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By Dagoberto Brandão Santos, Marcus Vinícius Pereira Arruda, Fernando de Souza Costa, Túlio Magno Fuzessy de Melo

The development of advanced high strength steels (AHSS) is motivated by the automotive industry demands for higher strength steels with better formability and stretch-flangeability to avoid fractures during parts forming. In response to this, the new steel grades must have special microstructures in terms of constitution, morphology, distribution and hardness, which are strongly dependent on the chemical composition of the steel sheet and its processing, especially in the continuous annealing stage, in the case of cold rolled sheets. In this study the influence of the annealing heating rate and intercritical temperature (IT) on the microstructural evolution and the final hole expansion ratio of a cold rolled 980 MPa AHSS grade was evaluated. The annealing process was simulated using a Dilatometer and a Gleeble machine, and the microstructures were characterized using scanning electron microscopy, electron backscattered diffraction (EBSD) and nanohardness measurements. The increase of heating rate resulted in an overlap between ferrite recrystallization and austenite formation, changing the austenite morphology from a random to a fibrous distribution, while a higher IT resulted in more homogeneous microstructures and higher hole expansion ratios. This microestructural homogeneity, confirmed by nanohardness measurements, suggested that the difference in hardness between ferrite and the second phase affects the micro-void formation and crack propagation during the hole expansion test.

Oct 1, 2019

By Adauto Martins de Assis, Atan de Assunção Cardoso

Devido a sua alta demanda de produção e padrão de qualidade a indústria automotiva tem utilizado ao longo da história robôs nas mais diversas atividades como montagem, soldagem, pintura e inspeção. No intuito de levar esta realidade para a sala de aula de alunos de Engenharia Mecânica, foi desenvolvido um braço robótico didático, apresentando configuração semelhante à um modelo industrial, a ser utilizado como ferramenta de apoio ao ensino de robótica e outras disciplinas correlacionadas. Para isto, fez-se o uso associado da placa eletrônica Arduino e do software Matlab. Inicialmente foram obtidas as equações de cinemática direta e inversa. Os resultados mostraram que a posição teórica obtida apresentou um comportamento esperado conforme a metodologia adotada e o resultado experimental mostrou pequena variação de posição. Para a cinemática inversa, o tempo de resolução do conjunto de equações foi comparado à resolução do problema através de um método numérico. Com base nos resultados experimentais, foram feitas algumas sugestões de melhoria para o braço robótico didático e considerações relacionadas a acurácia de um robô industrial.

Oct 1, 2019

By Ernst Lindemann

The SMS group has developed the ultrasound technology “HD scan” for inspection of the internal quality of as-cast products. This method of sample analysis requires less preparation work and is safer than the current, most common technique of etching and/or sulphur printing. Furthermore, this technology offers a three-dimensional view into the sample of the cast product and thus more representative information for a better quality evaluation. The internal quality evaluation can be performed automatically and objectively by software based on clear statistical methods. A quantitative centerline segregation rating can be assigned to each sample, based on the size and distribution of segregates detected by the unit. Internal crack statistic (length, position, orientation, etc.) and narrow side profile can also be measured. Grain macrostructure can also be visualized which allows for a potential optimization of casting parameters like strand cooling, soft reduction or electromagnetic stirring. The accuracy of the new method was proven by parallel metallographic investigations of more than 100 samples of different steel grades and sample shapes. Automatic defect evaluation and classification was compared against macroetching results. It was found that HD scan identified more defects and the visualization of the macro structure could be performed in more cases than with macro etching. All tests, comparisons, further developments and analyses for various steel producers and steel treatment companies have been conducted at the HD scan unit, located at the SMS group headquarters in Düsseldorf, Germany (Figure 1). Based on the results, SMS group has designed a unit which can be used in industrial scale.

Aug 17, 2017

By Tiago Silva Costa

O processo que envolve soluções aquosas para remoção do metal de valor de uma grande massa de ganga, com um beneficiamento mínimo, é denominado Lixiviação. A especificidade do agente lixiviante empregado define a capacidade de tratar soluções com baixos teores do metal de interesse e o sucesso do processo. A lama da aciaria, recolhida no sistema de limpeza dos gases oriundos do convertedor LD, e a lama da eletrogalvanização, gerada após a neutralização da solução de zinco contaminada com ferro, são resíduos sólidos gerados nas usinas siderúrgicas com potencial de serem reutilizados ou reciclados. A fim de se remover o óxido de zinco presente nas lamas, amostras foram coletadas e preparadas para sofrerem o processo de lixiviação em escala laboratorial usando soluções de hidróxido de sódio (NaOH) e ácido sulfúrico (H2SO4). Os resultados obtidos nas análises mostraram que é possível remover óxido de zinco através da lixiviação das lamas.

Aug 16, 2017

By José Aparecido Pereira

The innovative methodology developed by the author allows the elaboration of an Angle Roll Pass Design based on the practical observations of the rolling process and applies mathematical criteria, using the Ekelund´s formula supported by Advanced Excel tools (Reach Goal, PROCV-PROCH, Macros) and AutoCad. The first step is the definition of the number of stands, roll dimensions, gear boxes reduction, initial stock, average reductions, spread factors, finishing speed and type of grooves. For each pass are calculated: bite angle, spread, section reduction, lost and gain of temperature, separating force, speed, torque and motor power. After these calculations and checking of the parameters, the program calculates the dimensions of the passes transforming the flat passes into shaped ones. With these dimensions it is possible to draw the grooves using AutoCad and check section reductions. This methodology was already used for the development of a new project and also to check the parameters of existing ones, with comparison of the results and has shown to be reliable in real and tested projects. It is an innovative process that is not available in known literature.

Oct 1, 2019

By Afonso Rangel Garcez de Azevedo

A crescente preocupação com a qualidade da cerâmica vermelha e com o uso racional dos recursos naturais utilizados por ela, tem motivado a diversas pesquisas em busca de uma otimização de seu uso. Atualmente o setor produtivo em geral faz uso de um método empírico para formulação de massa cerâmica, tendo como principal consequência à perda da qualidade de seus produtos, isso e fruto da insuficiência de estudos dos solos em diferentes pontos das jazidas utilizadas. Este trabalho tem como objetivo a caracterização, através de ensaios de granulometria, Limites de Atterberg e analise química para um conhecimento dos solos a serem utilizados na composição da mistura. Com os resultados encontrados pode-se dar algumas diretrizes iniciais para uma melhor adequação na formulação das misturas, diminuindo o empirismo e aumentando a qualidade dos produtos.

Aug 16, 2017

By Kallin de Souza

No âmbito da inspeção de segurança de caldeiras, a norma regulamentadora NR-13 estabelece a necessidade de um sistema de gerenciamento de integridade estrutural (SGI) com requisitos mínimos para atestar a segurança do equipamento. Entretanto, visando estabelecer um SGI que possibilite maior acompanhamento do equipamento e melhor direcionamento dos reparos instaurou-se um sistema de inspeção com procedimentos mais abrangentes. Esse trabalho apresenta as técnicas de ensaio não destrutivo (END) utilizadas usualmente na inspeção de segurança de NR-13 e novas como o ensaio IRIS (Internal Rotary Inspection System) [1]. As condições estruturais foram comparadas com as recomendadas segundo os códigos de projetos internacionais. Além disso, técnicas de estatística de engenharia de manutenção e projeto foram utilizadas, permitindo quantificar a segurança de operação e programar o momento da intervenção para o reparo.

Oct 30, 2017

By Giuseppe Pintaude, Carlos Mauricio Lepienski

The evaluation of the tribological behavior of thermochemically treated surfaces, such as carburising and nitriding, is of uppermost importance for the productive chain of tools, molds and matrices. However, the use of tribological tests for these surfaces should be well selected to avoid erroneous evaluations, in particular considering the effect of the substrate at different levels. In this context, the linear scratch test may be well suited to distinguish the roles of the surface and the substrate. For that purpose, this paper presents a review on the use of this type of test for tribological evaluation in terms of the performance of thermochemically treated surfaces. The approach used is multiscale, considering what types of results are obtained from each load range used and the applications for each one of them.

Nov 22, 2018

By Noan Tonini SImonassi

O atual cenário global de crescente conscientização ambiental de consumo de materiais e da busca por utilização de materiais que sejam menos agressivos aos ecossistemas. Fazem com que novos materiais oriundos de fontes naturais, de acordo com tendências e desenvolvimento tecnológico, se tornem alvo de pesquisas. Neste contexto, a utilização de fibras naturais ocupa uma posição destacada. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de resistência de compósitos reforçados com 30% em volume de um tecido de fibra de fique e manta de curauá, com matriz de poliéster, por meio de testes de impacto Izod. Foi observado que a adição do tecido fique e da manta de curauá resultou em um aumento significativo na energia absorvida pelos compósitos, quando comparado com o material sem a adição de reforço. A observação macroscópica dos espécimes pós-impacto e a análise de fratura obtidas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram que a ruptura transversal através da interface dos compósitos com a matriz de poliéster é o principal mecanismo para a tenacidade destes compósitos.

Oct 30, 2017

By Danielle Gonçalves Campos

Com o ensaio de RDI (Índice de Degradação sob Redução), pode-se determinar a geração de finos durante a redução da carga metálica no alto-forno, e com o RI (Índice de Redutibilidade) determina-se a capacidade do sínter em ceder oxigênio para o gás redutor. São ensaios de extrema importância, pois com o RDI é possível medir a degradação do sínter quando submetido a condições redutoras do alto-forno, e com o RI entende-se o grau de redução da carga metálica momentos antes do início de seu processo de amolecimento. Com a instalação deste forno no Laboratório de Redução da CSN, será possível correlacionar os componentes do sínter, e de outras cargas metálicas, avaliando suas influências no produto, e, consequentemente, em suas utilizações no alto-forno.

Aug 1, 2018

By Adriana Amaro Diacenco

O presente trabalho propõe-se a analisar a influência do amortecimento estrutural inerente de tais materiais submetidos a perturbações estáticas e dinâmicas as quais afetam as características de resposta. A importância deste trabalho insere-se no contexto do controle de vibrações de sistemas de engenharia. Para tanto, é empregada uma técnica de modelagem baseada em elementos finitos. A análise numérica é desenvolvida utilizando a Teoria da Deformação Cisalhante, a qual é implementada em um elemento Serendipity retangular contendo oito nós. O amortecimento é incluído empregando o modelo histerético. As respostas dinâmicas são representadas por funções de resposta em freqüência e autovalores complexos. Simulações numéricas são realizadas visando quantificar os níveis de amortecimento obtidos no tocante às vibrações transversais de placas retangulares e verificar a possibilidade de se aumentar tal amortecimento.

Aug 7, 2018

By Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Iara Patricia Vieira de Oliveira, João Ricardo Denicolo Braga, Paulo Santos Assis, Lorena Cristina Amorim Moura

Nos últimos anos diversos trabalhos evidenciam a possibilidade de utilização de small coque como constituinte da carga metálica dos altos-fornos, visando a redução na temperatura da zona de reserva térmica. Esse trabalho avalia a viabilidade técnica, em escala laboratorial, da produção de um determinado small coque altamente reativo, através da adição de 2 catalisadores: pellet feed e cal virgem totalizando 3% em massa, em sua superfície. Foram realizadas caracterizações químicas dos catalisadores por meio de Fluorescência de Raios-X (FRX) e avaliados os impactos destas adições sobre CRI (Coke Reactivity Index) e CSR (Coke Strength after Reaction) das amostras produzidas. Os resultados mostraram aumentos acima de 2% na reatividade do small coque, tanto para a adição de cal virgem quanto para pellet feed, porém mais significativo para a adição de cal virgem, comprovando que a técnica de Pós-adição de catalisadores da reação de Boudouard no small coque, pode ser uma alternativa para redução de custo e emissões de CO2 no Alto-Forno.

Oct 1, 2019

By João Guilherme Dessi

Neste trabalho estudou-se a microestrutura e a interface de um tubo bimetálico cladeado por centrifugação, constituído externamente em aço API 5L X65Q e internamente pela superliga de Ni-Cr Inconel 625, ambos vazados pela mesma posição relativa no tubo. O vazamento do Inconel 625 causou erosão no aço que diminuiu de intensidade do lado de vazamento (região mais quente) para a o lado oposto (região mais fria), onde a região de interdifusão não se apresentou mesmo uniforme. Nas regiões mais quentes (lado vazado e meio do tubo) ocorreu o cladeamento completo, com uma interface continua entre ambos os materiais constituintes, enquanto que na região mais fria a interface apresentou descontinuidades. O aço apresentou microestrutura ferrítica-perlítica com a região adjacente a interface descarbonetada, com grãos ferriticos nanométricos em uma região estreita de 3 µm. O Inconel 625 apresentou uma microestrutura de dentritas de austenita Ni-cfc com fases de Laves interdentríticas, devido a aumento do teor de Fe, com alta densidade de discordâncias na região adjacente a interface livre de precipitados.

Aug 8, 2018

By José Britti Bacalhau

Na conformação de plásticos de alto desempenho, cuja demanda cresce continuamente nos setores automotivo e de eletrodomésticos, é necessário aços com elevada resistência mecânica e excelente polibilidade. O aço DIN 1.2711 e suas modificações são materiais encontrados no mercado que atendem tais necessidades, porém não foram projetados para essa aplicação. O presente trabalho discute as características de um novo aço desenvolvido especificamente para moldes plásticos de alto desempenho. Foram produzidos em escala piloto, dois lingotes de 55 kg, sendo um deles o DIN 1.2711 que serviu de referência, e o outro com a nova composição química. A curva TRC dos materiais foi determinada por dilatometria, e sua usinabilidade avaliando o volume de material removido em relação ao desgaste da ferramenta de corte em fresamento. Caracterizações microestruturais por MO, MEV e dureza também foram realizadas. O Novo Aço apresenta elevada homogeneidade microestrutural e de dureza, boa temperabilidade e usinabilidade superior ao DIN 1.2711. A segunda etapa constou na produção de um bloco forjado em escala industrial a partir de um lingote de 35 toneladas, e na validação dos dados experimentais em empresas fabricantes ou usuários de moldes, as quais comprovaram a superior usinabilidade do Novo Aço em aproximadamente 50% ao DIN 1.2711. Devido à boa combinação de propriedades de manufatura o Novo Aço se torna uma interessante opção para o aumento da competitividade das ferramentarias e usuários finais de moldes plásticos.

Aug 16, 2017

By Isadora Almeida Rosa

Aços baixo-carbono com microestruturas ferrítico-bainíticos, bifásico, ou multifásicos têm características apreciáveis para a indústria automobilística, pois, combinam resistência, ductilidade e conformabilidade, permitindo produzir chapas mais finas resultando na redução do peso. Com o intuito de avaliar as características mecânicas e microestruturais obtidas através da variação da temperatura de bobinamento, desenvolveu-se um estudo a partir de um aço baixo carbono com microadição de molibdênio e nióbio, onde se verificou a possibilidade de produzir um aço dual phase na forma de chapas laminadas a quente, em escala industrial. Pode-se verificar que para menores temperaturas de bobinamento, obteve-se melhor desempenho quanto ao aumento da resistência mecânica e garantia de uma alta ductilidade vinculados a um refino expressivo no tamanho de grão da matriz ferrítica em conjunto com uma segunda fase com evidência de ilhas de martensita.

Aug 16, 2017

By Pablo Altoé Amorim, Bruno Sellitti Borges, Otávio Lube dos Santos, Arthur Pizetta David, Matheus Diogo Penido da Silva

Automation is in everywhere nowadays, including within companies and industries, and is therefore fundamental and essential for production, quality and process control of them. There are many ways to automate a production line or a machine can be through relay logic, Programmable Logic Controllers (PLCs), and even more modern microcontrollers with native Internet of Things (IoT) support can be used. What are the advantages and disadvantages of each approach? A PCB was created using more modern microcontrollers programmed in C, C ++ and Whiting language to simulate a replacement of a PLC in an actual machine. Having a very positive result, being able to handle the machine manually via Wi fi besides being able to also perform a real-time monitoring of the machine's motors through the mobile phone, thus entering the IoT and fitting into the Industry 4.0.

Oct 1, 2019

By Natália Cristina Candian Lobato

Questões como a variação no preço dos minérios, a escassez dos minérios de qualidade e a preocupação contínua com a sustentabilidade faz com que a indústria busque matérias-primas alternativas, o que estimula o uso dos resíduos. Dentro da siderurgia, muitos resíduos gerados possuem elevados teores de metais, logo podem retornar ao ciclo produtivo após passar por tratamentos adequados, acarretando, assim, em economia ao processo. A carepa é um resíduo composto de mais de 60% de ferro. Devido à esta característica já é parcialmente reaproveitada pela siderurgia, porém a presença eventual de óleos em sua composição ainda faz com que parte desse resíduo seja destinada a aterros industriais. A carepa também pode ser empregada como matéria-prima em outros processos industriais. Assim, o intuito deste trabalho é apresentar rotas de reaproveitamento da carepa siderúrgica.

Aug 16, 2017

By Flávia Vieira Braga

O efeito da temperatura de deformação a quente na textura cristalográfica de um aço inoxidável ferrítico AISI 430 estabilizado ao Nióbio foi estudado por ensaios de torção a quente. A laminação de acabamento em laminador Steckel foi simulada utilizando diferentes faixas de temperatura, buscando promover o amaciamento por recristalização. Após cada ensaio, as amostras foram temperadas até a temperatura ambiente objetivando a análise das microestruturas geradas. Foram também realizados ensaios de torção interrompidos visando avaliar a ocorrência da recristalização entre passes. A técnica de EBSD foi utilizada para analisar a microestrutura das amostras ensaiadas, a textura formada e o tamanho de grão. Foi observado que a de temperatura de simulação que mais favorece a ocorrência da recristalização estática está entre 900 e 840 ºC e o tamanho de grão resultante é menor em tais condições. A textura de torção obtida está em concordância com a literatura.

Aug 16, 2017

By André de Albuquerque Vicente

Foram estudadas as camadas de óxidos formadas nas superfícies de um aço inoxidável austenítico laminado do tipo 22.12, após oxidação ao ar a 800, 900, 1000 e 1100 °C, dentro de um projeto que visava uma melhor compreensão da oxidação a altas temperaturas ao ar de aços inoxidáveis resistentes a altas temperaturas. Utilizou-se o aço inoxidável austenítico microligado ao cério (253 MA®), que é um aço projetado para trabalhos a altas temperaturas. Várias técnicas complementares de análise microestrutural foram utilizadas, tais como difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura com EDS acoplado. Observou-se a formação de uma camada não protetora de óxidos de ferro (Fe2O3, Fe3O4 e FeO) e posterior formação de uma camada protetora mais espessa de crômia (Cr2O3). Mais internamente observou-se a formação de SiO2.

Oct 30, 2017

By RENARDIR PEIXOTO MACIEL JUNIOR

A importância do desenvolvimento sustentável, tendo como base um ambiente saudável para as gerações futuras, leva a se pensar em como as organizações poderiam desenvolver materiais menos danosos ao ambiente com boas propriedades e pelo menor custo. A proposta de aproveitamento de fibras vegetais para utilização em desenvolvimento de compósitos de matriz polimérica reforçados pelas mesmas é a motivação da pesquisa visando obter um compósito com melhores propriedades mecânicas e químicas do que sua matéria prima. Por virtude da importância do desenvolvimento desses materiais, a caracterização mecânica da fibra, da matriz e, finalmente, do compósito através de ensaios destrutivos e não destrutivos é fundamental para estudo de sua aplicação. Após a obtenção dos dados, percebeu-se que a adição das fibras melhorou as propriedades mecânicas do compósito resultante. Mostrando, portanto, resultados promissores para o desenvolvimento desses materiais, promovendo assim um material mais barato e de melhor propriedade mecânica, além de uma alta leveza. Em suma, os resultados estão de acordo com o esperado, impulsionando assim um melhor estudo desses materiais, por exemplo, realizando outros ensaios, como ensaios de impacto.

Oct 30, 2017