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By Diego José Inforzato

Hot tensile data were correlated with creep data, in Aluminum Alloy AL7475-T7351, as part of a broader research program, aiming at the validation of a methodology that proposes an equivalence between the two kind of results, for metallic materials in general. The methodology is based on a criterion that establishes correlation among the following parameters from each test: the strain rate, ultimate tensile stress, and time to reach the ultimate tensile stress, in tensile tests, are equivalent respectively to the: minimum strain rate, applied stress and rupture time, in creep tests, for a given test temperature. The present material was tested at 3 temperatures: 133,166 and 193ºC, using 3 nominal tensile strain rates in the hot tensile tests: 3.2x10-6, 1.6x10-4 and 6.4x10-3 s-1 and 9 applied stress levels in the creep tests, varying from 140 to 400 MPa. The conversion of the hot tensile data to creep-like data allowed performing the analysis of all the results together according to the traditional creep relations proposed by different authors, namely: Norton, Arrhenius, Zener-Hollomon and Monkman-Grant, with the determination of the corresponding parameters in each case. The equivalence between hot tensile and creep data is also confirmed for this aluminum alloy.

Aug 8, 2018

By Fernando Velazquez Guzman

Titanium is an alloying element used to refine grain size in steel and improve its physical and mechanical properties. In some stainless steels it is used to increase the resistance to corrosion by the precipitation of titanium carbides or carbonitrides. Its alloying performance is highly variable and depends largely on the stage of the secondary metallurgy process when it is added. Furthermore, the addition method (wire injection or direct addition) has a remarkable influence in secondary refining. This paper describes the tests performed in vacuum degasser (VD), with a highly compacted and encapsulated Ferrotitanium wire (FeTi HC). The yield of titanium in steel increased from 52% to 89%. Moreover, the consumption of the highly compacted Ferrotitanium was optimized.

Oct 30, 2017

By Mühlböck Marlene

Increasingly stringent global environmental regulations are forcing steel producers to continually improve the efficiency of sinter waste gas treatment. With the Selective Waste Gas Recirculation (SWGR) system from Primetals Technologies, lower production costs can be achieved and the size of downstream waste gas cleaning units can be reduced for investment savings. SWGR features the extraction and reuse of hot sinter off gas from selected wind boxes along the sinter strand, which contributes to improved energy efficiency and off gas treatment in the sintering process. With the next generation of SWGR, Primetals Technologies can provide an energy optimized, emission optimized and environmentally friendly solution that meet customer requirements and country specific regulations. This paper demonstrates the latest developments in selective waste gas recirculation, especially results from pot grate tests and comparison from lab to real plant data. Furthermore theoretical finding and mathematical modelling is presented.

Aug 16, 2017

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 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 Francisco Morganti

In order to support hot rolling mill managers in improving the utilization of their plants, SMS group offers well defined Performance Modules. These are technologies, components, automation solutions or services, which can be implemented in existing plants to increase competitiveness in categories of efficiency, productivity, quality and process and product control referred to as “Industry 4.0”. Except the Performance Modules dedicated to the last category, targeting overall process controls, Performance Modules are characterized by quantifiable benefits. Performance Modules related to hot rolling mills are e.g. camber free rolling, modular laminar strip cooling system, new edge masking and intelligent components.

Oct 30, 2017

By Ananda Moreira Vaz Ourique de Avila

Ferritic stainless steels have been used in the making of high and intermediate temperature operation solid oxide fuel cells (SOFC) interconnects, replacing the ceramic materials. However, at high temperatures, on the order of 700-850 0C, these steels can present significant oxidation and degradation processes, promoting increased electrical resistivity and corrosion losses that result in contamination of the electrodes and reducing the performance and the useful life of the SOFC. Thus, the knowledge on kinetics of oxidation/corrosion of these steels and their relationship with the microstructural transformations are of great importance. In this study, samples of ferritic stainless steels AISI 430, AISI 441 and Crofer22APU® were tested for oxidation at high temperature (800 0C) for long periods of time (up to 3,600 hours) and mass gains were monitored allowing the determination of the oxidation behaviors of these steels. Additionally, the microstructural characteristics of the samples before aging (corrosion-oxidation test) and after various oxidation times were evaluated by optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), as well as by micro chemical elemental analysis (EDS) and X-ray diffraction (XRD) phase analysis. Electrical characterization allowed determination of electrical area-specific resistances (ASR) characteristics of the systems studied, thus relating the electrical and oxidative behaviors of steels evaluated.

Aug 7, 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 Xiaowei Du, Xitao Wang, Xuekun Shang

The deformation behaviors under both tensile and compressive forces and microstructure evolutions of cast SA508-4N steel were investigated at elevated temperatures. True stress-strain data were obtained from hot deformation experiments performed on a Gleeble-3500 thermal-simulator under different temperatures (750-1200C) and strain rates (0.001-10 s-1). The reduction of area decreases as a function of temperature from 750C to 900C and then increases. At 1200C, the reduction of area reaches more than 99% with the strain rates of 0.5 s-1 and 1.0 s-1. The dynamic recrystallization under compressive stress occurs at 800C under low strain rate and a complete dynamic recrystallization can be observed when the temperature reaches above 1100C. A “two-stage” flow stress constitutive model concerned with dynamic recovery and dynamic recrystallization was established based on the true stress-strain data. This model shows good agreement with experiment results. Moreover, we developed a dynamic recrystallized grain size model to describe the average grain size after complete dynamic recrystallization.

Oct 1, 2019

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 Breno Totti Maia

Para uma boa operação das lanças de oxigênio para convertedores BOF é necessário existir uma boa condição de refrigeração, devido à agressividade existente no ambiente, onde ela fica exposta a condições de alta radiação, gases a alta temperatura e, algumas vezes, com o aço líquido. Para uma boa refrigeração, basicamente são necessários uma boa qualidade de água e condições adequadas de vazão e pressão. Mas somente esses fatores podem não garantir o desempenho adequado às condições de escoamento da água, devido à complexidade geométrica do bico da lança. Esse artigo tem como objetivo apresentar um estudo comparativo de escoamento da água, na parte crítica de uma lança que é o bico, destacando a importância da geometria interna do bico na troca térmica do equipamento. Serão apresentados os resultados comparativos, onde se observa que otimização do escoamento interno no bico da lança aumenta a vida útil do equipamento.

Jul 29, 2018

By Fernanda Moreno Rodrigues

A adição de elementos microligantes para o controle do crescimento do grão austenítico vem sendo largamente utilizada nas últimas décadas. O Nióbio é tido como o elemento mais importante deste grupo, pois produz precipitados finos na matriz que ancoram os contornos de grão, retardando o seu crescimento. O presente trabalho avalia o efeito do Nióbio no tamanho do grão austenítico do aço VEX, um aço ferramenta para trabalho a quente utilizado para extrusão de alumínio. O estudo baseou-se na comparação entre duas composições químicas, uma sem Nióbio e outra com microadição de 0,02%. Ambas foram caracterizadas microestruturalmente e quanto à tenacidade. O tamanho de grão foi avaliado após austenitização entre 980°C e 1.200°C. Os resultados mostram que a adição de Nióbio é efetiva no refino de grão em elevadas temperaturas, o que é relevante para a aplicação industrial do aço em questão.

Aug 7, 2018

By Verônica Scarpini Candido

Diante a atual preocupação com a disposição de resíduos industriais, diferentes alternativas vêm sendo desenvolvidas a fim de que hajam aplicações referentes a utilização desses resíduos. A lama vermelha, rejeito da lavagem da bauxita, cujo a disposição final estabelece-se dentro de grandes barragens, vem sendo alvo de inúmeras prospecções para uso. Deste modo, o presente trabalho visa estabelecer uma análise comparativa da granulometria da lama vermelha a partir da sedimentação hidráulica, valendo-se da Lei de Stokes e de ensaios em granulômetro visando conhecimento para a futura aplicação em polímeros. Sendo assim, foram desenvolvidos testes experimentais em proveta para gerar dados de processo para testes em maior escala. As amostras pós-sedimentação foram analisadas em um granulômetro Mastersizer 2000-HYDROG. Verificou-se que existe uma variação significativa no tamanho das partículas de lama vermelha, e que é possível proporcionar futuramente a formulação de compósitos a partir de cada faixa granulométrica.

Oct 30, 2017

By Adriane Lopes Mougo

O efeito de escala é um fenômeno que ocorre durante o microfresamento e trata da relação entre o raio da aresta de corte, a espessura de corte e a microestrutura da peça. O aço superduplex UNS S32750 é um importante material usado na indústria petrolífera que pode ser destinado futuramente para a fabricação de microsensores e microatuadores. No entanto, ainda não existem publicações voltadas para a microusinagem deste aço, seja na análise das forças de corte, na vida útil da ferramenta ou na integridade da superfície usinada. O presente artigo trata do estudo da rugosidade de superfície e da formação de rebarbas após o microfresamento do aço superduplex, considerando diferentes níveis de velocidade de corte e de avanço da ferramenta. A análise dos resultados é realizada considerando que este aço possui microestrutura composta por grãos das fases ferrita e austenita com diferentes taxas de recuperação elástica.

Oct 30, 2017

By Luana Araújo Batista

Os aços inoxidáveis austeníticos apresentam interessante junção de propriedade mecânica com elevada resistência à corrosão. Porém, quando aplicados em temperaturas na faixa de sensitização e submetidos a ambientes agressivos, tornam-se suscetíveis à corrosão intergranular. Para verificação da suscetibilidade desses aços sofrem este fenômeno são realizados ensaios de corrosão. Dentre eles os mais utilizados são os contidos na norma ASTM A262, que possui cinco diferentes procedimentos. Este trabalho consiste na comparação dos procedimentos das Práticas A, C e E, contidos nessa norma, para determinação da tendência à corrosão intergranular do aço AISI 304L. Para isto, amostras do aço foram sensitizadas a 675°C por uma hora e em seguida submetidas aos diferentes ensaios descritos na norma. Após a realização dos três procedimentos, considera-se que a metodologia mais assertiva e confiável seja a Prática E, conhecido como ensaio de Strauss, e que as amostras analisadas não apresentaram corrosão intergranular.

Aug 16, 2017

By Raelly Laurinda Araujo da Silva

As ligas de alumínio são utilizadas mundialmente em inúmeras atividades. Com o aumento da competitividade, existe a necessidade de melhoria constante no processo produtivo. Essas melhorias têm como objetivo reduzir custos e melhorar o desempenho dos componentes e têm sido realizadas pela aplicação de novas técnicas e pelo desenvolvimento de novas ligas/composições. O processo squeeze casting é um processo inovador dentro dos processos de fundição, no qual o metal vazado no estado liquido é solidificado sob pressão dentro de uma coquilha metálica fechada por um punção. Neste contexto, o presente trabalho buscou analisar a influência da aplicação de diferentes pressões no processo de squeeze casting na modificação estrutural da liga de alumínio do tipo AlSi1Mg0.5Mn. Os resultados indicam que o aumento da pressão na liga gera uma taxa de transferência de calor mais elevada que reduziu o tempo de solidificação modificando a microestrutura.

Oct 30, 2017

By Gilvandro Bueno

Atualmente, diferentes tipos de vedações laterais de rolos, usados para limitar o efeito de borda em prensas de rolos “High Pressure Grinding Rolls (HPGR)” se encontram disponíveis. O presente trabalho comparou dois métodos usados na vedação lateral: as placas laterais (cheek plates) e as flanges, essas últimas colocadas em um dos dois rolos, a partir de simulações usando o Método dos Elementos Discretos "Discrete Element Method (DEM)", com acoplamento dinâmico multicorpos (Multibody dynamics ou MBD). Como resultado das simulações foram obtidos os perfis de força compressiva ao longo do rolo, assim como a proporção do fluxo mássico de alimentação que é projetado fora da zona de compressão durante a prensagem. As simulações mostraram que ...do HPGR usando o DEM + MBD se apresentam como uma ferramenta muito útil para visualizar o melhor modelo de vedação de modo a minimizar o efeito de borda durante o processo de prensagem.

Oct 30, 2017

By Camila Peres Massola

Este trabalho avaliou o efeito da corrosão no desgaste de bolas de aço e de ferro fundido branco de alto cromo durante a moagem de minério de ferro, através de ensaios eletroquímicos e de desgaste em moinho de laboratório. Foi feita uma alteração no modo tradicional de realização do ensaio de polarização potenciodinâmica, utilizando polpa de minério de ferro a 70% de sólidos (em peso) no eletrólito. As curvas de polarização obtidas foram compatíveis com os resultados de desgaste, de modo que as curvas correspondentes aos metais na condição mais ativa estavam associadas às menores taxas de desgaste nos ensaios de moagem em laboratório, demonstrando que os ensaios de polarização realizados podem ser utilizados como indicativo do comportamento do metal na moagem de minério de ferro. Verificou-se que, nas condições avaliadas, o efeito da corrosão não foi significativo no desgaste dos corpos moedores, tanto de aço quanto de FFBAC.

Aug 16, 2017

By Daniela Fátima Gomes

O processo de têmpera é uma das etapas críticas na produção de tubos de aço, possuindo grande importância na determinação da qualidade do produto final. Nesse trabalho foi desenvolvido um modelo matemático para o resfriamento de um tubo submetido a têmpera por anéis. Neste processo, o tubo passa através de um conjunto de anéis com sprays de água. Uma série de variáveis afetam a performance do processo, tais como: temperatura de entrada do material na estrutura de resfriamento e velocidades de rotação e avanço do tubo. Diversas simulações foram desenvolvidas, comparando diferentes abordagens para a modelagem. Constatou-se que o espaçamento entre os anéis causa grandes gradientes de temperatura ao longo da superfície do tubo. Verificou-se que a transferência de calor ao longo do comprimento do tubo não deve ser negligenciada e a velocidade de rotação do tubo uniformiza a temperatura ao longo da direção angular do tubo.

Oct 30, 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