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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 Thais da Silva Rocha

O objetivo deste trabalho é avaliar a reatividade de um metacaulim comercial a partir da análise de sua cristalinidade. Um tratamento térmico é proposto a fim de tornar o material mais amorfo e para isso o metacaulim comercial já calcinado foi submetido a três tempos e temperaturas de queima em forno mufla (700°C em 1h, 600°C em 2h e 500°C em 1h). Após a queima o tratamento térmico que alcançou o melhor resultado foi o de 600°C em 2 horas, apresentando quase que somente picos cristalinos de quartzo nas análises de DRX. Para avaliar a influência do amorfismo na resistência mecânica de argamassas geopoliméricas foram moldados corpos de prova cilíndricos de Ø 50x100 mm com o metacaulim comercial como referência e com os metacaulins calcinados. Todas as argamassas foram feitas com a mesma dosagem e ensaiadas com 24 horas após a moldagem. O aumento de resistência à compressão chegou a 53% com o metacaulim queimado a 600°C, mostrando que assim como acontece com argamassas de cimento Portland a calcinação completa é um fator crucial para o ganho de resistência mecânica em argamassas geopoliméricas.

Oct 30, 2017

By Dagoberto Brandão Santos, Kairo de Barros Guimarães, Túlio Magno Füzessy de Melo

The effect of the cooling conditions on the microstructure and hardness of a Dual Phase hot-rolled steel 800 MPa strength was investigated. Simulations of the cooling conditions using a dilatometer were carried out from samples of a hot rolled coil with variations of the intermediary temperature from 620 to 740°C, isothermal holding time between 1 and 10 s and coiling temperature between 50 and 400°C. In addition, two CCT (Continuous Cooling Transformation) diagrams were developed to evaluate the effect of the isothermal holding time on the phase transformations of the remaining austenite. It was observed that the intermediary temperature has a strong influence on the kinetics of the phase transformation, as well as the isothermal holding time influences the amount of ferrite formed and, consequently, the final microstructure and hardness of the material. The coiling temperature did not cause significant changes in the amount and morphology of the ferrite, but a gradual replacement of martensite with bainite was observed, which, in addition to the self-tempering effect, contributed to the hardness reduction.

Oct 1, 2019

By Hormando Leocadio, CWM van der Geld, Julio Cesar Passos

Impinging water jets promote high heat flux extraction rate. Steel industry widely employs the process for accurate temperature control to improve the microstructure and to ensure adequate mechanical properties. The range of surface temperatures, heat fluxes and cooling rates are very large, which makes it important to obtain an accurate value of the heat transfer coefficient. This paper presents an experimental and numerical study of the heat transfer behavior of a high temperature (450°C - 900°C) steel plate cooled by a water jet at 20°C to 70°C. High-speed imaging (up to 20,000 fps) within water jet impingement zone allowed the characterization of the boiling regimes in the early stages of cooling. The effects of initial temperature, water jet temperature and velocity on the heat transfer coefficient were analyzed by inverse heat conduction method that predicts the heat flux and temperature on the top surface from temperatures measured with thermocouples inserted in test plate. Heat transfer is strongly affected by the initial temperature of the hot steel, water jet temperature and, less intensely, by jet velocity. High cooling rates start when liquid water is in direct contact with surface temperatures above 700°C.The results will contribute to the enhancement of the temperature cooling control on the runout table and cooling model employed at Usiminas Hot Strip Mill.

Oct 1, 2019

By John Malcolm Gray

Interest in X-80 linepipe steels emerged in the early 1980’s and it was first used in 1985 by Ruhr Gas [1]. The early steels were extensions of conventional Nb-V or Nb-Mo microalloyed X-70 steels but other alloying concepts emerged based on Nb-Mo-B alloying (NKSTAF [2] and ULCB [3]). The latter had acicular ferrite/bainitic microstructures and carbon contents below 0.05 percent. In parallel renewed interest developed in ultra low carbon (0.02 percent) higher niobium steels which had first been studied in 1962 [4]. Such steels exhibited excellent notch toughness when processed with high finish rolling temperatures (>950°C) which made them suitable for processing on weak, older rolling mills. With time such steels, designated “High Temperature Processed”, or HTP steels, were further optimized and produced in modern, very strong rolling mills due to their superior economy compared with traditional vanadium and molybdenum containing steels. The chronology of the HTP development is presented in the present paper. Full scale demonstration heats of a 0.06 percent carbon 0.10 percent niobium steel were produced by Bofors Steel Plant in 1972 and were converted from slabs to plates by nine different steel mills [5-7]. Commercial application in API Grade X-70 first occurred in Canada in 1974 [8,9] but the concept was only used sporadically after that until 1998 when it was applied for the API Grade X-70 Sour Service Cantarell Project [10] in Mexico. Soon thereafter, the El Paso Cheyenne Plains Project used a 0.05%C 0.095%Nb 0.27%Cr variant of the HTP steel [10-12]. Nowadays the HTP concept is being utilized for construction of approximately 6000 km of 48” OD x 18.4 mm X-80 per year in China. The metallurgical principles and history of the development are presented in details in this paper.

Aug 7, 2018

By Piotr Kula

Vacuum carburising with pre-nitriding (PreNitLPC® technology) involves feeding ammonia during the charge heating stage before carburising. The purpose is to restrict the growth of grain in the surface layer of the carburised steel. The article presents the influence of nitrogen on restricting austenite grain growth during vacuum carburising and on mechanical properties (fatigue strength, impact resistance) of layers that underwent such treatment in comparison with traditional carburising methods.

Aug 16, 2017

By Patrícia Mundim Campos Faria

The process of particle size reduction by grinding is inherently inefficient and involves high capital and operating costs. In particular, ball milling is one of the important unit operations in the iron ore pelletizing process. The mill product, due to its physical properties, determines the efficiency of subsequent stages of classification, filtration and pelletizing, thus impacting the quality of iron ore pellets. The work demonstrates the application of the population balance model in the optimization of a full-scale ball mil circuit grinding pellet fines with the aim to evaluate the optimal solids concentration to improve iron ore pellet quality. Initially, detailed experimentation was carried out in a 25.4 cm diameter batch mill and a relationship for mill scale-up using a linear population balance model in wet grinding systems was established. The selection and breakage parameters and the specific selection functions were determined for pellet feed iron ore. It was possible to identify the non-normalizable nature of the breakage functions of the ore studied, which were modeled properly. Afterwards, as a result of incorporating the specific selection functions and breakage functions into the linear population balance model, it was possible to predict product size distributions in the pilot and plant scale mills (0.416 and 5.18 m diameter, respectively) from data obtained in the 25.4 cm diameter mill. Finally, with this scale-up procedure it was possible to appraise the plant scale optimization via laboratory scale grinding mill tests. The effects of changing percent solids were assessed in order to improve the industrial mill performance and the optimal value should be in the range from 76 to 80%.

Aug 1, 2018

By Ângela Selau Marques

A fabricação de matrizes para forjamento a quente vem sendo estudada com maior atenção nos últimos anos devido à necessidade de fabricação das ferramentas com maior rapidez e menor custo, estudo do processo de usinagem, com melhores propriedades mecânicas a fim de aumentar sua vida útil. Para atender as atuais necessidades do mercado são utilizados softwares de CAD e CAM e principalmente de máquinas CNC, que além da rapidez garantem a qualidade da usinagem das matrizes. O objetivo deste artigo é demonstrar, através de um estudo de caso, as etapas para a fabricação das matrizes superior e inferior, para forjamento a quente. Foram utilizados sistemas de CAD e CAM, o SolidWorks para modelagem da peça e das cavidades da ferramenta, e o software Edgecam para a programação e simulação da usinagem. As facilidades obtidas com a integração entre os sistemas CAD/CAM e máquina CNC conferem a manufatura de ferramentas muitos benefícios, dentre eles destaca-se a rapidez com a qual se pode fabricar uma matriz.

Aug 8, 2018

By Janaina Gonçalves Maria da Silva Machado

O antracito é um dos tipos de combustíveis utilizados no processo de pelotização. Estudos de caracterização desses materiais realizados no CTF-Vale indicaram muitos casos de antracitos contaminados com carvões betuminosos. O objetivo desse estudo é avaliar como essa contaminação pode afetar a qualidade das pelotas queimadas e também o manuseio desses combustíveis. Para este desenvolvimento alguns antracitos, com diferentes níveis de contaminação, foram caracterizados química, física, petrográfica e mineralogicamente e seus desempenhos foram avaliados em plantas piloto de pelotização. De acordo com os resultados, quanto maior o grau de contaminação de antracitos com carvões minerais pior a qualidade física das pelotas queimadas. Em casos extremos, quando os antracitos foram contaminados com maiores teores de carvões alto-voláteis as pelotas se desintegraram durante os pot grate tests. Observou-se também que a contaminação afeta negativamente os principais parâmetros que influenciam o manuseio de combustíveis, que são umidade, distribuição granulométrica e composição mineralógica.

Aug 2, 2018

By Caetano Nunes da Silva

A busca por competitividade despertou na ArcelorMittal Tubarão interesse em novas possibilidades de integração de operação e manutenção nas áreas fabris, sendo retratado nesse trabalho a experiência da área de acabamento de bobinas. O trabalho enfoca: 1. a mudança cultural - que vem sendo continuamente trabalhada com as equipes e tem reforçado princípios como o senso de propriedade, autonomia e integração; 2. o incentivo ao intercâmbio entre funções - contribuindo para que as atividades da operação e manutenção fossem conhecidas por todos; 3. alterações na rotina, com a introdução de reuniões, inspeções e relatórios compartilhados - para melhor troca de informações entre as equipes de operação e manutenção; 4. mudança na localização física das equipes - com a acomodação das equipes de operação e manutenção mais próximas entre si e dos equipamentos; e por fim, 5. a implantação da manutenção autônoma - com a capacitação e realização de intervenções de manutenção pelos operadores. Com a melhoria da integração têm sido obtidos resultados expressivos de segurança, estabilidade operacional e custo.

Aug 7, 2018

By Adilson Rodrigues da Costa

Os cilindros usados em laminadores a quente, especialmente os cilindros de trabalho são submetidos a altas taxas de desgaste da superfície durante a laminação. Após a campanha de laminação os cilindros devem ser enviados para uma retifica de cilindros para remover a camada danificada. Para este processo de retifica, são utilizadas rebolos com alta eficiência de corte e alta resistência. O objetivo foi analisar os resíduos metálicos e as partículas abrasivas do rebolo após a retificação dos cilindros e, correlacionar com o desempenho obtido com dois tipos diferentes de rebolos, sendo assim capaz de definir um rebolo com melhor desempenho e menor custo operacional.

Jul 30, 2018

By Pascoal Ferrari Pedrosa

Neste trabalho é apresentado os resultados de um estudo experimental com tijolos de solo-cimento vazado, com diferentes adições de resíduos de borracha vulcanizada oriundas da indústria de recauchutagem de pneus. Foram realizados ensaios de caracterização do solo utilizado, das composições desse solo com resíduos de borracha e das misturas de solo-cimento produzidas com essas composições. Conforme os resultados de ensaios realizados em corpos-de-prova cilíndricos e em tijolos de solo-cimento, verificou-se que: ainda não é possível a introdução do resíduo de borracha de pneus de pneus em blocos de solo-cimento, pois não atendem características da NBR-10834 [4] e precisam ser melhor avaliados.

Aug 16, 2017

By Alexandre Iartelli

A produção de cânulas, materiais utilizados na fabricação de dispositivos médicos, é feita a partir de uma tira de aço inoxidável 304L laminado em tubos e posteriormente soldado por processo GTAW. Após esse procedimento, o tubo sofre uma série de passes de trefilação com recozimento e sem recozimento, para diminuir seu diämetro. Por fim, são realizadas as etapas de corte, apontamento e limpeza do material. Durante a trefilação, uma série de defeitos chamados “GOUGE” é encontrada, provocando altas perdas nos processos, em função das desconformidades com as especificações técnicas. Inicialmente, no intuito de caracterizar e detectar possíveis causas dos defeitos foram analisadas as características do processo, desde a soldagem até a trefilação sem recozimento. Em seguida, foram feitas análises com microscopia de varredura, para avaliar algumas características metalúrgicas do material. Como o objetivo era caracterizar o defeito, diversas causas possíveis surgiram, como a influência da corrente ou velocidade de soldagem, temperatura de tratamento juntamente com as reações do gás Amônia na geração das desconformidades, a velocidade de trefilação ou a quantidade de óleo lubrificante. Concluiu-se que o processo de soldagem não foi o causador da falha, bem como a trefilação sem recozimento. A possibilidade da causa da descontinuidade ficou com o processo de trefilação com recozimento. Assim, diversas propostas para trabalhos futuros surgiram.

Jan 16, 2018

By Fernanda Borba Simões

Na produção de biocombustíveis a partir de óleos vegetais produzidos via craqueamento térmico-catalítico, é realizada a desacidificação do produto final para sua viabilidade, podendo ser efetuada pela adsorção. Os adsorventes são diversificados e vão desde zeólitas até o uso de resíduos industriais. Este trabalho buscou testar a lama vermelha previamente ativada quimicamente e termicamente como adsorvente de ácidos graxos livres presentes no gasóleo leve produzido a partir do craqueamento do óleo de palma com índice de acidez inicial de 55,1257 mg de KOH/g. A lama vermelha foi utilizada em cinco condições: seca sem tratamento, ativada quimicamente (pré-tratada a 400°C/2h) por solução de HCl a 37%, de H2O2 a 4%, de HCl a 1,5 M e de KOH a 1,5 M. Na cinética de adsorção, a lama vermelha ativada por solução de HCl a 1,5 M mostrou-se mais eficiente que os demais adsorventes, pois reduziu o índice de acidez do biocombustível de 10,7574 mg de KOH/g para 9,1752 mg de KOH/g no tempo de 50 minutos. Quanto à eficiência dos adsorventes restantes, no que tange a desacidificação, apenas a lama vermelha seca e a ativada quimicamente por KOH a 1,5 M apresentaram remoção dos ácidos graxos livres perceptíveis.

Aug 16, 2017

By Luís Carlos da Silva

Nos dias contemporâneos, houve uma evolução do armamento utilizado e há uma tentativa dos centros de defesa e balística de acompanhar essa evolução no desenvolvimento de blindagens cada vez mais eficientes. Essa eficiência passa tanto na leveza do material quanto na sua capacidade de proteção. Vivemos também nos dias atuais uma preocupação com questões ambientais e energéticas e é justamente, envolto nesse cenário que pesquisas relacionadas à utilização de fibras naturais (FNL’S), tem se tornado cada vez mais relevantes. Desta forma, o objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho individual de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras de sisal, quando submetidos ao impacto balístico de munição com calibre de 7,62 mm. Neste trabalho foram testados compósitos reforçados com 20% e 30% em volume de fibras de sisal. Com um auxílio de um radar Doppler, foram registradas as velocidades inicial (de impacto) e residual (após a perfuração do impacto). De posse desses dados foi possível calcular à energia cinética absorvida pelo compósito e estimar à velocidade limite do projétil que essa blindagem é capaz de suportar. Os resultados após alguns tratamentos estatísticos demonstraram que o compósito em questão tem resultados similares à outras blindagens reforçadas com FNL’S, representando mais uma opção de blindagem moderna.

Oct 30, 2017

By Ricardo Pondé Weber

O objetivo desse estudo é correlacionar a diminuição da resistência balística de um aço de alta dureza (HHA – High Hardness Armor), produzido no Brasil, com as mudanças microestruturais devido ao impacto balístico. Os resultados sugerem que essa diminuição está relacionada ao surgimento da banda de cisalhamento adiabático (ASB – Adiabatic Shear Bands) com uma dureza maior que a do material original, o que produz trincas e consequentemente diminui a resistência balística do aço.

Oct 30, 2017

By Larissa Fernandes Nunes, Luiz Paulo Mendonça Brandão, Mônica Aline Magalhães Gurgel, Eustáquio de Souza Baêta Júnior, Andersan dos Santos Paula

Aços assistido pelo efeito TRIP (Transformation Induced Plasticity) com alto teor de Al estão sendo desenvolvidos com grande potencial de se tornarem aços de terceira geração para aplicações no setor automotivo. Assim, por ainda estarem na fase de desenvolvimento, estudos sobre esses materiais são de extrema relevância. Este trabalho buscou correlacionar a influência da laminação a frio e recozimento intercrítico, em uma liga de aço TRIP com elevado teor de Al, com o comportamento da liga face as análises de transformações de fase via Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), identificação de fases e textura da matriz ferrítica via Difração de Raios X (DRX) e aspecto microestrutural via Microscopia Óptica (MO). O processamento termomecânico adotado, com distintas temperaturas de encharque no recozimento intercrítico, não influenciaram a textura cristalográfica da liga, entretanto, distintos percentuais de austenita retida foram verificados para cada condição, sendo o maior valor observado para a temperatura de 820 ºC.

Oct 27, 2019

By Luiz Henrique Simões dos Reis

Este trabalho estuda o fenômeno da erosão e a validação de um erosímetro. Com este propósito, as taxas de erosão, perda de massa acumulada por unidade de área e o fator de esfericidade foram medidos. Os testes foram realizados com corpos de prova de latão 360 CLA, efetuando quatro testes com durações de 5, 10, 15 e 20 horas, respectivamente. As amostras foram pesadas em uma balança de precisão antes e após os testes. O abrasivo utilizado foi a areia ABNT em uma concentração de 10% em peso. O impacto repetitivo entre as partículas abrasivas causou trincas, lascamentos e, consequentemente, a formação de partículas menores. Também foi constatado o arredondamento das partículas abrasivas. Tais fatos são a causa do decréscimo da taxa de erosão com o aumento do tempo de teste. Micrografias apresentam a degradação da superfície na parte frontal do corpo de prova devido à remoção de material. O erosímetro obteve sucesso nas comparações com outros artigos.

Oct 30, 2017

By Ana Cláudia S. G. Motta

O presente estudo foi realizado com o intuito de determinar parâmetros microestruturais que definem os comportamentos eletroquímico e elétrico de uma célula a combustível do tipo óxido sólido, SOFC (Solid Oxide Fuel Cell). A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia eletrônica de varredura, possibilitando a revelação de particularidades dos microconstituintes como porosidade, tamanho médio de grão e suas distribuições. As micrografias obtidas foram submetidas à análise digital de imagens, obtendo assim a quantificação de propriedades das microestruturas dos eletrodos (catodo e anodo) e do eletrólito. A análise de microscopia revelou a presença de uma camada de pequena espessura (interlayer) de céria dopada com gadolínio localizada entre o eletrólito e o catodo. O eletrólito exibiu grãos com uma tendência equiaxial, com tamanho médio de grão de 3,43 µm. O anodo apresentou um gradiente de porosidade, não alcançando a porcentagem de porosidade ideal para que a difusão de gases ocorra de maneira eficiente. A região catódica demonstrou valores de porosidade em conformidade com o recomendado na literatura.

Oct 30, 2017

By Wesley Pereira de Miranda, Rafaella Martins Ribeiro

O objetivo do estudo é avaliar o efeito do teor de elementos intersticiais no envelhecimento por deformação do aço ao carbono SAE 1010 submetido ao processo de laminação a frio para a produção de vergalhão. Foram selecionadas duas bobinas de fio-máquina, emprego para a produção do CA-60, com teores distintos de elementos intersticiais. As bobinas foram processadas no laminador a frio para a produção do vergalhão CA-60 Reto bitola 5 mm e o envelhecimento foi avaliado através de variações no limite de escoamento obtidos por ensaio de tração uniaxial, realizados em tempos distintos após a deformação. A composição com alto teor de elementos intersticiais apresentou aumento significativo do limite de escoamento com o tempo quando comparada com a bobina com teores mais baixos desses elementos. Esta última, no período de acompanhamento não mostrou variação expressiva. A análise quantitativa, através de ensaios massivos para cada condição pode ser uma ferramenta útil para estudar o fenômeno

Oct 30, 2019