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By Raquel de Carvalho Reis

A fosfatização é um pré-tratamento superficial que tem como principais funções: a lubrificação, proteção contra corrosão e proteção contra abrasão. Os metais fosfatizantes mais comumente utilizados são o zinco, manganês e o ferro, sendo o zinco o mais aplicado nas indústrias siderúrgicas, automobilísticas e de linha branca. Atualmente, grande parte das pesquisas relacionadas aos processos de fosfatização é referente ao fosfato de zinco, sendo escasso o estudo sobre fosfato de manganês. O objetivo deste trabalho foi estudar a cinética de formação da camada de fosfato de manganês em aços baixo carbono, analisando a influência do substrato na formação da camada fosfatizada. As análises foram baseadas na obtenção das curvas de ganho de massa, sendo caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram que para o substrato constituído essencialmente de martensita revenida, uma maior quantidade de carbonetos resultou em uma menor taxa de ganho de massa, pois estes funcionam como sítios ativos no processo de fosfatização, fazendo com que exista uma maior densidade de núcleos.

Aug 16, 2017

By Luíza Freire Arold

Placas de Circuito Interno (PCI’s) são partes fundamentais de um computador, uma vez que são responsáveis pelo bom funcionamento deste. Porém, seu descartadas em áreas clandestinas, podem causar danos ao meio ambiente e a saúde pública, pois estas placas podem ter na sua composição elementos tóxicos que as tornam perigosas. O presente estudo visa qualificar e quantificar os metais presentes na fração não magnética das PCI’s, a fim de que subsequentes processos de recuperação de metais possam ser aplicados. Para que as análises pudessem ser feitas, as PCIs foram submetidas a etapas de moagem, quarteamento, separação magnética e digestão em água régia. As placas foram moídas em um moinho de martelos, utilizando grelhas de 2 mm. O resíduo cominuído seguiu para a etapa de separação magnética, obtendo-se duas frações, uma fração magnética e uma fração não magnética. Em seguida, a fração não magnética foi quarteada em amostras de 20 ± 5 g. Para realizar ensaio de digestão em água régia, foi escolhida aleatoriamente uma amostra. A digestão foi realizada durante 24 h a temperatura ambiente usando-se uma proporção sólido: líquido de 20:1. O licor obtido nos ensaio de digestão em água régia foi levado para análise química por espectrometria de emissão óptica por indução de plasma (ICP-OES). Os resultados mostraram que as placas de circuito impresso de computadores contêm na sua fração não magnética aproximadamente 60% dos metais da placa de vídeo.

Aug 7, 2018

By Tobias Bertoldi Agostini

O estudo de biomateriais degradáveis é um dos tópicos de pesquisa mais interessantes dos biomateriais nos dias atuais. Magnésio e suas ligas estão sendo estudados para serem usados como materiais de implantes bioabsorvíveis, para uso em dispositivos cardiovasculares ou ortopédicos. A dificuldade que se encontra em utilizar implantes à base de magnésio é a sua alta taxa de corrosão. Este trabalho tem por objetivo estudar o comportamento corrosivo de ligas de magnésio bioabsorvíveis (ZK30 e ZK60) em eletrólito que simula o fluido corpóreo (SBF Kokubo) através de técnicas de perda de massa por imersão e curvas de polarização. Os resultados indicaram uma menor resistência à corrosão da liga ZK60 no eletrólito analisado comparada com a liga ZK30.

Oct 30, 2017

By Ailton Lopes de Oliveira

A Usiminas, como empresa de ponta na produção de aços planos, visando manter e ampliar a sua liderança na produção e comercialização destes produtos, investiu uma elevada soma na modernização de sua linha de produção. Em 2012 foi instalado na Usina de Cubatão, o moderno Laminador de Tiras a Quente e, em agosto de 2013, foi dada a partida operacional da nova linha de Decapagem 03. O objetivo da nova Decapagem 03 é agregar valor em seu portfólio de produtos, complementando assim a nova linha de produtos ofertados com novas dimensões e qualidades. A nova mistura de produtos laminados a quente atende maiores faixas de espessura e largura, além de oferecer tipos de aço não produzidos anteriormente. Este trabalho visa mostrar as principais etapas deste projeto, os benefícios e os resultados preliminares alcançados com a instalação da nova linha de produção. A Decapagem 03, por seu elevado nível tecnológico, é considerada "estado da arte em produção de bobinas decapadas", garantindo assim a obtenção de produtos de grande valor para os clientes, atendendo aos mais rigorosos padrões de qualidade.

Jul 30, 2018

By Osmar Roberto Bagnato

Este trabalho apresenta um estudo do desgaste de insertos e tensões residuais em diferentes estratégias de entrada de ferramenta no fresamento da liga Ti-6Al-4V. Esta liga possui propriedades mecânicas que a torna ideal para aplicações onde é necessária uma ótima relação resistência-peso. O objetivo é reduzir o desgaste dos insertos no processo de fresamento e analisar as tensões residuais na usinagem da liga Ti-6Al-4V. A integridade superficial do material após a usinagem deve ser conhecida já que esta liga é utilizada em aplicações criticas. Quatro estratégias de entrada foram estudadas, sendo que no faceamento foi utilizada a entrada por rolagem e a frontal reta e no fresamento de cavidade foi utilizado mergulho reto e em rampa. Em todos os ensaios foram utilizados os mesmos parâmetros de usinagem. As tensões residuais foram medidas por difração de raios-X (Luz Sincrotron), pelo método sin²?, utilizando um difratômetro de raios-X instalado no LNLS. No faceamento a estratégia por rolagem mostrou uma importante redução do desgaste e uma pequena redução da tensão residual quando comparada com a estratégia frontal reta. No fresamento de cavidades a estratégia de mergulho reto mostrou um inesperado aumento do desgaste e uma significativa redução da tensão residual quando comparada com o mergulho em rampa. Todas as tensões residuais encontradas foram compressivas. As tensões residuais encontradas em todos os experimentos se mostraram favoráveis a aplicações sujeitas à fadiga.

Aug 8, 2018

By Raul Victor Medeiros da Nóbrega

Os tratamentos térmicos são operações de aquecimento e resfriamento controlados, que visam afetar as características dos materiais, agrupando diversos tipos de processos, diferentes patamares de temperatura, velocidades de resfriamento e adição de elementos químicos, com o intuito de aperfeiçoar as propriedades mecânicas (ductilidade, tenacidade), tribológicas (desgaste, fadiga) ou de resistência à corrosão, dependendo da necessidade de aplicação. O controle do processamento térmico por programas computacionais tornou-se uma prática cada vez mais frequente no meio industrial. Utilizando ferramentas como o controlador PID (Proporcional-Intergral-Derivativo), o sistema SCADA (Supervisor Control and Data Acquisition) e um protocolo de comunicação industrial, é possível configurar os parâmetros de entrada, acompanhar o desenvolvimento do processo, visualizar seus valores em cada instante do ciclo e valores finais (de saída), obter gráficos do processo em tempo real, comparando valores, aumentando a confiabilidade do processo, e por tanto, do produto final. Foi desenvolvido um sistema livre que, além de auxiliar na configuração dos parâmetros, exerce funções de monitoramento, de controle e de registro dos dados nos processos de tratamento térmico. Esse sistema poderá ser empregado em fornos na indústria e nos laboratórios de pesquisa.

Aug 7, 2018

By Luís Gustavo Costa de Castro

Neste trabalho foram utilizadas amostras dos aços CA-50 e CA-60 utilizados na construção civil, para avaliar a corrosão pelos íons cloreto. Para tanto, medidas eletroquímicas foram realizadas em soluções de NaCl 2,0 g/L e 4,0 g/L, naturalmente aeradas. Verificou-se um processo de corrosão generalizada dos aços CA-50 e CA-60 nas duas concentrações avaliadas e uma forte influência do aumento da concentração no comportamento corrosivo de ambos os tipos de aço. Neste estudo comparativo, verificou-se que, além dos perfis potenciodinâmicos serem similares, a resistência de polarização conduziu a resultados da mesma ordem de magnitude, concluindo-se que não existe uma vantagem significativa ao uso de um em relação ao outro, no que se refere à resistência à corrosão.

Aug 7, 2018

By Matheus Felipe dos Santos, Eric Yoshimitsu Sako, Murilo Henrique Moreira, Douglas Fernando Galesi, Ricardo Afonso Angelico, Vladnilson Peter de Souza Ramos, Maria Gabriela Garcia Campos, Victor Carlos Pandolfelli

O consumo de energia em panelas de aço está relacionado às etapas do processamento que ocorrem durante o refino secundário. O aço líquido perde energia térmica quando são adicionadas ligas, pelo sopro de gases, agitação e por convecção natural. Cerca de 70% dessas perdas ocorrem pelos revestimentos refratários, que dissipam energia para o ambiente quando suas superfícies são resfriadas. A microestrutura dos refratários Carbonfree resulta na redução da transferência de calor no material, devido a presença de fases de baixa condutividade térmica (por exemplo, agregados porosos) e sem o carbono que é uma fase usualmente presente e aumenta a condutividade térmica nos materiais. O processo nas panelas de aço é transiente e necessita de ferramentas numéricas avançadas para investigar o desempenho desses materiais nas condições específicas de cada aciaria. Tais ferramentas foram aplicadas para estimar o potencial de conservação de energia dos revestimentos Carbonfree em um caso real (linha de metal e sola) e os resultados mostram um potencial de redução de 21%. Os testes realizados in-situ compararam as diferentes taxas de queda de temperatura para cada configuração com as previstas pela ferramenta. Os benefícios estimados foram comprovados e a eficiência dos materiais investigados foi validada.

Oct 1, 2019

By Clara Lana Bispo Fidelis

Nos últimos anos, um grande destaque na área dos biomateriais tem sido dado aos compósitos produzidos a partir de fosfatos de cálcio e biomateriais poliméricos, uma vez que podem ser empregados eficazmente em substituições do sistema ósseo e cartilaginoso. Este trabalho teve por objetivo desenvolver filmes poliméricos a partir de blendas entre dois polímeros biodegradáveis: o PLGA e o PHB, associadas ao BCP na forma de material particulado. Foram produzidas e caracterizadas duas formulações, 50/50 e 70/30 de PLGA e PHB, respectivamente. Em cada formulação dessas blendas foram introduzidas 10% e 25% de BCP, em relação à massa da matriz polimérica. Os compósitos foram processados pelo método Casting, sendo obtidos os compósitos pela evaporação do solvente utilizado - clorofórmio. É possível observar pela microscopia eletrônica (MEV) que as partículas de BCP formam uma fase dispersa em torno da matriz polimérica. A combinação destes materiais promoveu uma melhoria na performance mecânica dos compósitos. A conjugação de polímeros e biocerâmicas garantem elasticidade associada ao material polimérico, enquanto o BCP promove o aumento da rigidez e resistência à tração. Análises físico-químicas (DSC e DRX) demonstram a possibilidade de existir uma interface difusa entre os polímeros e a biocerâmica. Estes filmes parecem apresentar grande potencial para obtenção de biomateriais para substituições osteocondreais e/ou como membranas reabsorvíveis do periósteo.

Aug 8, 2018

By Frank Schrama

Steelmakers worldwide agree that the most efficient and cost-effective solution in BOF steelmaking is to desulfurize the hot metal between the blast furnace and converter. Various methods are currently in use, among which the Kanbara Reactor (KR, using only lime as a reagent), Magnesium mono-injection (MMI, using only magnesium; also known as the Ukraina-Desmag process) and co-injection (using magnesium and lime/CaC2) are leading. These three hot metal desulfurization methods are compared based on metallurgy, efficiency, costs and overall performance. Both available data from literature and experience from Danieli Corus engineers is used for this study. The KR process is able to reach low sulfur concentrations (> 10 ppm) in hot metal and has lower reagent costs. However, due to higher Fe-loss and heavy wear the KR process has the highest operational costs. The Magnesium mono-injection process is very fast due to the use of the reactive magnesium as reagent. Major problems with resulfurization (sulfur levels below 50 ppm cannot be reached) and the violence of the process made that this process could never get a firm foothold in the western steel industry. The co-injection process with magnesium and lime proves to be able to combine the best of both worlds. It can reach low sulfur concentrations and desulfurize fast. Co-injection is also the most flexible and cost effective.

Aug 16, 2017

By Heidy de Oliveira Simões

Visando entender os impactos causados pela formação de trincas e deformação das pelotas na qualidade física do material, foi desenvolvido um algoritmo que, através de análise automática de imagens, é capaz de medir o tamanho da trinca, sua largura e comprimento, bem como efetuar as medições de tamanho e morfologia da pelota queimada. Foram analisadas pelotas produzidas com minério hidratado (elevado teor de goethita) com 2 perfis térmicos distintos. Os dados obtidos na análise de imagem foram correlacionados com a resistência à compressão das pelotas e evidenciaram o tamanho das trincas denota notória correlação com a sua resistência física. A medição das trincas formadas pela deformação da pelota no leito (denominadas resiliência) permite evidenciar o quanto a pressão no leito de pelotas impacta na qualidade após a queima, bem como indica o ponto ótimo para que não acarretem em perda da resistência. A medição do tamanho das trincas térmicas mostra-se essencial, pois mesmo em perfis mais suaves de queima pode haver a formação de tais trincas, sendo que o tamanho e a abertura da trinca é que definem a melhor ou pior resistência. O conhecimento, e possível aplicação prática, da avaliação das trincas poderá auxiliar na otimização de perfis térmicos de fornos de pelotização.

Aug 16, 2017

By Felipe da Silva Siqueira, Weslley Luiz da Silva Assis, Camila dos Santos Pinto, André Luiz Moraes Alves, Guilherme Dias da Fonseca, Paulo Rangel Rios

Neste trabalho estudou-se o comportamento cinético das transformações de fases por nucleação e crescimento nas interfaces (faces, arestas e vértices), das matrizes poliedricas de Kelvin, Voronoi e de Monte Carlo, através da simulação computacional. Com o objetivo principal de comparar os resultados obtidos das simulações com os modelos analíticos de Johnson e Mehl, Kolmogorov e Avrami (JMAK), e de John W. Cahn. As matrizes foram geradas por modelos estocásticos e através do método de crescimento do Cone Causal. Em engenharia o entendimento do comportamento das transformações de fases por nucleação e crescimento são importantes para prever os possíveis locais de nucleação, assim como no entendimento do comportamento dos constituintes presentes do diagrama ferro carbono, na decomposição da austenita, no processo de recristalização, entre outros. Desta forma, o modelamento computacional foi utilizado para o estudo das transformações de fases por nucleação e crescimento, obtendo como resultados a fração volumétrica, o caminho microestrutural e a contiguidade, ambos resultados foram importantes para a caracterização microestrutural e para descrever a distribuição dos núcleos no espaço. Com os resultados obtidos observou-se que se os núcleos estão bem distribuídos nas interfaces o impingement será mais fraco, levando as simulações de Voronoi e de Kelvin a corroborarem com o modelo analítico de JMAK, já o Modelo de Monte Carlo, não apresentou o mesmo comportamento, ou seja, ficou evidenciado que nem sempre a aleatoriedade vai ser válida para todos os casos. Foi constatado também que se aumenta consideravelmente a quantidade de núcleos, a distribuição perde a característica de aleatoriedade e passa a se comportar como clusters, corroborando com o modelo analítico de Cahn.

Nov 10, 2019

By Allana Cristina Pires Ferreira

O endurecimento secundário de aço rápido AISI M3:2 nome comercial Sinter 23 obtido por uma técnica de metalurgia do pó de sinterização por compactação isostática a quente é objeto desse trabalho de pesquisa. O aço rápido em questão foi austenitizado em banho de sal a 1.140°C, 1.160°C, 1.180°C e 1.200°C, temperado ao ar e revenimento a 540°C, 560°C e 580°C. Amostras do aço rápido foram fabricadas e submetidas ao tratamento térmico acima descrito e submetida a ensaios de dureza Vickers e Rockwell C para a determinação das suas respostas ao tratamento térmico de endurecimento e avaliação do pico de endurecimento secundário através dos resultados de dureza.

Aug 16, 2017

By Luiz Henrique Accorsi Gans

First, this works carries an experimental evaluation for austempered ductile iron (ADI) as a gear material. And second, in order to provide a better understanding of the microstructural effect on the stress state of subsurface regions, a finite element method approach was considered using the submodeling tool in ANSYS 11.0. For this, ADI gears were produced from continuous cast iron bars, heat and thermochemical treated and tested in FZG test rig. The results were compared to those of carburized steel AISI 8620 and induction hardened steel AISI 4140 gears. The wear experiments were performed at the temperature of 90ºC with two torque stages: 135 N.m (running-in) and 302 N.m (steady-state). The time for pitting and spalling on the gears surfaces were measured using image analysis. The results showed a very good potential of using ADI for manufacturing gears, replacing induction hardened steels. Also, the ADI gear with smaller nodules showed higher life for pitting. In contact fatigue tests with severe load, the carburized AISI 8620 steel proved more adequate than the austempered ductile iron, showing that the mechanical properties are critical in the resistance to damage in gear contact. The austempered ductile iron with smaller nodule size showed to be very competitive with wear resistance similar to AISI 4140 steel induction hardened. With ANSYS, it was verified that the nodule size affects the gears life independently of the mechanical properties of the matrix. The results showed that the nodules indicate the presence of a concentration stress, but their size doesn’t affect the contact fatigue life as much as the total amount of nodules, regardless of the ductile iron microstructure. The size and number of nodules affects both the nucleation and the propagation stage of cracks. ADIs with higher amount of nodules have a greater wear resistance. Also, compared to the Hertz contact theory (isotropic material), the presence of graphite nodules indicates a non-isotropic material and made the maximum shear stress point moves toward the surface.

Jul 31, 2018

By Karine Miranda Bezerra

A presente pesquisa investigou a eficiência dos filmes de polipirrol (PPy) eletrodepositados potenciostaticamente em meio aquoso contendo os Ácidos: Dodecil Benzeno Sulfônico (DBSA) ou p-Toluenossulfônico (pTS) na proteção da Liga de Alumínio 2024 contra a corrosão. Ensaios de Polarização Potenciodinâmica e Voltametria Cíclica obtidos em NaCl demonstraram significativa proteção do Alumínio 2024 quando revestido pelos filmes de PPy/pTS, em detrimento do Sistema PPy/DBSA que sofre o processo irreversível de overoxidação. A Morfologia dos filmes avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) indicaram que o Sistema PPy/pTS é mais homogêneo e uniforme, quando comparados aos filmes de PPy/DBSA, que apresentaram defeitos estruturais que justificam a menor performance desses filmes na proteção do metal contra a corrosão.

Aug 8, 2018

By Cameron Soltys, Hamid Ghorbani, Maher Al-Dojayli

Cooling staves in blast furnaces are used to minimize the process heat loads on steel shell and refractory system. Copper staves are exposed to significant fluctuating thermal loads which may lead to premature stave failures due to cracks, water leakage, bending, abrasion and resultant wear. In this paper, an assessment methodology is presented to evaluate the effect of thermal cycling on copper staves including bending, fatigue and thermal ratcheting. This approach incorporates temperature-dependent copper properties including creep and plasticity to more accurately capture inelastic deformations, damage and fatigue in staves under transient and cyclic thermal loading conditions. Root cause failure assessment and improvements to copper stave design can be assessed using the presented methodology.

Oct 1, 2019

By Daniel Antonio Kapper Fabricio

Laboratórios de ensaios têm buscado implementar Sistemas de Gestão da Qualidade baseados na norma ABNT NBR ISO/IEC 17025 e procurado a acreditação de seus ensaios. A norma ASTM E517 estabelece um método de ensaio para a determinação do índice de anisotropia plástica de metais laminados, um importante parâmetro em processos de conformação mecânica por estampagem. Atualmente nenhum laboratório é acreditado pelo Inmetro na realização desse ensaio. Assim, o Laboratório de Metalurgia Física (LAMEF) da UFRGS optou por aumentar seu escopo de acreditação para abranger esse ensaio. O objetivo do trabalho é apresentar as adequações gerenciais e técnicas ao Sistema da Qualidade existente para a extensão de escopo, assim como as não conformidades encontradas e os pontos fortes para obtenção da acreditação junto ao Inmetro.

Aug 7, 2018

By Élida Gonçalves das Neves

Nos últimos anos as siderúrgicas têm investido na melhoria de seus processos e produtos buscando à produção de clean steels, onde menor nível inclusionário é almejado. Neste contexto foi objetivado neste trabalho, em um primeiro momento, realizar uma revisão bibliográfica afim de buscar um modelo que pudesse relacionar a composição química da escória com a capacidade da escória de remover de forma eficiente as inclusões, garantindo assim a limpidez de aços. A partir destes dados, buscou-se, como segundo objetivo, avaliar alguns resultados de escórias industriais e compará-los com o proposto pelo modelo. A viscosidade e molhabilidade foram os parâmetros de maior impacto neste estudo, sendo a viscosidade obtida através da termodinâmica computacional com o FactSage e a molhabilidade estimada a partir do modelo de Nakajima.

Jul 30, 2018

By Felipe da Silva Siqueira, Mariana Sizenando Lyrio, Aline Cristine Lemos Duarte, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, André Luiz Moraes Alves, Paulo Rangel Rios

A nucleação nos contornos de grão é um fenômeno muito recorrente em materiais metálicos. Essa situação foi tratada por diversos autores como Cahn e Rios e Villa, usando a abordagem de nucleação em planos e linhas aleatórias. Neste trabalho estudou-se a nucleação nos contornos do polígono de Poisson-Voronoi e de uma matriz hexagonal em 2-d com métodos analíticos e simulação computacional. Utilizou-se uma equação baseada no método de Cahn para nucleação nos contornos de grão. Para nucleação nos contornos do polígono de Voronoi a equação não mostrou adequação total com os resultados simulados para dois tipos diferentes de casos, já para os contornos da matriz hexagonal, notou-se que quanto maior a quantidade de pontos sorteados na matriz, mais os resultados simulados concordaram com a equação proposta.

Nov 13, 2019

By Bruna Helena Malovini Loiola

O presente trabalho apresenta os resultados de têmpera a partir da temperatura de transformação da austenita para ferrita em um aço microligado seguido de revenido de 200 a 550°C. Foram avaliadas as fases presentes no equilíbrio termodinâmico em função da temperatura de formação para verificar quais fases foram solubilizadas nas condições de tratamento térmico. Após os tratamentos de têmpera e revenido, foram realizadas caracterizações microestruturais e de microdureza. Os resultados indicaram presença de ferrita poligonal em conjunto com constituintes displacivos como ferrita acicular, bainita e martensita em baixa fração volumétrica. Ambos os constituintes apresentaram variação de microdureza com o revenido e apresentaram envelhecimento na temperatura de 550°C. Este envelhecimento foi atribuído à precipitação de carbonetos tipos M7C3 e MC com base nas simulações termodinâmicas.

Oct 30, 2017