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By Carlos Gonzalez-Rivera

An alternative cooling curve analysis method focused on the experimental determination of the latent heat of phase changes and phase transformation kinetics is proposed in this work. The method analyses the cooling process of a metallic sample, initially liquid that is contained into a cylindrical metallic mold, both of known weight, thermally isolated at its top and bottom. The method is based on an energy balance associated with the experimental measurement of the temperature change of the sample and the mold during their cooling process. From the numerical processing of the cooling curves, are obtained approximate values of the acting global heat transfer coefficient as a function of temperature in order to describe quantitatively the energy exchange of the metal/mold system with its surroundings. These relationships and other experimental data are used to process the cooling curve of the sample and the mold during solidification, in order to obtain the latent heat of solidification.The method was applied experimentally to zinc and tin of commercial purity, initially liquids and contained into stainless steel molds in order to determine its ability to measure the latent heat of solidification. The obtained results suggests that this method shows a good potential to characterize the solidification of metals.

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 Gilberto Álvares da Silva

New elements have been inserted in NiTi lately, resulting in ternary alloys with specific characteristics beyond Shape Memory Effect and Superelasticity. Among all others alloying elements, the Ag additions itself gives potential antibacterial activity to that smart material. So on, the elaboration procedures of ternary NiTiAg alloys was studied in order to obtain a melting procedure to ensure further studies on this alloy. Microstructural and thermal analyses were used to evaluate the VAR-remelting production of NiTiAg with 4.0% wt silver content. The microstructure is composed by a NiTi matrix, pure Ag precipitates, and, scarcely, TiC inclusions. Heat treatments at high temperature could not dilute those Ag particles, but could lead to the precipitation of new ones. The silver element reduces the temperature of the martensitic transformation, yielding a material with superelastic behavior, beyond induces the R-phase on cooling stage of this alloy.

Aug 8, 2018

By Letícia Pegoraro Leal

O mercado mundial está se desenvolvendo continuamente em todos os segmentos com a finalidade de melhorar a qualidade e diminuir os custos. O aperfeiçoamento e a criação de novas técnicas de soldagem são responsáveis por conservar as propriedades mecânicas e realizar as soldas com um menor número de defeitos. Este trabalho apresenta o processo de soldagem por fricção com pino consumível, conhecido como FHPP (Friction Hydro Pillar Process) em pino AISI 4340 e chapa AISI 4140. Como toda nova técnica é importante conhecer os parâmetros que serão utilizados no processo. Compreender o efeito da velocidade de rotação, força axial e de forjamento, consumo do pino e taxa de carregamento são necessários para avaliar sua influência na microestrutura da solda. Desta forma, no presente estudo, após a soldagem foram realizadas metalografias, a fim de analisar defeitos macro e microestruturais. Por fim, verificou-se significativa influência dos parâmetros de processo no comportamento metalúrgico da região soldada.

Aug 8, 2018

By Nestor Cezar Heck, Aline Lima da Silva

Na produção de vários tipos de aço o controle da composição, tamanho e distribuição das inclusões não-metálicas é de fundamental importância, não só para a qualidade dos produtos siderúrgicos, como também para a garantia da continuidade do processo de fabricação do aço. O controle da composição das inclusões é uma questão que pode ser adequadamente analisada com o uso da ferramenta ‘termodinâmica computacional’, proporcionando ao aciarista informações vitais para ajustes no processo. Neste estudo, com base em cálculos termodinâmicos, foram construídos diagramas de fases especiais com a utilização do software FactSage e seus bancos de dados. Especialmente as influências do Al e do Ti sobre a composição das inclusões foram analisadas, levando-se em conta o teor de oxigênio total. Duas metodologias (estática e dinâmica) foram usadas para se compreender o importante fenômeno da reoxidação. Os resultados deste trabalho, além de auxiliar engenheiros aciaristas a compreender este tipo de análise, deverão estimular estudantes desta área da engenharia a se engajar na assim chamada ‘termodinâmica computacional’.

Nov 19, 2019

By Luana De Lucca de Costa

O forjamento a quente em matriz aberta é, atualmente, o processo mais utilizado para a fabricação de peças de grande porte. Neste estudo, a simulação numérica foi utilizada, através do método de elementos finitos, para análise do processo de forjamento em matriz aberta de um eixo vazado e escalonado aplicável em aerogeradores. A partir de um billet cilíndrico vazado de aço AISI 4140, pesando 1 kg, é simulado o processo de forjamento objetivando a obtenção de geometria final apresentada. Utiliza-se matrizes superior e inferior em formato côncavo, e um mandril de manipulação com inclinação de 1,15°. A cinemática da simulação numérica, que inclui 4 passes com um número total de 30 cursos, é avaliada. Ao comparar a geometria apresentada com a obtida observa-se que o alongamento longitudinal da forma final é obtido. A partir da análise da temperatura, pode-se concluir que o reaquecimento deve ser realizado após cerca de 45 s, no final de cada série de 5 cursos.

Aug 8, 2018

By Igor Teixeira da Costa

Os pós fluxantes são formados por escórias sintéticas que em contato com o aço líquido deve fundir e gerar uma escória líquida. Suas principais funções são: lubrificar e controlar a transferência de calor entre a casca sólida do metal e o molde. Eles possuem composições diferentes para diferentes condições de lingotamento, sendo formados, basicamente, por CaO, SiO2, Al2O3, Na2O, CaF2 e podem conter MgO, Li2O, K2O e B2O3. Como alguns componentes influenciam diretamente na cristalinidade dos fluxantes, como o CaO, o MgO, o CaF2, neste trabalho serão analisadas quatro misturas de pós fluxantes com leves variações na composição de modo que possa gerar cristalinidades diferentes. Para esta análise será utilizada o método de lâminas delgadas, com auxílio de um microscópio óptico de luz transmitida, que tem apresentado resultados bem satisfatório sobre o detalhamento da cristalinidade dos materiais.

Oct 30, 2017

By Lorena Cristina Amorim, Iara Patrícia Vieira de Oliveira, Leandro Rocha Lemos, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Erick Mitchell Henrique Braga, Paulo Santos Assis

No atual cenário acirrado de competitividade, umas das linhas para redução do custo da mistura de carvões é o desenvolvimento de matérias-primas alternativas nacionais que minimizem o custo do coque e mitiguem a emissão de CO2. O presente trabalho avaliou a utilização de resíduos de shredder (fluff) como aditivo nas misturas para a produção de coque metalúrgico. A utilização de fluff na mistura de carvões minerais sugere uma rota de destinação ecologicamente correta, a fim de mitigar o impacto causado pelo acúmulo desse resíduo no meio-ambiente, além de uma alternativa para redução de custos de produção do coque metalúrgico. Foram realizados enfornamentos, em escala piloto, com adição de fluff, com objetivo de avaliar o impacto sobre a qualidade do coque, especialmente sobre a Resistência após Reação com CO2 (CSR) e a Resistência Mecânica a Frio (DI150-15). Os resultados mostraram a viabilidade técnica da adição de até 1% em massa do material, mantendo a qualidade metalúrgica do coque produzido.

Oct 1, 2019

By RENARDIR PEIXOTO MACIEL JUNIOR

Tratamentos térmicos são de grande importância para o desenvolvimento dos materiais, pois alteram as suas propriedades ou conferem-lhes características determinadas. Neste trabalho, foram realizados dois tratamentos térmicos diferentes, recozimento pleno e normalização, em um aço utilizado como eixo de sustentação de aerogerador a fim de verificar as alterações nas microestruturas e propriedades mecânicas através de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e ensaio de microdureza Vickers. Além disso, foi realizada a identificação do material por meio de cálculo de composição de carbono utilizando o programa Image J com imagens obtidas por microscopia ótica. Logo, determinou-se que o aço tinha um teor de 0,55% de carbono. Após o estudo comparativo de dureza, verificou-se uma maior dureza da amostra normalizada e uma menor para a amostra recozida em comparação com a amostra recebida (sem tratamento). Logo, alcançaram-se os objetivos esperados ao fim do trabalho, pois todas as etapas foram realizadas com êxito obtendo,dessa forma, uma análise de resultados precisa.

Oct 30, 2017

By Raffaele Alves Paranhos

Devido à alta competitividade no mercado siderúrgico se faz necessário à otimizaçãodo processo como forma a atendermos a demanda de produção com um menorcusto de transformação. Nesse contexto, foi utilizado para desenvolvimento dotrabalho a metodologia DMAIC e os conceitos do “LEAN”. O objetivo do grupo foiestratificar o custo de produção do equipamento e atuar nos principais fatores, tendocomo princípio a redução do desperdício, aumento da produtividade da mão de obra,aliada a produtividade de tonelagem de material. Na estratificação do custo deprodução identificamos o “Rendimento metálico” como sendo o fator maissignificativo e propomos ações internas que contemplaram alteração de programade automação para melhora do descarte da cauda (Final) da bobina e com issoatingindo valores recordes de aproveitamento material acabado. Fizemos reduçõesde lead time do nosso processo eliminando os tempos que não agregam valores,aumentando a produtividade do equipamento. Com este trabalho conseguimosreduzir consideravelmente o custo de transformação do equipamento, além, deaumentar sua capacidade produtiva.

Aug 16, 2017

By Marcos Vinícios da Silva Cavalcante

O processo de um forno de endurecimento de pelotas cruas tipo grelha móvel baseia-se na queima de esferas, aglomerados de minério de ferro, acomodados no interior de carros de grelha que se movimentam com certa velocidade através das zonas do forno. Neste tipo de forno as pelotas cruas são queimadas predominantemente por convecção por gases aquecidos via queimadores instalados na zona de queima. Estes gases quentes passam por entre as pelotas com uma velocidade, densidade, viscosidade e temperatura tal que garante a secagem, a sinterização e o resfriamento das pelotas enquanto são movimentadas dentro dos fornos. A permeabilidade de um leito de pelotas é uma função direta dos espaços vazios formados pelo empacotamento destes aglomerados esféricos que o compõe. Este estudo validado na linha de produção teve como objetivo relacionar os espaços vazios com alguns parâmetros de controle operacional usuais na indústria de pelotização e associá-los a qualidade física, produtividade e ao custo de produção.

Aug 16, 2017

By Marcos Natan da Silva Lima

O aço com alto manganês tem sido estudado como alternativa mais barata em substituição às ligas de aço mais utilizadas, devido as suas propriedades de resistência, ductilidade e tenacidade. Foi alterada a composição de manganês para teores acima dos teores dos aços Hadfield, visando sua aplicação em temperaturas criogênicas. Foram obtidas ligas de aço com alto teor de Manganês através do processo de fundição. O objetivo é avaliar as alterações provocadas pelo aumento do Manganês no aço fundido. Através do estudo realizado no Thermo-Calc®, as amostras da liga fundida foram submetidas à laminação a quente e posterior tratamento térmico de solubilização a 700 ºC, com o intuito de manter a microestrutura austenítica. As mesmas foram analisadas quanto à microestrutura por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os ensaios de dureza realizados confirmaram a elevada dureza das ligas, bem como a variação entre as ligas no estado fundido e solubilizado.

Oct 30, 2017

By Isabela Costa Mendes Peres

As soldas dissimilares de liga de níquel 182 são utilizadas em usinas nucleares para conectar tubulações de aço inoxidável com componentes fabricados em aço de baixa liga. O procedimento envolvido na soldagem dissimilar pode modificar as propriedades do material, o que afeta diretamente a junta soldada no sentido de aumento da probabilidade de incidência do processo de corrosão. Neste trabalho foi realizado a soldagem dissimilar de corpos de prova dos aços de baixa liga e aço inoxidável austenítico AISI 316L com as ligas de níquel 82 e 182. Estudou-se o comportamento frente à corrosão da junta de solda de liga 182 em ambientes ácidos contendo NaCl e Na2S2O3 empregando-se técnicas eletroquímicas. Ensaios de polarização anódica potenciodinâmica foram utilizados para caracterizar o comportamento de corrosão localizada do material. Os resultados mostraram que o comportamento eletroquímico da junta de solda está relacionado com o aporte térmico e a presença ou não de oxigênio no meio.

Aug 8, 2018

By José Gonçalves Pacheco Júnior

A caldeira de recuperação de calor de gás de coqueria, denominada caldeira 22, foi submetida à inspeção e reparo conforme os dispostos na NR13 em função de falhas repetitivas que levaram a uma perda repentina de nível de água no tubulão de vapor da Caldeira. O equipamento foi inspecionado levando em consideração técnicas qualitativas e quantitativas de inspeção de equipamento, o que gerou a possibilidade de especificar o reparo. Através do reparo foi possível liberar a caldeira para produção de vapor. Com os dados da inspeção foi realizada uma análise de falha por um grupo multidisciplinar com objetivo de determinar a causa raiz dos modos de falhas detectados durante a inspeção do equipamento: espessura de isolamento térmico inadequado e operação inadequada após detecção de vazamento de água no equipamento. Ações de controle foram definidas e replicadas para as outras caldeiras dessa coqueria. Assim sendo a caldeira 22 está operando em segurança conforme especificação do projeto e com os reparos preventivos já determinados.

Oct 30, 2017

By Robson Luís da Silva Nascimento

O mercado do aço no mundo está muito competitivo, e as indústrias siderúrgicas têm desenvolvidos projetos com foco na melhoria da qualidade dos aços e na redução dos custos dos processos de fabricação. Este trabalho descreve os avanços nos processos de lingotamento contínuo, com foco na redução do sucatamento de placas por “bolsa”. Esta melhoria consistiu na modificação na taxa de refrigeração aplicada na placa de cauda durante o processo de descarga da máquina (final de lingotamento). A implementação dessa ação propiciou uma homogeneidade na solidificação das placas de cauda aumentando assim sua temperatura de extração reduzindo significativamente o sucatamento das mesmas. Outras melhorias obtidas com o trabalho foram a redução das ocorrências de placa parada no interior da máquina, redução das ocorrências de restrição de velocidade por Baumann, redução das ocorrências de intervenção para regularização de GAP e melhoria na qualidade superficial. O trabalho foi realizado sem investimento contribuindo na redução do custo de transformação do aço em placa.

Jul 30, 2018

By Mateus Costa Corona

A ArcelorMittal Tubarão busca continuamente aumentar a sua produtividade, com isso, é necessário que as áreas de apoio a produção acompanhem este crescimento e sejam capazes de processar todo o volume produzido, sem comprometer a produção, a qualidade dos produtos e os prazos de entrega para os clientes. Os conceitos lean foram aplicados ao processo da Área de Condicionamento de Placas, com foco no aumento da produtividade e redução do lead time de processamento das placas.

Oct 30, 2017

By Raimison Bezerra de Assis

Ferritas de níquel-zinco são materiais cerâmicos ferrimagnéticos com estrutura cristalina cúbica do tipo espinélio, pertencente ao grupo espacial Fd3m, sendo uma solução sólida de composição NiO, ZnO e Fe2O3. O método de polimerização de complexos tem enorme potencial para obtenção de cerâmicas magnéticas, por se tratar de um processo simples, que se origina a partir de materiais com elevado grau de pureza, o que leva à obtenção de pós com elevada homogeneidade química e elevada área superficial. Este trabalho tem como objetivo avaliar as características estruturais e morfológicas das ferritas Ni0,25Zn0,75Fe2O4 e NiFe2O4 obtidas através do método polimerização de complexos. A solução foi submetida a uma temperatura final de 120°C até a formação da resina, pirolisada a uma temperatura de 350°C durante 2 horas e calcinada a 500°C durante 2 horas. Os pós resultantes foram caracterizados por difração de raios X (DRX), análises térmicas (TG/ DSC) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados do DRX das duas composições apresentaram formação de fase majoritária ferrita. Os resultados das micrografias obtidas por MEV mostraram a formação de partículas aglomeradas com placas longitudinais para ambas composições, sendo características microestruturais importantes para aplicação magnética. O método de polimerização de complexos se apresentou como um método promissor para obtenção de pós cerâmicos de ferrita de níquel e níquel-zinco para aplicação magnética.

Aug 8, 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 Manfred Hackl, Sergey Bragin, Alois Seilinger

The demand for hot rolled strip is growing in multiple ways. To remain competitive, new and existing mills must meet arisen challenges in the best possible way. The production of hot strip is a key element of steel production. Since close to half of all steel produced is hot-rolled to strip, mills require maximum throughput and availability combined with geometrical precision and the ability to create optimum material properties. Today there is a clear trend in developing new steel grades with high-strength and improved formability, like 3rd generation AHSS (Advanced High Strength Steels), as well as a trend to produce thinner and wider gauges. This trend challenges hot strip mills because it requires new technologies which provide more flexibility in metallurgical treatment during the rolling process. In order to meet and promote these trends Primetals Technologies is currently working on different concepts and solutions. One example is the development of a new mill stand technology Flex-HI HOT which allows to adapt the last finishing mill stands by efficiently switching from 4-high to a 6-high mode with small work roll diameter based on production needs. Another solution is to apply a permanent 6-high rolling stand at the end of the finishing train. A smaller work roll diameter allows to achieve higher specific thickness reductions and deformation rates resulting in significant thinner hot-strip gauges with valuable metallurgical benefits. The developed solution concepts with technological and metallurgical benefits will be presented in this paper.

Oct 1, 2019

By Priscilla Pessin Coppo

The prevention of dental enamel wear has particular relevance for preventive and restorative purposes in dentistry. The wear damage can increase due to salivary disorders and/or parafunction (bruxism); antagonists incisal surfaces become flat and coincident. This study aims to investigate the wear behavior and the related mechanisms in sliding pairs of conformal incisal enamel, with similar values of hardness and fracture toughness, with different applied normal loads and lubricated conditions. Bovine incisors, under pin on flat configuration, were tested in two lubrication condition (dry or with natural saliva) and two applied normal loads (8 and 16 N). The worn surfaces were investigated by 3D profilometry and SEM. The analysis of worn surfaces indicated mechanisms of brittle fracture, but with different severities. Under a normal load of 16 N and dry condition, wear is controlled by a brittle process: microcracking with flake-like wear particles, which results in high friction coefficient (> 0.85), wear rate and wear volume. On the other hand, under a normal load of 8 N and natural saliva, wear took place in the interprismatic region, with consequent exposure of prisms and fracture in localized regions. In this case, the friction coefficient was 16% lower and the wear volume was one order of magnitude lower. Under 8 N and natural saliva, the wear was greater than in the dry condition, probably due to tribochemical reactions.

Jul 31, 2018