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By Rodrigo Rangel Porcaro

Juntas soldadas por centelhamento (flash butt welding) de trilhos de aço do tipo intermediário foram caracterizadas mecânica e estruturalmente. Além disso, ensaios preliminares de dilatometria foram aplicados ao metal base e correlacionados ao processo de soldagem. Os resultados indicam que o metal base atendeu aos requisitos da Norma AREMA (2013). A microestrutura de toda a região soldada é formada por perlita e os ciclos termomecânicos provocaram significativas alterações no tamanho das colônias perlíticas e na sua morfologia, com destaque às mudanças de espaçamento interlamelar em toda a junta e início de esferoidização na região de transformação parcial. Como consequência das alterações morfológicas da perlita, a microdureza foi significativamente reduzida na região de transformação parcial e refino de grãos. A taxa de resfriamento média após o processo de soldagem foi estimada a partir dos ensaios de dilatometria.

Oct 30, 2017

By Thiago Cesar de Souza Pinto

Os teores de umidade (U) presente no minério de ferro, após o processamento mineral, se torna uma dificuldade para seu transporte marítimo à medida que este teor ultrapassar os limites de TML (Transportable Limit Moisture). O presente trabalho teve por objetivo a identificação dos mecanismos de secagem em concentrados de minério de ferro tipo sínter feed em unidade experimental de secador de bandejas em escala de laboratório. São apresentados e discutidos resultados em que os mecanismos identificados se revelam como água livre superficial e capilaridade, para a faixa de umidade de interesse (13<U<6%). Uma regressão não linear foi realizada identificando o peso das variáveis em estudo, permitindo assim um modelamento dos resultados de redução de umidade. O modelo apresentou boa aderência aos resultados experimentais com desvios menores que 10% entre os dados previstos e observados.

Aug 16, 2017

By Mariana Carla Mendes Rodrigues

Os aços ferramenta para trabalho a frio são utilizados em diversas aplicações em decorrência de propriedades como elevada estabilidade dimensional, alta resistência ao desgaste e elevada temperabilidade. Tais características estão diretamente associadas à microestrutura do material, isto é, à quantidade, à distribuição, ao tipo e à morfologia dos carbonetos presentes e à quantidade de martensita revenida e austenita retida. Neste contexto, no presente trabalho foram caracterizados mecanicamente e microestruturalmente quatro aços ferramenta para trabalho a frio empregados na fabricação de cilindros de laminação a frio. Para isso, amostras foram retiradas dos próprios cilindros e foram realizadas análises de dureza, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva e espectroscopia de emissão atômica por plasma. De acordo com resultados, uma comparação entre as propriedades dos aços foi conduzida visando concluir qual deles é o mais adequado para a referida aplicação.

Aug 16, 2017

By Paola Lazari de Aguiar

A indústria automobilística, principalmente, tem exigido o desenvolvimento de novos materiais que permitam a redução do peso dos veículos devido ao impacto do peso no consumo de combustíveis e emissão de poluentes. Assim, novos estudos têm sido realizados visando a redução da densidade dos aços através de adições consideráveis de alumínio. Neste contexto, este trabalho discute e revê a possibilidade de projetar aços contendo teores consideráveis de alumínio, e outros elementos de liga como Mn e C, através da termodinâmica computacional e bancos de dados comerciais. Como verificação preliminar, foram avaliados, experimentalmente, alguns equilíbrios e medidas de frações de fases em um aço experimental e os resultados obtidos foram comparados com os valores calculados e informações da literatura. Os resultados indicam que, para uma ampla faixa de composições os bancos de dados comerciais disponíveis parecem adequados ao projeto destas ligas.

Oct 30, 2017

By Alexandre de Freitas Gomes de Mendonça

O sistema de detecção de rompimento de pele monitora a estabilidade da transferência de calor no molde. Quando é observado desvio de temperatura no molde, esse sistema aciona um alarme e reduz a velocidade de lingotamento para evitar um possível rompimento de pele. Durante a redução de velocidade, alguns aços podem sofrer alteração dimensional e agarramento de placa no veio, podendo ocasionar a interrupção da série. O aço ultrabaixo carbono com alto teor de silício e alumínio, aplicado a indústria elétrica, apresenta esse comportamento. Para melhorar a estabilidade de lingotamento reduziu-se 10% do teor de alumínio no aço. Em termos práticos, o que se observou foi a melhora na estabilidade operacional, pela redução de aproximadamente 83,7% dos alarmes falsos de rompimento de pele. A adequação do projeto de liga do aço não alterou as suas propriedades eletromagnéticas.

Jul 30, 2018

By Severino Albani Junior

A Gestão de Ativos vem ganhando espaço no contexto industrial ano após ano principalmente após 2014, quando ocorreu o lançamento da ABNT NBR ISO 55000. Dentro desse contexto, o tema Manutenção e principalmente a Confiabilidade foram explorados pela ArcelorMittal Flat Carbon South America com o lançamento em 2013 do Plano Diretor de Manutenção e Gestão de Ativos. Este trabalho visa mostrar as etapas seguidas na aplicação de técnicas de Engenharia de Confiabilidade, os atores necessários para a realização do trabalho e os resultados positivos alcançados. Dentre os resultados está a definição da estratégia da manutenção focando a manutenção baseada em condição, possibilitando a otimização dos recursos envolvidos e influenciando positivamente na redução da taxa de falhas da Máquina de Lingotamento Contínuo 01 da ArcelorMittal Tubarão. Estes resultados também levam a expressivos ganhos financeiros, além de melhora da previsibilidade operacional.

Oct 30, 2017

By Luan Bezerra Silva

O presente trabalho pretende estudar o comportamento mecânico do cobre eletrolítico C11000 e da liga de cobre cromo C18200. Esses dois materiais são objetos de estudos da equipe técnica que está desenvolvendo a câmara de combustão do motor foguete propelente líquido L75. Atualmente, não há disponível na literatura informações sobre o comportamento mecânico desses materiais em altas temperaturas. A fim de suprir essa necessidade, foram realizados ensaios de tração a quente, no intervalo de temperatura de 27 a 500°C. Adicionalmente, foram realizados ensaios de dureza Vickers e metalografia para avaliar a capacidade do material em resistir mecanicamente em altas temperaturas. Os resultados obtidos demostraram que o cobre eletrolítico sofre amolecimento a partir de 400ºC e que o cobre cromo, apesar de apresentar elevada resistência mecânica quando comparado com o cobre eletrolítico C11000, é um material frágil.

Aug 16, 2017

By Renan Celestino Silva Santos

O presente estudo trata da análise de falha de um cabo de aço utilizado em grua de construção civil. Para a análise da falha foram feitas metalografia, microdureza, análise dimensional e análise por microscopia eletrônica de varredura. Também foram feitos ensaios de tração, a fim de determinar a diminuição da resistência mecânica em decorrência de diminuição de área do cabo. A análise em campo detectou a presença de um dispositivo de acionamento do motor da grua que mantinha contato com o cabo e foi o responsável pela falha. Os resultados demonstraram que todos os fios estavam desgastados. Na maioria dos fios foi detectado aspecto de fratura plana frágil. A análise metalográfica e de microdureza não indicaram nenhum defeito metalúrgico nos cabos. Os resultados do ensaio de tração indicaram a diminuição significativa da resistência mecânica devido à redução de seção dos fios.

Aug 16, 2017

By Marcelo Fernandes Mercier

A presença de inclusões nos aços está diretamente associada à sua limpidez, sendo que os diferentes tipos de inclusões não-metálicas podem prejudicar desde o processo de fabricação e conformação até as propriedades finais do aço exigidas para a sua aplicação. As inclusões se formam e se modificam ao longo do processo produtivo, e estão relacionadas principalmente às técnicas de refino secundário e lingotamento contínuo. Neste trabalho será desenvolvido um método de cálculo para a adição de CaSi em função do seu rendimento, nível de oxidação, composição química e temperatura do banho, objetivando atingir a “janela líquida” do aço. Espera-se que o cálculo da quantidade de CaSi a ser adicionada (atualmente utilizase uma taxa fixa) nos aços durante o processo de rinsagem, conduza, com mais segurança, a obtenção de inclusões líquidas e consequentemente uma melhor limpidez do produto.

Aug 8, 2018

By Afonso Rangel Garcez de Azevedo

O polo produtor de cerâmica vermelha localizado no Norte Fluminense, mais precisamente no município de Campos dos Goytacazes é considerado um dos maiores do pais. O objetivo deste trabalho é analisar a influência da temperatura de queima em nas propriedades de retração linear, absorção de água e resistência mecânica em artefatos cerâmicos. Para isto foram confeccionados corpos de provas prismáticos pelo processo de extrusão, utilizado para produção dos blocos cerâmicos da região, e submetidos a temperaturas de queima de 700, 800 e 900 oC. Os resultados mostraram que com o aumento da temperatura de queima a resistência mecânica e absorção de água melhoram substancialmente melhorando a qualidade do produto final, enquanto a retração também aumenta mas está propriedade não é benéfica ao produto. Em baixas temperaturas (700 oC) o produto não apresentou características aceitáveis segundo a norma técnica brasileira.

Oct 30, 2017

By Mariano de Córdova

In this paper, the coke oven life prolongation technology is reviewed from different points of view: blend design; battery heating; operational control; refractory maintenance. A summary of major inspections in critical areas, for the evaluation of the battery conservation situation is presented. A discussion on tools for the diagnostics of the degree of damage is carried out.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Perito Cardoso

Low-temperature nitriding of stainless steels is applied to obtain wear resistant surfaces without losing its corrosion resistance. The treatment consists in introducing nitrogen into the steel surface avoiding chromium nitride precipitation. The corrosion resistance of martensitic stainless steels is expected to be improved if the treatment parameters are correctly selected. It can be related to ?Fe2-3N and a'N phase formation on the treated surface. In the present work the influence of the pretreatment and treatment temperature on corrosion resistance of plasma nitrided AISI 420 steel samples is studied. Annealed, as-quenched and 400ºC-tempered samples were nitrided at 300, 350, 400, 450 and 500°C, for 6 h at 600 V. The pressure was 3 Torr and the gas mixture was composed of 70%N2, 20%H2 and 10%Ar, at a gas flow rate of 3.34×106 Nm3s-1. Plasma was generated using a square-wave pulsed DC power supply and the sample temperature was controlled by the duty cycle. The modified layers were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction and microhardness measurement. The corrosion resistance was studied by electrochemical characterization, by means of Open circuit potential and Anodic polarization curves. The maximum surface hardness was achieved at 400°C. This temperature seems to be near the limit temperature for low-temperature treatment aiming to improve or at least to keep unaltered the corrosion resistance in relation to that verified for non-treated steel samples. Results confirm that the pretreatment and treatment temperature significantly affects the corrosion resistance of the treated surface.

Aug 8, 2018

By Sihai Jiao, Xiaoming Xia, Bo Yan

Checkered plate, which is also known as floor plate, has a raised pattern that provides excellent skid resistance for a wide range of applications, such as flooring, walkways, platforms, stair treads, covers, etc. As one of most common products, carbon steel checkered plate is used in low strength with a large thickness margin for corrosion and costs a lot in corrosion resistance treatment and maintenance. Although austenitic stainless steel checkered plate meets the requirements of general corrosion resistance, it is also hard to provide a highly comprehensive performance for its low yield strength, which mean higher thickness, higher weight, lower stability of structure. Combined the advantages of stainless steel and carbon structural steel, a roll-bonded clad checkered plate with high performance in skid resistance, high strength and corrosion resistant is developed. The metallography shows metallurgically bonded interfaces. Both external and internal bending at room temperature can be done successfully done without any cracks. The yield strength is also significantly improved. Therefore, roll-bonded clad checkered plate is superior in microstructure, strength, ductility and workability. An application case on a pulverized coal injection platform in an iron-making plant, is also introduced to show the way of processing and installation. After two years of installation on the platform, the product still keeps the original appearance. It implies that the developed plate could keep the facilities functions with much less or no maintenance and make them much safer.

Oct 1, 2019

By Vitor Guarnier Domiciano

The need to adjust the monolithic refractories to increasingly severe and unstable Blast Furnace casthouse operating conditions has been a major challenge for refractory suppliers in order to guarantee the runner’s safety and its availability for operation. This paper presents the properties of a new robust single line Al2O3-SiC-C refractory castable developed to endure the severe operating conditions that main runners are facing in today's Blast Furnace casthouse scenario. Practical results during almost one year of testing revealed a significant lower wear speed of the new refractory lining when compared to a standard product.

Aug 1, 2018

By André Tarcizo de Oliveira Vieira

A Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) gera diversos resíduos metálicos de diferentes granulometrias que não podem ser utilizadas na rota natural da produção do aço. Este trabalho tem como objetivo descrever o pioneirismo do desenvolvimento e a implantação de melhorias no sistema de adição em carros torpedos que permitiram a utilização nobre de resíduos ricos em ferro, demonstrando a viabilidade técnica assim como a viabilidade econômica. A redução do consumo de energia é outro argumento para reciclagem de resíduos, neste contexto a CSN tem aumentado o interesse pela reciclagem devido a necessidade de diminuição de consumos energéticos e da consciência ambiental. O processo desenvolvido demonstrou a viabilidade da utilização de metálicos de pequena granulometria pela adição em carros torpedo, aumentando a oferta de ferro gusa líquido para os convertedores da CSN.

Aug 2, 2018

By João Luiz do Vale

In standard wear tests, such as pin on disk (ASTM-G99) or block on ring (ASTM-G77), the apparatus simulates conditions that are often different from a machine element real application. Therefore, for an accurate investigation of a tribological application, it is essential to test the real condition in which there are similarities as: geometry, contact details, force application mode, materials, among others. It emphasizes that for studies involving polymeric materials it becomes extremely relevant. Thus, the Laboratory of Surfaces and Contact (LASC) at UTFPR developed an apparatus for sliding bearing on shaft test. In that equipment, loads are applied by a dead-weight system and the frictional force is measured on a load cell. The apparatus operating ranges for load added to the dead weight system and rotation shaft are from 0.2 to 5.0 kgf and from 260 to 3500 rpm, respectively. This paper presents a detailed evaluation of such apparatus, which includes free-body diagrams analysis and a deduction to obtain an equation for the kinetic friction coefficient. Also, the standard measurement uncertainties of a caliper, an electronic scale, and a cell load were determined. It was verified that the kinetic friction coefficient equation is dependent on the apparatus geometry, the applied load, and the frictional force value. Additionally, through the statistical significance analysis it was concluded that some terms in the equation were not significant. Finally, through the application of the error propagation theory in the kinetic friction coefficient equation, the standard measurement uncertainty of the apparatus which showed a value nearby 0.002 along the operating range of the apparatus was obtained.

Jul 31, 2018

By Gabriel Oliveira Glória

In the context of changing culture, the society is increasingly looking for environmentally friendly materials, the natural fibers appear as an option to substitute the synthetic. Among these natural fibers, the PALF fiber may be considered an option, but there is limited information about the flexural strength of epoxy composites incorporated with PALF fibers. Therefore, the objective of this work was to investigate the mechanical properties in bending tests of epoxy composites incorporated with up to 30% in volume of PALF fibers. The results showed that the PALF fiber increase the flexural strength of polymer composites.

Aug 16, 2017

By Eleir Mundim Bortoleto

A finite element modeling approach was developed to study adhesion phenomena during the unidirectional contact between a two-dimensional plane-strain square and a flat slab. Surfaces were metallic or ceramic, different pairs of materials were analyzed and their adhesion was considered by means of a FORTRAN subroutine (DLOAD), which was connected with commercial finite element code Abaqus and provided surface attractive forces based on the Lennard-Jones interatomic potential. Adhesive loads were considered both during approximation and separation of the surfaces. During the separation step, material transfer between surfaces, due to adhesion, was modeled by means of damage initiation and propagation at the flat slab. The parameters considered in the simulations were normal load, chemical affinity and system size and the different conditions were analyzed by comparison of the interaction forces during approach and withdrawal. This work also presents detailed descriptions of: (i) the evolution of energy dissipation due to adhesion hysteresis, (ii) the formation-growth-breakage of adhesive junctions and (iii) the evolution of stress distribution during the process. Results have indicated that chemical affinity between the bodies in contact is more relevant for adhesion than the applied load. Besides, smaller asperities are less prone to promote adhesive wear, but they may be subjected to high stress concentration effects.

Jul 31, 2018

By Nicolás Ariel Zabala

During the make-up and break-out of the connections, threaded joints are exposed to intense mechanical and tribological solicitations. The connection performance is influenced by its geometry, material properties, surface treatments and thread compound. The aim of this work is to evaluate and characterize the tribological behavior of different thread compounds applied on manganese phosphated carbon steel under low speed and high pressure sliding contact. Four thread compounds were evaluated: one containing lead, zinc and graphite; other lead-free, containing copper and finally, the last two lead-free and containing non-metallic solids. The tribological behavior was analyzed by a block-on-ring tribotest. During the test, load varied linearly between 250 N and 7000 N; loading and unloading lasted 14 sec and were performed in opposite directions of rotation to simulate the make-up and break-out operations. Friction force and load as a function of time were registered. Upon completion of the test, wear surfaces were analyzed by SEM, optical microscopy and energy dispersive spectroscopy. The obtained results show that the lead and zinc containing thread compound displayed the best behavior, showing a wear reduction of approximately 20%. These results are in line with previously known oilfield experience. Average COF values around 0.15 were measured and no significant differences between dopes were observed; indicating that the wear behavior was influenced by the additive package.

Jul 31, 2018

By Adrian Villanueva

In this study, we compare the influence of two water soluble polymer-based organic binders added to bentonite, to form a hybrid-binder system for Iron Ore Pelletization. The kinetics of the agglomeration process and resulting properties of green pellets were analyzed, and examined in detail through Scanning Electron Microscopy (SEM) and Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) analytical techniques. It was encountered that the differences in the mechanical properties of the pellets produced by each binder system could potentially be explained by the ability of the polymer to interact with bentonite at a macromolecular level.

Oct 30, 2017