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By Larissa Agrizzi Ronqueti

The effect of coiling temperature on selective oxidation behaviour of binary and ternary iron-based model alloys containing different contents of Si or Mn were investigated by SEM and SIMS. The experiments were carried out with a temperature ranging from 450 °C to 700 °C, under N2-5%H2 gas flow with a Dew Point of -3.3°C, for different durations. SEM images of binary iron-based model alloys revealed a decrease of grain boundary oxidation depth with increasing Silicon or Manganese content. At 530°C and 600°C SIMS results showed no Silicon diffusion toward surface, contrary to the results analyzed for Fe-x%Mn. Tests results and Wagner’s theory application (specific cases Fe-0.2%Si and Fe-0.5%Si) showed that grain boundary oxygen diffusion coefficient “DoGB” is almost 60 to 70 times faster than oxygen bulk diffusion coefficient. These results helped to broaden knowledge of single-element effects on grain boundary oxidation, in addition, will contribute of the future works in new steels with complex alloy compositions.

Aug 17, 2017

By Enif Gutiérrez Guerrero

Inclusion deposition is still a standing problem in the continuous casting of steel since the deposition of alumina inclusions inside the SEN affects the productivity and the product quality. The present work studies the factors involved in the inclusion deposition at the nozzle and the effects of inertial, gravitational, buoyant, pressure gradient, and Saffman forces on the inclusion trajectories. The results show that the inclusions reaching the nozzle, only 30% get deposited along its walls mainly at the Upper Tundish Nozzle (UTN). This area of higher deposition is identified close to a low static pressure and a high turbulent kinetic energy dissipation zones where the effects of the gravitational and buoyant forces do not promote a significant inclusion radial movement since these are aligned with the direction of the flow stream lines. In contrast, in this zone, the Saffman force shows an important effect on the deposited inclusions, slowing down the inclusions in the vertical axis and increasing their radial movement.

Aug 17, 2017

By Vinicius Cardoso Ottani

Os processos de estampagem de materiais de alta resistência requerem o uso de aços ferramenta de alto desempenho, uma vez que a aplicação de pressões elevadas produz o desgaste acelerado das ferramentas de conformação, e até mesmo a ocorrência de falhas catastróficas e prematuras. Frequentemente, o desgaste de ferramentas é superado pelo aumento da dureza dos punções e matrizes, o que implica na diminuição da tenacidade. Esta estratégia, entretanto, não pode ser aplicada em operações de conformação de alta solicitação em que os componentes devem ser tenazes o suficiente para suportar as cargas elevadas envolvidas. A maior dureza retarda o início das trincas, porém também diminui a tenacidade do material, facilitando sua propagação. Uma dureza mais baixa, por outro lado, propicia maior resistência do material à propagação de trincas pela maior tenacidade, porém facilita sua nucleação. Constata-se então, que a relação dureza e tenacidade em aços ferramenta deve ser aprimorada através de um design microestrutural preciso, no qual ambas as propriedades possam ser melhoradas. O presente estudo buscou avaliar a vida útil de punções e matrizes de aços ferramenta AISI D2 e VF800AT limitada por trincas e lascamentos em processos de estampagem. O VF800AT apresentou resultado satisfatório e contribuiu para um aumento de até cinco vezes da vida útil da ferramenta quando comparada com o aço AISI D2. Os ferramentais empregados nesse trabalho foram também caracterizados em laboratório por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura. O superior desempenho das ferramentas produzidas em aço VF800AT é justificado pela sua superior tenacidade em relação ao AISI D2, devido a uma microestrutura composta de uma matriz de martensita revenida e carbonetos primários em menor fração volumétrica.

Jul 30, 2018

By Saul Garcia Hernandez

The research work objective is to study a new ladle shroud internal design to reduce the slag emulsification in the tundish during ladle transient periods. A 3D mathematical model of the tundish was created to solve the fundamental equations, a turbulence model, and a multiphase model. The results show that using a conventional ladle shroud, the fluid is delivered with an excessive amount of kinetic energy being dissipated inside the tundish bath, generating strong mixing flow patterns and entrapping a massive amount of slag. In the other hand, the proposed ladle shroud dissipates the kinetic energy before the fluid enters the tundish promoting less intense mixing patterns; thus, the amount of slag emulsification is reduced significantly. Consequently, if the internal design of the ladle shroud is able to dissipate the kinetic energy before the fluid enters the tundish, it shall be possible to reduce considerable the slag emulsification and the slag opening area.

Aug 17, 2017

By Guilherme Corrêa Soares

The effects of temperature and strain rate on the mechanical behavior of a superelastic NiTi wire were investigated by uniaxial tensile testing. A universal testing machine with an attached heating chamber was used for the tensile tests. Temperature influence was studied through straining of samples until rupture at a fixed strain rate and temperatures of 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 and 200 °C. Strain rate effects were investigated by straining samples until rupture at room temperature and strain rates of 10-2, 5 x10-3 , 10-3, 5 x 10-4 and 10-4 s-1. The effects of temperature and strain rate on NiTi mechanical behavior were discussed in terms of critical stress to induce martensite and austenite yield strength, when applicable; upper plateau stress, transformation plateau length and ultimate plateau stress. It was found that increasing test temperature and strain rate shifted the stress-strain curve upwards, albeit temperature displayed a greater influence. Plateau length increased with temperature, but no significant changes were detected as a result of different strain rates.

Aug 17, 2017

By Steven G. Jansto

Nearly one third of the globally produced structural flat and long structural products are in the 0.11 to 0.16% carbon range. By definition, numerous steelmakers globally define this approximate carbon range as peritectic in their melting grade family within their organization. The metallurgical consequence is the result of numerous global structural specifications which allow carbon to wide carbon ranges resulting in quality issues. For example, such specifications as ASTM A588 set no minimum carbon and a 0.15 to 0.19%C maximum depending on the specific grade designated within the specification. This peritectic region is specifically challenging in production compared to less than 0.10%C because of solidification issues and a higher propensity for slab or billet cracking during continuous casting. During hot rolling, rejects and/or deviates are increased as well. The relative steelmaking operational cost of production is compared between peritectic and non-peritectic carbon compositions for a given specification.

Aug 17, 2017

By Claude Gaspard, Stefan Wahlund, Daniel Cavalier

A point of great importance in the cold rolling process for automotive sheet is the cleanliness of the strip, particularly critical in case of batch annealing with no degreasing line or inefficient cleaning before continuous lines. In this specific cases, pollution of the strip surface could be prohibitive when rolling in the early stands of tandem mill with conventional forged work rolls as ground. The strip cleanliness strongly deteriorates during rolling particularly with high roughness rolls: iron fines are generated at the strip surface due to friction and stick on the sheet. It is well known that chrome plating on ground forged rolls in the early stands improve the strip cleanliness. This paper summarizes the results of 3D surface roughness topography studies on forged work rolls, with and without chrome plating, combined with sheet cleanliness measurement during rolling. It shows that a well determined topography has to be obtained on the work rolls used in early stands in order to roll in the mixed lubrication regime, as described by the Stribeck curve, minimizing the friction coefficient and therefore optimizing the cleanliness of the rolled sheet. The main roll roughness parameters to take into account for that purpose are the roughness level Sa, and even more, the Kurtosis parameters Sk, Spk, Svk and Ssk. The ideal surface morphology promotes deep valleys to the detriment of peaks, leading to a roll surface capable of retaining/trapping oil in the valleys, while peaks are minimized, thus reducing the friction in the roll bite and the amount of iron fines produced. To achieve this objective, new grinding wheel technologies are currently developed, in dialogue with wheel manufacturers, to create such ideal morphology of roughness well adapted to HSS forged rolls.

Oct 1, 2019

By Guilherme Liziero Ruggio da Silva

Uma marcha estável do alto-forno (AF) está ligada à consistência das propriedades químicas, físicas e metalúrgicas das suas matérias-primas (MP), especialmente, as do coque. As propriedades do coque são reflexos das propriedades dos carvões que lhe deram origem. Em termos de propriedades ligadas à natureza do carvão, a qualidade do coque é bastante influenciada pelo rank dos carvões, que compuseram sua mistura, ou seja, quantidades de macerais reativos e inertes, bem como suas propriedades coqueificantes, que é, exatamente, a habilidade inerente aos carvões aglutinantes de quando aquecido, amolecer, tornar-se plástico e solidificar em uma massa coerente. Neste contexto, o presente trabalho se propõe a evidenciar as mudanças no modelo de britagem de carvões da Gerdau Ouro Branco, bem como a operacionalização do padrão criado. Após a implantação, verificou-se a elevação de 1.8% em DI.

Aug 17, 2017

By Flávio Beneduce Neto

As trincas a quente ou de solidificação em peças micro-fundidas em superligas a base de níquel podem ser um item importante no índice de perdas em componentes específicos. O aparecimento desse defeito está ligado fundamentalmente à quantidade de líquido interdentrítico nos últimos estágios da solidificação e, principalmente, ligado à composição química desse líquido. Há duas ligas amplamente utilizadas na produção de rotores para turbo-compressores ou turbinas para a geração de energia: o Inconel 713C e o Inconel 713LC. A diferença entre estas duas ligas é essencialmente o teor de carbono. Curiosamente, a liga LC tem uma maior tendência ao aparecimento de trincas de solidificação. O presente trabalho procura identificar as diferenças de comportamento na solidificação dessas duas ligas através da termodinâmica computacional e ligar essas diferenças no aparecimento das trincas. Os resultados indicaram que os teores de Zr e Nb do líquido remanescente da solidificação são muito superiores na liga LC causados pelo atraso na precipitação dos carbonetos tipo MC nessa região que deve ser a fase que aumenta a resistência mecânica da área. O correto balanceamento da composição química da liga em relação aos elementos citados permitiu que o índice de perdas por trincas de solidificação caísse para níveis próximos a zero.

Aug 8, 2018

By Lucas Coelho da Silva

Neste artigo, foi avaliado o comportamento do tubo frente ao aumento de temperatura. A medida dos valores das propriedades mecânicas do tubo foi determinada através do ensaio de achatamento, para um total de 17 amostras submetidas ao ensaio em condições normais. Através do ensaio foi possível calcular propriedades mecânicas como a tenacidade, limite de resistência à ruptura, limite de escoamento, deformação e módulo de elasticidade. O efeito da temperatura sobre as propriedades mecânicas do material foi estudado. A conclusão foi elaborada no sentido de avaliar de que forma a temperatura pode influenciar no comportamento do material e que características foram comprometidas devido a esse aumento de temperatura e posterior resfriamento.

Aug 16, 2017

By Sunil Katharia

In February 2016, the upgraded Blast Furnace 1 of JSW Steel Limited (JSW) at its Vijayanagar Steel Plant was blown in after a 6 months shutdown in which the whole furnace was rebuilt on the existing foundation and within the existing tower structure. Despite several plant constraints it was possible to increase the furnace inner volume by 85% - reaching 2307 m3 from existing 1250m3. The upgradation project covered the stockhouse and its dedusting system, top charging system, furnace profile, furnace cooling system, casthouse and its dedusting system, slag granulation plant, pulverized coal injection plant, hot blast system and gas cleaning plant – with major interventions in order to cope up with the changed operating conditions. The total scope of the project was split by JSW into several packages, all based on design data provided by Paul Wurth. JSW was responsible for coordinating the local subcontractors along with Paul Wurth which has been appointed as main technology supplier in charge of complete basic and selected detail engineering in the key areas and of the supply of core equipment such as the Bell-less Top®, copper staves, GCP key items and TMT casthouse machines. The main design concept and the key points of the project such as optimization of project ROI, advanced erection concepts as well as a summary of the operating results are presented confirming JSW “BF1” upgradation as one latest examples of the current state of the art in the revamping projects.

Aug 17, 2017

By Ronaldo Câmara Cozza

Iron aluminide alloy; Ball-cratering wear testing; Rolling abrasion; Wear volume; Coefficient of friction

Jul 31, 2018

By Carolina Vaghetti

Aliar qualidade do produto final e otimização dos custos de produção é o que toda indústria de componentes mecânicos almeja. Um dos problemas enfrentado na produção de eixos automotivos é o surgimento das distorções de formas, e saber as causas dessas distorções vem se tornando cada vez mais imprescindíveis. Dentre os processos de fabricação, o tratamento térmico é conhecido como uma etapa da produção que potencializa os efeitos dos potenciais de distorção acumulados ao longo da cadeia. As tensões residuais são consideradas um dos principais potenciais de distorção e, por isso, é de grande importância o seu entendimento. Sendo assim, o presente artigo, inserido no âmbito do projeto "Investigation and improvement of a manufacturing process chain from cold drawing processes to induction hardening", realiza uma análise das distorções e da distribuição das tensões residuais após a têmpera por indução e uma análise das tensões residuais após o processo de retífica durante a fabricação de eixos automotivos de aço ABNT 1045. Foram variados parâmetros nos processos de trefilação e têmpera por indução. A partir dos resultados obtidos, foi possível verificar a influência da profundidade de camada temperada, onde a maior camada apresentou, em média, maiores distorções.

Aug 16, 2017

By Fernando Henrique Gomes de Souza

Techniques which use a spring to supply the bias force to actuator are well adopted since they are inexpensive and simple to construct. In this work it was design an actuator concept using bias-type device technique, which comprises two coils that mutually push against each other to supply the stroke. For the coils springs, it was used a wire of NiTi shape memory alloys (SMA) and a wire of 400 grade maraging steel as construction materials.

Aug 8, 2018

By Anthony Garotinho Barros Assed Matheus de Oliveirar, Wagner Anacleto Pinheiro, Andreza Menezes Lima

Óxido de grafeno foi sintetizado e posteriormente reduzido pelo uso de vitamina C. Para comparação entre o óxido de grafeno (GO) e o óxido de grafeno reduzido (rGO) foram utilizadas as técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espetroscopia Raman (ER). Na etapa da síntese do óxido de grafeno por DRX confirmou-se a efetiva oxidação do grafite precursor, enquanto por MEV observou-se a esfoliação dos flocos de grafite em folhas de GO. Após a redução, por meio de DRX e ER analisou-se a remoção dos grupos funcionais, enquanto por MEV a morfologia das folhas do material.

Nov 16, 2019

By João Victor Gomes Guimarães Ananias, Itavahn Alves da Silva, Thiago Araújo Santos de Oliveira, Salvatore Giuliano Peixoto Tropia de Abreu, Guilherme Santiago Queiroz, Carlos Antônio da Silva

Oct 1, 2019

By Gabriella Cruz dos Santos Roza

Os aços 1Cr-Mo-V forjados são largamente utilizados em rotores de turbinas a vapor, e o seu desempenho em condições de fluência vem sendo melhorado por tecnologias de fabricação. Sendo assim, os fatores metalúrgicos que afetam o comportamento em fluência dessa classe de material vem sendo estudados. O objetivo deste trabalho foi a avaliar as diferenças na microestrutura e nas propriedades mecânicas, a temperatura ambiente, entre amostras de aço 1Cr-Mo-V fundidas em forno elétrico aberto e amostras que posteriormente refundidas no forno a arco elétrico a vácuo (VAR). As amostras foram forjadas a quente e tratadas termicamente em mesmas condições. Para a avaliação das diferenças, foram comparadas as microestruturas nas duas condições e feitas análises de inclusões através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Foram realizados ensaios de dureza e de tração a temperatura ambiente. Os resultados mostraram que a refusão foi eficiente na redução do teor de alguns elementos deletérios e na redução do tamanho e do número de inclusões, sulfetos de manganês e silicatos de manganês, além de contribuir para uma distribuição mais homogênea tanto das inclusões como da microestrutura bainítica apresentada. As medidas de propriedades mecânicas a temperatura ambiente não mostraram alterações significativas na resistência. Porém, houve aumento na ductilidade, manifestado por uma maior redução de área.

Aug 16, 2017

By Diogo Tenório dos Santos

This property has been studied to characterize the strength a metallic material exhibits when it is machined so it can be regarded as its typical behaviour. As such, it may even be considered as an intrinsic material property. It is usually measured by an index called Coppini index, which is expressed by the ratio between the removed mass of a cutting tool caused by wear when it is used for machining and its initial one for a certain set of machining parameters. In this investigation, the tests were therefore conducted by an established set of parameters, namely feed rate, cutting and depth rates, in which the same wear mechanism took place in both ferrous alloys: AISI 4140 and AISI 316 steels. They were chosen based upon their increasing ordinary machinability indexes. The initial and final mass of the cutting tool were measured by an analytical scale with 0.01 mg precision. Cylindrical rods of 50-mm diameter were machined and the CI indexes showed a remarkable difference between them: 0.080 for the first steel and 0.049 for the second one, i.e., AISI 316 steel presented better machinability than the first one. It was then possible to conclude that this method presents good results in terms of both reproducibility and adequacy for machine shop conditions and it may be applied in a foreseeable future, mainly for metallic materials that have rather low machinability indices.

Jul 31, 2018

By Isabel Ferreira de Barros

O objetivo deste trabalho é investigar o efeito da pulsação de corrente sobre a microestrutura da zona fundida de soldas dissimilares entre o aço inoxidável ferrítico AISI 444 e o austenítico AISI 316L. Chapas dos referidos aços foram unidas pelo processo de soldagem TIG. As soldagens foram realizadas variando-se a frequência de pulsação de 2 a 8 Hz e sem pulsação, mantendo-se constante a energia de soldagem. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica, MEV, EDS e EBSD. Os resultados mostraram haver um efeito da frequência de pulsação sobre a homogeneidade e microestrutura final da zona fundida.

Aug 7, 2018

By Douglas Ferreira Senra

O estudo do retorno elástico dos materiais metálicos constitui alvo de pesquisa há muitos anos, abordando diversos parâmetros relacionados à ocorrência desse problema comum em operações de estampagem de chapas como a quantidade de deformação prévia, o tipo de material e o estado inicial do mesmo em termos estruturais. No entanto, apesar de serem adotados diversos métodos experimentais para exibir a quantidade de deformação que o material exibe de modo indesejado percebe-se a dificuldade de a mesma ser identificada corretamente como, por exemplo, ensaios de dobramento. Diante do exposto, este trabalho apresenta o estudo do retorno elástico exibido pelo aço Dual Phase após ciclos de deformação plástica em cisalhamento cíclico (cisalhamento direto e reverso) em função da quantidade de pré-deformação em cisalhamento direto e da taxa de deformação adotada nos ensaios. Os resultados indicaram o sucesso do uso da técnica de cisalhamento para o estudo do retorno elástico do aço Dual Phase e a influência da quantidade de deformação cíclica e da taxa de deformação no retorno elástico apresentado por esse aço, sendo maior o efeito exibido por esta última variável.

Aug 8, 2018