíduo de lã de vidro através de fluorescência de raios-X, análise térmica diferencial e difração de raios-X. A partir da composição química definiu-se a formulação mais adequada a ser utilizada para obtenção de materiais vitrocerâmicos com predominância da fase neflina. Al2O3 e Na2CO3 foram utilizados para corrigir a formulação e TiO2 foi utilizado como agente nucleante. Depois de formuladas as amostras foram fundidas para obtenção dos vidros base e submetidas a tratamentos térmicos de nucleação e cristalização, os quais serão definidos por ensaios de análise térmica a serem realizadas em cada formulação para obtenção dos vitrocerâmicos propriamente ditos. Espera-se que as formulações desenvolvidas apresentem nefelina como fase cristalina majoritária.

Aug 8, 2018

By Dyego Irineu Silva de Almeida

O presente trabalho teve como objetivo analisar os efeitos dos ciclos de tratamento térmico de recozimento, normalização e esferoidização nas características microestruturais do aço SAE 8620. O aço SAE 8620 é amplamente utilizado na fabricação de engrenagens, pinos e peças onde há exigência de dureza superficial, obtida pelo processo de cementação ou carbonitretação. O aço SAE 8620 é empregado na construção de mecanismos onde a resistência ao desgaste é propriedade mais importante. Para essa aplicação, aços com baixo teor de carbono produzem um núcleo tenaz e os tratamentos termoquímicos conferem as características superficiais necessárias. O espécime original foi caracterizado através dos procedimentos necessários para visualização da microestrutura, bem como as amostras provenientes dos tratamentos térmicos. Sabe-se que o estudo metalográfico de um material é de grande importância para a identificação de suas propriedades, haja vista que essas propriedades estão diretamente relacionadas com a microestrutura que o material possui. Concluiremos que os diferentes ciclos de tratamento térmico, influenciam diretamente nas microestruturas das peças tratadas termicamente, como também na propriedades mecânicas.

Oct 30, 2017

By Mariana Tomé da Silva

A câmara de empuxo do Motor Foguete a Propelente Líquido (MFPL) L75 é composta de uma liga Cobre cromo, classe C18200. A jaqueta de refrigeração, responsável pela extração de calor, é feita de aço inoxidável AISI 316L. No que tange ao processo de fabricação, a união entre a câmara de combustão e a jaqueta de refrigeração é uma etapa crítica, pois envolve processos de união de materiais dissimilares e de componentes de geometria complexas. Este trabalho visa contribuir à fabricação do conjunto motor foguete, por meio da soldagem a laser entre a câmara e a jaqueta. Com o uso de um laser a fibra de alta potência, foi possível verificar que existe uma condição otimizada de solda sobreposta, inox sobre Cu(Cr), com potências entre 1.000 e 1.300 W e velocidades de soldagem de 0,05 m/min a 1 m/min. Embora as análises mostrem heterogeneidade microestrutural, pela dissolução parcial de uma fase na outra, obteve-se níveis de dureza aproximadamente constantes ao longo da profundidade da junta.

Aug 16, 2017

By Alexandre Furtado Ferreira

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um modelo matemático de conservação de massa e energia tendo como base a medição intermediária da sublança (Modelo Dinâmico). O modelo utiliza como dados de entrada informações sobre massa e composição da carga metálica, valores adicionados de fundentes na corrida e as informações obtidas com a medição intermediária aos 88% do sopro de oxigênio calculado pelo Modelo Estático. O algoritmo foi desenvolvido em C# e está integrado na rede de Nível 2 da CSN. Os resultados de acerto simultâneo de temperatura e carbono final de sopro obtido pelo modelo dinâmico foram superiores ao Modelo Estatístico até então utilizado. Tal fato permitiu a redução do ressopro decorrentes de imprecisão do modelo e ganho em produtividade.

Aug 17, 2017

By Virgínia Morete Barbosa Bertolo

Ligas a base de zircônio são utilizadas na indústria nuclear devido à baixa absorção de nêutrons e alta resistência à corrosão em ambientes de alta temperatura e pressão. Nas condições de operação essas ligas estão sujeitas à fragilização pelo hidrogênio. Este trabalho visa avaliar o efeito do hidrogênio na liga ZirBrasil-1, produzida em forno elétrico a arco VAR (Vacuum Arc Remelting) nas condições: encruada e tratada termicamente. As análises de difração de raios-X indicam a existência de uma matriz Zr-a, hexagonal compacto, para todas as condições de tratamentos térmicos. Após a hidrogenação, ocorreu a formação de ZrH e ZrH2. Os hidretos formados são de pequeno volume e não conectados para as amostras laminada e tratada a 700°C/1 h e 800°C/2 h, sendo que a condição de 800°C por 6 h obteve a maior quantidade de hidretos por área e alguns hidretos conectados. Em todas as condições os hidretos se encontram espaçados ao longo da espessura das amostras. Os resultados de microdureza Vickers indicam a ocorrência de precipitação para tratamentos a 800°C e confirmam o efeito fragilizador do hidrogênio. A liga encruada absorve maior quantidade de hidrogênio, com início do processo de absorção ocorrendo após 12 horas, já a amostra tratada a 800°C por 6 h absorveu apenas 0,5%H e iniciou a absorção após 26 h. O conjunto de resultados permite concluir que a amostra recristalizada é a indicada para o desenvolvimento do processamento termomecânico, quando comparada a condição encruada devido ao maior tempo para início do processo de absorção e menor quantidade absorvida de hidrogênio.

Aug 8, 2018

By Aldo Henrique de Almeida Barbosa

Dentre os revestimentos galvanizados a quente, o galvannealed (GA) destaca-se por possuir uma estrutura composta por fases Fe-Zn, o que lhe confere excelente desempenho na aplicação em peças de alta solicitação. A qualidade do revestimento GA é governada principalmente pelo tratamento de galvanneling, tendo em vista seu efeito na formação dos compostos Fe-Zn. A influência desse tratamento é ainda mais pronunciada em aços com características de bake hardenability (BH), pela presença de elementos que alteram a sua reatividade. Nesse estudo, foram avaliados os efeitos das condições de galvannealing na formação do revestimento GA sobre aços BH. Para tal, ciclos de galvannealing variando-se a temperatura de aquecimento entre 530°C e 580°C foram simulados em escala de laboratório. Além dos ciclos completos, foram também realizadas interrupções do tratamento ao longo da etapa de encharque, através de resfriamentos bruscos das amostras, com o objetivo de avaliar a microestrutura do revestimento ao longo de todo o tratamento. Os resultados permitiram determinar os mecanismos de formação e crescimento dos compostos intermetálicos Fe-Zn que constituem o revestimento galvannealed, e correlacioná-los com as características do produto final, de maneira a estabelecer faixas adequadas de processamento desse material.

Jul 30, 2018

By Johne Jesus Mol Peixoto

A complexidade do formato do molde de beam blank aumenta a importância de se compreender o comportamento do fluxo no interior do mesmo. Neste estudo verificou-se a influência da profundidade de imersão e da velocidade de lingotamento sobre as características de fluxo em um molde de beam blank alimentado por duas válvulas tubulares. Os resultados das simulações matemáticas foram coerentes com os resultados do modelamento físico. A velocidade de espalhamento do jato na região do flange é maior que na alma e este fator pode acarretar na solidificação irregular da pele ao longo da seção transversal. A profundidade de penetração do jato variou entre 66cm e 77cm. A intensidade média de flutuação do menisco foi de 0,22mm, sendo a flutuação máxima encontrada de 0,85mm. Com base nos resultados obtidos, os parâmetros de operação sugeridos são: profundidade de imersão igual a 75mm e velocidade de lingotamento máxima de 1m/min.

Aug 17, 2017

By Frederico Mayerhofer

A produção brasileira de minério e pelotas abastece siderúrgicas de diversos países e contribui significativamente para o desenvolvimento global. Com a redução acentuada do preço do minério de ferro a redução de custos de produção de pelotas se torna ainda mais necessária. Nos fornos das usinas de pelotização é consumido o combustível responsável pelo maior custo de produção das pelotas, que é o gás natural. O presente trabalho tem como objetivo reduzir o consumo de gás natural utilizados nos fornos do tipo grelha móvel das usinas de pelotização, através da otimização dos fluxos de gases e temperaturas necessárias ao processamento térmico das pelotas.

Aug 17, 2017

By Fábio de Oliveira Braga

Um sistema de blindagem multicamada consiste de uma camada frontal de cerâmica, uma camada intermediária de fibras sintéticas ou de material compósito, e uma camada posterior de um metal dúctil. Recentemente, há o interesse em substituir as fibras sintéticas por fibras naturais, por suas propriedades adequadas, menor custo e peso. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de compósitos de matriz poliéster reforçados por fibras naturais de Curauá em blindagens multicamada. Placas com 0, 10, 20 e 30% vol. de fibras integraram a blindagem que sofreu impacto balístico com munição 7.62 mm, e o dano foi avaliado pela indentação característica em plastilina e por uma análise microscópica das superfícies de fratura. Foi mostrado que a blindagem resiste ao impacto balístico, atendendo à norma NIJ-0101.04 para o nível de proteção III. Além disso, as fibras de Curauá são responsáveis por manter a coesão do compósito após o impacto balístico, e o compósito por dissipar parte da energia do projétil por mecanismos como delaminação, trincamento da matriz, fratura e descolamento das fibras.

Aug 16, 2017

By Carlos Henrique Silveira Aguiar

O tubo formador de espiras é uma guia que está localizada no Laying Head, especificado de acordo com a norma ASTM 335P22, e tem por função conformar o fio-máquina na forma de espiras sobre o transportador Stelmor. O Laying Head gira continuamente, durante a operação normal, sendo que a cada revolução do tubo, uma espira é produzida, cujo diâmetro é determinado pelo raio final do tubo e pela velocidade do Laying Head, em relação à velocidade do Laminador. Estes tubos, durante a laminação dos aços BEXX, sofrem um desgaste acentuado, que é provocado pela carepa formada durante a passagem do fio máquina pelas caixas d’água, durante o processo de resfriamento. Desta forma, torna-se necessário trocá-los a cada 200t laminadas do referido aço, com tempo estimado de 30 minutos de parada. Além disso, há um desgaste físico acentuado na atividade de troca dos tubos, que coloca em risco a segurança dos funcionários. Outro efeito indesejável relaciona-se com o risco de ocorrência de sucata de linha, provocada pelo rasgamento do tubo, quando são fornecidos tubos cuja composição química se apresenta no limite inferior de especificação. Há programa de laminação que exige até 6 trocas diárias de tubo. Com a proposta de se incrementar a tonelagem laminada por canal dos discos de laminação do Bloco No Twist, tornou-se necessário desenvolver um tubo com insertos de metal duro, com vistas a aumentar a vida útil dos mesmos, como também a produtividade do Laminador 2.

Jul 30, 2018

By Roberto Gomes da Silveira Junior, Marcos Cordeiro Fonseca, Geraldo da Conceição Morais, Manoel Gomes de Souza Neto

Sinter maximization in the blast furnaces charge has proven to be the most economically viable way to produce pig iron at Usiminas. This fact has led the company to develop projects aimed at increasing the production of sintering. In this context, the present work shows the recent experience of Sintering Machines 1 and 2 drum mixer exchanging contributing to the increase of operational productivity due to the optimization of the original design. For 13 days was the replacement of the original drum installed in 1974 by a new drum with improvements in the design of the internal and the sprinkling water system. The improvements contributed to the effective formation of micro-pellets and, as a result, increased productivity of Sinter Machines. Several aspects of the project are presented: engineering, planning, safety, manufacturing, technical quality, schedule and a comparison between the parameters of the equipment operation before and after the implantation

Oct 1, 2019

By Alexandre de Aparecida Morais

No processo de lingotamento contínuo a secagem e o pré-aquecimento do refratário do distribuidor são de fundamental importância. Estes são realizados visando: reduzir a perda de calor do aço líquido, reduzir as bolhas nas primeiras placas, evitar respingos de aço (reações) ocasionados pela umidade e prevenir a degradação refratário por choque térmico. Para aços planos, os sistemas para promover a secagem e pré-aquecimento podem ser do tipo a "quente" (mais usual) ou a "frio". É denominado "partida a quente" quando se realiza a secagem e o pré-aquecimento; e de “partida a frio”, quando apenas a secagem é realizada. Têm-se como características distintas entre os processos: - A Quente: maior consumo de gás; forte degradação do refratário; temperatura de trabalho do distribuidor mais elevada, deteriorando as condições do ambiente; - A Frio: menor consumo de gás; redução da degradação do refratário; no entanto, exige um controle rigoroso da curva de secagem, o que implica maior investimento inicial no equipamento de secagem. Em 2002, após uma análise de viabilidades a ArcelorMittal Tubarão implementou o sistema de frio. Este artigo mostra a evolução deste sistema após a sua implementação, analisando a correlação com defeitos, a implementação de melhorias e os ganhos obtidos.

Jul 30, 2018

By Leandro Brunholi Ramos

As superligas de níquel apresentam boa combinação de resistência à corrosão e à oxidação, resistência mecânica, resistência à fadiga e à fluência, além de conseguirem operar em temperaturas elevadas, mantendo tais propriedades. A liga Inconel 625 vem sendo estudada como revestimentos, obtidos por cladeamento ou aspersão térmica, para tubos de aços ao carbono utilizados nas indústrias de petróleo e gás. Esses tubos poderão ser unidos pela técnica de soldagem, quando então se obtém uma junta Inconel-Inconel, e isso pode acarretar modificações nas propriedades dessas superligas. O presente trabalho objetiva obter uma junta soldada da liga Inconel 625 empregandose o processo de soldagem a arco utilizando eletrodo revestido Ni-Cr-Mo 3 e caracterizar o cordão de solda quanto à microestrutura, à dureza e à corrosão. A microestrutura foi avaliada por microscopia óptica; para dureza foi realizado perfil de microdureza Vickers ao longo da junta soldada; quanto à corrosão foram realizadas curvas potenciodinâmicas em três diferentes soluções: 3,5% NaCl, 3,5% NaCl + 0,01M Na2S2O3 e 3,5% NaCl + 1N H2SO4. Os resultados obtidos mostraram que a zona fundida tem microestrutura dendrítica, sendo a zona afetada pelo calor de aproximadamente 1,2 mm de extensão. A solda não alterou significativamente as propriedades de corrosão e dureza.

Aug 17, 2017