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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 Henrique Gobbi Soares

Peças fabricadas em aos inoxidáveis austeníticos permanecem íntegras em ambientes corrosivos severos, ambientes industriais, marítimos, na presença de ácidos e gases oxidantes. Entretanto, quando o sua a aplicação além de requerer resistência à corrosão relativamente alta, necessite de boas propriedades em termos de resistência ao desgaste sua utilização se torna restringida. Este trabalho teve como objetivo o estudo da melhoria dessas propriedades restritivas e o aprimoramento da técnica, através do aumento da dureza superficial dos aços inoxidáveis austeníticos AISI 316, utilizando cementação a plasma frio. Para tanto foram propostos tratamentos na temperatura de 350°C, 5hrs, 340 Pa, variando a composição do gás de tratamento. As análises dos produtos de cementação foram feitas utilizando técnicas de caracterização estrutural, difração de raios-X, medidas de perfis de dureza e ensaios microabrasivos. Todas as condições apresentaram melhorias na resistência ao desgaste e na dureza, entretanto o aumento da concentração de metano na atmosfera de trabalho promoveu a formação de fuligem, promovendo regressão das propriedades conforme se elevava a concentração de metano nos processos.

Oct 30, 2017

By Viviam Serra Marques Pereira

Aços ARBL são utilizados na fabricação de tubos para transporte de gás natural e petróleo e, devido ao ambiente agressivo, rico em H2S, em que são aplicados, devem resistir à fragilização por hidrogênio. No presente trabalho, verificou-se qual a influência do alongamento longitudinal dos grãos de um aço API X65, com baixo Mn, sobre a permeabilidade de hidrogênio. O material foi caracterizado com a utilização dos microscópios óptico e eletrônico de varredura e os ensaios de permeabilidade foram conduzidos com base na norma ASTM G 148-97. A microestrutura do aço era composta por ferrita e perlita, com baixo teor de inclusões arredondadas de Al e Ca e sem bandeamento. Com os resultados obtidos a partir dos ensaios de permeabilidade, calcularam-se os coeficientes de difusão efetiva do hidrogênio nas seções longitudinal e transversal do aço, e o valor do primeiro se mostrou levemente superior ao do segundo. Isto indica que pode haver influência do alongamento longitudinal dos grãos sobre a permeabilidade de hidrogênio.

Aug 16, 2017

By José Wilmar Calderón-Hernández

Os aços inoxidáveis supermartensíticos (AISM) foram projetados a partir dos aços inoxidáveis martensíticos de mais alto teor carbono, o seu desenvolvimento começou na década de 90. As características principais que os definem como supermartensíticos são: o baixo teor de carbono (C<0,03%) e adição de alguns elementos de liga, especialmente Ni e Mo, essas mudanças na composição química junto com os tratamentos térmicos adequados (têmpera e revenimento) fornecem excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão melhorada, comparados com os aços inoxidáveis martensíticos UNS S41000 e S42000. Neste trabalho estudou-se o efeito da adição de Nb e da temperatura de revenimento (550°C, 575°C e 600°C) sobre a resistência à corrosão por pite e sobre o grau de sensitização através de dois AISM, um denominado SM2MoNb contendo 0,11% Nb e outro SM2Mo sem adição de Nb. Os resultados mostraram que o aço SM2MoNb apresentou, nas três temperaturas estudadas de revenimento, melhor resistência à corrosão por pite e menor grau de sensitização(GS), ou seja menor tendência à corrosão intergranular. Sabe-se que o Nb ajuda a diminuir o GS devido à inibição da precipitação de Cr23C6 por estabilização de carbono formando NbC em temperaturas mais altas, mas, na literatura especializada, não foram encontradas explicações quanto ao comportamento da corrosão por pite.

Aug 17, 2017

By Lis Nunes Soares

A Vallourec Tubos do Brasil é uma siderúrgica integrada com produção de tubos de aço sem costura. A qualidade e o acabamento superficial dos tubos estão diretamente relacionados com o processo de laminação pelo qual eles passam. Um fator extremamente importante para um bom processo de laminação é uma boa lubrificação da peça de laminação, o mandril. Durante o processo de laminação, o mandril passa por várias etapas além da lubrificação, incluindo etapas de aquecimento e resfriamento, que se repetem em ciclos de laminação. Um dos principais parâmetros do processo de produção que influenciam a lubrificação do mandril é justamente o perfil térmico e a temperatura superficial do mesmo. O perfil térmico do mandril afeta a aderência do lubrificante em sua superfície. Visando a melhor compreensão do processo, esse trabalho tem como objetivo propor um modelo matemático em diferenças finitas que descreva a evolução do perfil térmico do mandril durante o processo de laminação de tubos sem costura. O mesmo modelo matemático é validado através de engenharia reversa. A proposta do modelo matemático é ser usado na análise de possíveis métodos de pré-aquecimento de mandris antes da lubrificação, diminuindo ou eliminando assim possível sucateamento de peças e paradas da linha de produção por esse motivo.

Jul 31, 2018

By Antônio Adel dos Santos

O controle da temperatura é fundamental no processo de laminação a quente dos aços, motivando a dedicação de esforços em estudos sobre a transferência de calor e na aplicação de melhorias operacionais. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento, os resultados e as aplicações de modelos de cálculo da evolução de temperatura do aço durante a laminação a quente, desde o reaquecimento da placa até o produto laminado e resfriado na forma de chapas. São mostradas formulações matemáticas, métodos numéricos de solução usados, validação dos cálculos e a contribuição dos modelos para o entendimento e melhoria de processo. Todo esse desenvolvimento foi baseado em trabalhos realizados na Usiminas, nos últimos anos, cuja fundamentação teórica, buscada na literatura, foi adaptada e validada de acordo com as especificidades de cada linha. Além disso, os modelos foram implantados como simuladores offline, tornando prática sua aplicação pelos analistas de processo. São mostrados exemplos de cálculo do aquecimento de placas, da evolução térmica das placas nos fornos até a entrada dos laminadores, e da evolução do esboço durante a laminação de chapas grossas.

Jul 30, 2018

By Satish V. Kailas

For product sustainability “closing the cycle” is the first requirement. If the materials used in making the product is not replenished at the rate at which it is being extracted, the cycle is open and the product would not be sustainable. This includes the materials used in generating the energy used to make the product, the transportation, use and disposal. If the materials used in a product, that includes lubricants, is one that cannot be replenished, it has to be recycled for the product to be sustainable. The other basic condition for sustainability is the eco-friendliness of the product. It is argued that the present lubricants do not fall in this category. Using the example of cutting oil emulsions we have shown that it is possible to meet the conditions of sustainability in terms of both the material extraction-replenishment cycle and eco-toxicity. Cutting oil emulsions made from coconut oil and natural additives are shown to have superior cutting properties and are completely eco-friendly. It is concluded that products made using these conditions are possible and is a necessity for man to lead a sustainable life. Closing the cycle, with respect to the energy used in the cycle will make the product completely eco-friendly.

Jul 31, 2018

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 Gustavo Tressia

Neste trabalho foi avaliada a influência da geometria da câmara de acumulação e da relação de extrusão na fabricação de fios de cobre por meio do processo de conformação contínua, Conform. Dois tipos de produtos foram fabricados, sendo um retangular com menor área de seção transversal e outro redondo com maior área. Para a condição do material redondo, dois tipos de câmara de acumulação foram utilizados, sendo uma de maior dimensão, resultando em maior acumulo de material antes da conformação pela matriz de extrusão. Medições de temperatura foram realizadas na matriz de extrusão. No produto final foram realizados ensaios de limite de resistência à tração, escoamento e alongamento. Ao longo da câmara de acumulação e no produto final foi realizada analise microestrutural e de tamanho de grão. Os resultados mostraram que o aumento da relação de extrusão promoveu aumento da temperatura do conjunto e consecutivamente aumento do tamanho de grão do produto final. Ao longo da câmara de acumulação foi observada uma tendência de redução do tamanho de grão até o produto de saída.

Oct 30, 2017

By Cynthia Serra Batista Castro

A dissolução de precipitados complexos de Ti e Nb durante a etapa de reaquecimento de placas foi estudada utilizando-se amostras de quatro aços microligados. As análises foram realizadas por microscopia óptica e por microscopia eletrônica de varredura nas amostras de placas antes e após reaquecimento em diferentes tempos de encharque. Os resultados mostraram que os precipitados com tamanho inferior a 100 nm foram dissolvidos durante a etapa de reaquecimento do material, não necessitando de encharque. Para precipitados de 100 nm até 500 nm, verificou-se dissolução parcial com o aumento do tempo de encharque até 50 min. Para precipitados mais grosseiros, não houve dissolução significativa durante as etapas de encharque estudadas. Os resultados foram influenciados pelo grau de limpidez dos aços, nível de segregação e razão Ti/N.

Oct 30, 2017

By Lucas Batista de Almeida

Durante o processo de redução das cargas ferrosas em altos-fornos, observa-se a formação de uma região responsável por cerca de 70% da perda de carga do alto-forno, denominada zona coesiva ou zona de amolecimento e fusão, estruturada com camadas alternadas de coque metalúrgico e óxidos ferrosos pastosos e impermeáveis. Foram desenvolvidos ensaios para determinar as propriedades a altas temperaturas das cargas ferrosas, pela sua majoritária influência nas características da zona coesiva. Esse trabalho apresenta os parâmetros de ensaio e os equipamentos envolvidos e a metodologia de atualização de um equipamento para a avaliação das características de amolecimento e fusão das cargas ferrosas. Foram analisados ensaios de validação em diferentes amostras objetivando verificar a padronização, reprodutividade e repetibilidade do ensaio de amolecimento e fusão.

Oct 30, 2017

By Anderson Azevedo Agra

A geração de resíduos siderúrgicos é um problema que abrange dois cenários: o ambiental, no que diz respeito ao descarte de resíduos no meio ambiente e também tange o econômico, pois trata-se de material não reaproveitado que deve ser destinado a aterros industriais, gerando custos. Tendo isto em vista, a reciclagem desses possíveis coprodutos para a reutilização como matéria-prima do processo torna-se uma alternativa pertinente. Uma das formas de recuperação do pó de aciaria elétrica (PAE), resíduo abordado neste trabalho, é através da pelotização. Para o reaproveitamento de metais de interesse do pó foi utilizado um agente redutor, o coque de petróleo. No entanto, para formação das pelotas um aglomerante se faz necessário. Este, em associação com as partículas do óxido, tem como objetivo conferir resistência mecânica adequada às solicitações que o processo de fabricação do aço exige. Neste trabalho, são feitas considerações acerca do uso de seis composições diferentes de aglomerantes com o objetivo de avaliar o desempenho destes, através de ensaios de resistência a compressão, testes de queda e tamboramento. Como resultado, pode-se verificar o melhor desempenho da combinação da cal com cinza de casca de arroz.

Aug 16, 2017

By William Rodrigues Soares

Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência de diferentes ciclos de tratamentos térmicos sobre a microestrutura e propriedades mecânicas de dois aços (A e B) especificados pela norma API 5CT. O aço B tem um conteúdo de elementos de liga maior que o aço A. Caracterizou-se de forma qualitativa e quantitativa as microestruturas por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura. As propriedades mecânicas foram medidas por meio do ensaio de tração. As amostras do aço A submetidas ao resfriamento ao ar calmo e forçado apresentaram uma maior fração volumétrica do constituinte MA (martensita/austenita retida) em relação ao aço B e o aumento da taxa de resfriamento aumentou a quantidade de MA para os dois aços, o que resultou em um aumento no limite de resistência a tração para os aços A e B. As amostras que foram resfriadas ao ar calmo e ao ar forçado apresentaram menores limites de escoamento que as amostras temperadas e revenidas. Este resultado pode ser explicado pela presença de bainita e do constituinte MA nas amostras resfriadas ao ar calmo e ao ar forçado cuja presença gera uma maior densidade de discordâncias.

Aug 16, 2017

By Natal Nerímio Regone

Pelo processo de anodização forma-se uma camada de óxido sobre o substrato de alumínio através de um processo eletrolítico. Após a anodização do alumínio, pode-se colori-lo para obter um bom acabamento externo, aliado a maior durabilidade. O objetivo deste trabalho foi determinar as condições de anodização e colorimento por corrente contínua e pulsada no alumínio, e avaliar as vantagens da anodização e colorimento em função das propriedades do filme. A camada de óxido de alumínio e o revestimento colorido foram caracterizados por potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica, e por espectroscopia de impedância eletroquímica. Pela solução utilizada na eletrodeposição obteve-se uma cor marrom sobre a camada anódica. As medidas eletroquímicas mostraram que a anodização e o colorimento processados por corrente pulsada tiveram melhores resultados de resistência a corrosão.

Aug 8, 2018

By Rodolfo Dal Alva Pinto

Uma linha contínua não só melhora o conforto aos usuários, mas também melhora as condições de desgaste, fadiga e manutenção dos equipamentos ferroviários. Porém os parâmetros de soldagem devem ser bem especificados e controlados de forma a obter uma junta soldada adequada. Neste trabalho foi desenvolvida a avaliação do desempenho da soldagem aluminotérmicas de trilhos. Os resultados obtidos foram empregados em ações de melhoria da qualidade da soldagem aluminotérmica, conforme relatado em outro trabalho apresentado neste evento.

Aug 16, 2017

By Xihuai Gong, Hongshuang Di, Jianping Li, Ning Yan

In this work, we investigated the effect of the rolling process (warm-rolled or cold-rolled) on microstructure evolution and mechanical properties of 9Mn steel. After intercritical annealing at 670°C for 10min, both cold-rolled and warm-rolled microstructures are composed of ultra-fined austenite and intercritical ferrite. The austenite in warm-rolled sample includes two types of morphology, namely equiaxed and lamellar, which exhibits a wide distribution of grain-size. The incomplete recrystallization or recovery behavior of ferrite in warm-rolled and annealed sample results in higher yield strength and shorter yield point elongation. Moreover, the warm-rolled and annealed sample extends the TRIP-related work hardening over a broad strain range, resulting in a better combination of ultimate tensile strength and total elongation.

Oct 1, 2019

By Steven G. Jansto

Carbon content and continuous casting parameters affecting solidification behavior, such as super heat, mold level fluctuation, heat transfer, fine grain chill zone depth and other process solidification parameters directly influence the surface and internal quality of the steel strand. The carbon content, resultant fine grain chill zone depth, the equiaxed-columnar transition zone and the strain energy are the primary drivers that govern hot ductility behavior. These factors influence the propensity for crack formation during the unbending section in the continuous casting process. Elements such as microalloys exhibit secondary or tertiary root causes for crack formation and are not the primary crack formation root cause. This solidification research identifies that the traditional hot ductility as measured via the percent reduction in area (%RA) at elevated temperature grossly overstates the minimum ductility required to assure crack-free casting of microalloyed steels. The strain at the ultimate tensile strength exhibits a very high correlation coefficient with strain energy while an extremely low correlation coefficient is exhibited with %RA.

Oct 30, 2017

By Pollyana de Aragão Trigueiro

A distribuição de soluto durante a solidificação rápida de uma liga Ag-15%massaCu, foi obtida numericamente. No presente trabalho, utilizamos um modelo de difusão de entalpia e concentração médias, proposto anteriormente, para a solidificação de uma gota de liga binária (atomização). Nossos resultados mostram que a refusão da estrutura pode gerar um perfil de microssegregação em ligas solidificadas rapidamente bastante diferente dos que resultam da solidificação perto do equilíbrio.

Aug 7, 2018

By Steferson Ferreira de Oliveira

A máquina convencional de usinagem por descargas elétricas (EDM) é utilizada no processo de nitretação por descargas elétricas (NDE), pois permite enriquecer a superfície de um substrato de aço SAE 52100 com nitretos em meio a uma solução dielétrica composta por água deionizada e ureia. O objetivo do presente trabalho é caracterizar as camadas formadas ao utilizar uma solução dielétrica (30g / l) como fonte de nitrogênio e comparar as propriedades obtidas quando se utiliza eletrodo de cobre eletrolítico. As caracterizações das amostras no processo foram por meio das técnicas de microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microdureza Vickers (HV), revelando a formação de uma camada uniforme e endurecida de nitretos, recoberta por uma camada branca (Zona Refundida), como comprovado por difração de Raio-X (DRX) a formação de compostos com nitrogênio. As camadas formadas no eletrodo peça temperado e revenido foram mais espessas do que as que formaram no eletrodo peça esferoidizado. Para avaliar o desempenho do processo de usinagem, foram utilizados parâmetros como taxa de remoção de material (TRM), taxa de desgaste do eletrodo ferramenta (TD) e desgaste volumétrico (DVR).

Oct 30, 2017

By Ivan Kwei Liu Kam

O presente trabalho propõe a carbonetação a laser de ferro puro para a formação de uma camada endurecida na superfície. A formação de uma camada dura permite obter peças com melhores propriedades tribológicas, mas sem alterar as propriedades volumétricas do sólido. Foram realizados experimentos em quatro condições de tratamento a laser, com uso de uma fonte do tipo fibra de Yb:vidro. Análises microestruturais e de dureza mostraram a formação de camada ledeburítica e martensítica, dependendo das condições experimentais, até cerca de 50 µm de profundidade. Análises por calorimetria permitiram, também, verificar que a absortividade do laser na peça variou entre 30 e 46%. Estes resultados mostram que o uso de laser para a carbonetação de peças ferrosas, com a metodologia proposta, permite um alto rendimento, alta dureza da superfície e baixo aporte térmico ao material.

Aug 7, 2018