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By Douglas Glenn Stalheim

The uniformity of the final cross sectional microstructure and subsequent final mechanical properties and shape of structural steels is dependent on the type or types of recrystallization behaviors that are created. There are three main recrystallization behaviors that are the foundation of the metallurgy created during production. Alloy design and subsequent processing design strategy drive how much of each recrystallization behavior is created through the cross section of the product. Carbon manganese steels create only one basic behavior while the addition of microalloys, in particular niobium, can add two additional behaviors. The behaviors are intertwined with each other and build upon each other. The three behaviors are Type I, static recrystallization, Type II, no-recrystallization, and Type III, metadynamic/dynamic recrystallization. How much of each behavior is generated through the cross section through the production influences the final transformed microstructure and corresponding mechanical properties and shape performance. This paper will discuss the three behaviors, how they are generated, how to identify which behavior is occurring through modeling or actual mill data. Actual examples from production will be discussed.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Ribeiro de Andrade, Túlio César Nogueira, Ed Juarez Mendes Taiss, Nilton José Lucinda de Oliveira

The objective of this study was to determine the effects of an eventual slab central macro-segregation in microalloyed steels with low Mn content (0.80%) and high Nb content (0.08 to 0.10%) on the kinetics of recrystallization of austenite during its rolling, on its critical temperatures, that is, of non-recrystallization (Tnr), start Ar3 and finish Ar1 of ferrite transformation and its response to a simulated industrial thermomechanical processing. The determination of the austenite recrystallization kinetics was made through isothermal double compression tests using a dilatometer, while the critical temperatures were determined through hot torsion tests in a Gleeble® 3800. It was found that austenite recrystallization kinetics, Ar3 and Ar1 temperatures did not present significant changes for the samples extracted both at ¼ of the thickness and at the core of the plate, indicating that, as expected, the central segregation in this type of steel was not intense to the point of affecting this phenomenon. The Tnr values determined for the samples extracted in the core of the plate were, on average, 30°C lower than those obtained from specimens extracted at ¼ thickness, which suggests that a significant portion of the carbonitrides present in the core of the slab are eutectic and coarse, not having completely dissolved during the reheating of the specimens. This occurred despite the fact that the austenitization temperature adopted in this treatment theoretically leads to the total dissolution of Nb, as seems to have occurred in the case of specimens extracted at ¼ of thickness, where carbonitrides have a finer size.

Oct 1, 2019

By Mariana Macedo de Oliveira Lima, Pedro Emílio Gazola, Andrei Locatelli

Boron steel is used in the industry due to its great wear and impact resistance. During the hot rolling production of 15B29 steel flat bars it is a recurrent problem that the bars will present warping while on the cooling bed. Control this phenomenon is an opportunity to have better productivity, preventing metallic losses. Through the observation of the macro and microstructure samples produced with different reheating temperatures and cooling rates, it was found the presence of residual stresses and cracks on warped bars macrostructure. The residual stresses appearance suggest that the material cooling is too fast. Billets temperature on the reheating furnace of 1230°C reduced to 1100°C and the production pace slowed down. Bars temperature when arriving the cooling bed was reduced from higher than 670°C to 625°C. The results obtained made it possible to produce the material with better quality, reducing the warping effect at the cooling bed. The major influence on the materials warping was identified as the cooling rate at the cooling bed and the reheating furnace temperature was adjusted to provide a homogeneous temperature along the bars.

Oct 1, 2019

By Samuel F. Rodrigues, Clodualdo Aranas Jr., Fulvio Siciliano

The application of thermo-mechanical control processing (TMCP) in hot rolling of steels has become a common routine since the last 60 years. The understanding of the physical metallurgy behind TMCP played a major role in the early developments. Physical and numerical simulation works are performed firstly to derive the fundamental metallurgical knowledge and secondly to conceive existing TMCP practices. In this paper, a summary TMCP techniques is presented. The occurrence of dynamic transformation of ferrite in the austenite region is shown by means of synchrotron light diffraction methods. This phase transformation mechanism is taken into consideration and its effects on TMCP are proposed in an exploratory way.

Oct 1, 2019

By Fabiano Almir Barbosa, Eduardo Alves Machado, Felipe Ferreira Cajano, Bruno Rodrigues Henriques

Spring steels are usually classified as medium to high carbon low alloy steels with very high yield strength, enabling the part to return to its original shape regardless of significant bending or twisting. Despite the fact that plain carbon steels are suitable for small springs, larger and high performance springs usually requires alloy steels such as Cr-V or Si-Mn in order to achieve an even microstructure throughout the cross section. Clutch diaphragm spring is a high performance part that requires very good cleanliness and microstructure homogeneity, thus requiring an alloy steel. In this paper was studied, in an industrial scale, the process parameters and critical characteristics for the development of a Cr and V alloyed high carbon sheet steel for the production of clutch diaphragm spring. The steel was characterized throughout the entire process (casting, hot rolling, cold rolling + batch annealing and heat treated) using tensile test, hardness test, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) to assess the mechanical and metallurgical properties of the studied steel. The results have shown the material’s microstructure evolution after each main stage of the process, from a ferrite-bainite/perlite based microstructure as hot band to fully spheroidized as cold-rolled/annealed and then fully martensitic as ready-to-use part.

Oct 1, 2019

By Simon Chiartano

A global reflection on the design of blast furnace main runner was investigated in this paper. TRB Company used its skills and expertise to understand what the best option for this sensitive component is, including some innovative tools: intelligent block design for safety lining, thermal & thermomechanical numerical simulation, immersive measurement by thermocouples, IR thermal camera, 3D laser scanner.

Oct 1, 2019

By Flávia Tereza dos Santos Fernandes Tolomelli

Este trabalho teve como objetivo estimar as temperaturas de transformação de fases por meio de termodinâmica computacional (A1 e A3), dilatometria (Ac1 e Ac3) e monitoramento do resfriamento ao ar após passes de laminação a quente em escala piloto (Ar3 e Ar1). Objetiva ainda descrever a evolução microestrutural da austenita em um aço baixo C microligado ao Nb onde se almeja a produção de um aço ferrítico-bainítico, coletando-se amostras após cada passe de laminação através do congelamento da microestrutura por intermédio de resfriamento em salmoura com o objetivo adicional de verificar a ocorrência de recristalização entre passes.

Jul 30, 2018

By Tamilis Rodrigues Braga

Embora a indústria de fundição recicle toda espécie de sucata metálica, usada como matéria-prima no processo, é uma grande geradora de resíduos sólidos, devido, principalmente, à elevada quantidade de areia empregada no processo. As fundições precisam adotar alternativas que minimizem o descarte das areias. A reciclagem interna, por meio da recuperação mecânica, se estabelece como uma opção com benefícios econômicos e ambientais. Neste trabalho foi avaliada a influência da utilização da areia de cura a frio recuperada nas propriedades mecânicas do molde e no acabamento do fundido. Verificou-se que é possível a utilização de até 50% de areia recuperada no processo de moldagem, mantendo propriedades adequadas de desempenho.

Oct 30, 2017

By Rodrigo Alberto Moreira Gomes

Uma planta piloto de 600 kW térmicos implantada para avaliar e testar vários combustíveis líquidos e sólidos foi utilizada para avaliação do desempenho de queima de dois tipos de biocombustíveis líquidos em chama oxidante e redutora. Os testes contaram com a parceria entre a Votorantim Metais e a EMBRAPII. Foram avaliados nestas condições de queima quatro biocombustíveis líquidos derivados de óleo vegetal e de pirólise rápida de biomassa. Os resultados mostraram que os óleos avaliados apresentam excelente desempenho em chama oxidante permitindo o ajuste de ar e temperatura de entrada do combustível para otimizar a queima, podendo os mesmos serem utilizados em processos industriais.

Jul 31, 2018

By Noan Tonini SImonassi

A utilização de compósitos de matriz polimérica reforçados com fibras naturais vem assumindo um papel importante no âmbito da engenharia de materiais. O baixo custo, a biodegradabilidade e a redução do peso especifico torna a utilização desse tipo de compósito bastante atrativa. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho da fibra de sisal como reforço do policarbonato visando uso utilização militar, especialmente em proteção balística. Antes da confecção dos corpos de prova, foi realizada a redução no tamanho de partícula do policarbonato e da fibra de sisal através de um moinho de facas, posteriormente dos corpos foram submetidos aos ensaios de tração e flexão.

Oct 30, 2017

By Márcio de Morais Tavares

A espectrometria de fluorescência de raios X (FRX ou XRF) é uma das técnicas analíticas mais utilizadas em geoquímica. Na indústria mineral também se utiliza a espectrometria de absorção atômica (AA). A comparação de concentrações de sílica e alumina de oito amostras padronizadas de minério de ferro obtidas a partir das técnicas FRX e absorção atômica, constitui o objetivo deste trabalho. Foram realizadas análises dos mesmos padrões em outros dois laboratórios para reprodutibilidade dos resultados. Foram utilizados um espectrômetro FRX e um espectrômetro de absorção atômica para realização dos ensaios. As análises produziram resultados satisfatórios, com desvios médios de 0,502 para a sílica e 0,096 para a alumina.

Aug 16, 2017

By Caroline Antunes Correa

Durante o processo por estampagem incremental, parâmetros como velocidade relativa, tamanho e material da ferramenta de estampagem, podem mudar as características superficiais do material. Para um biomaterial ser utilizado em implantes, um dos principais aspectos que pode influenciar sobre o processo de osseointegração são propriedades superficiais como rugosidade e molhabilidade. Nesse contexto, esse trabalho visa avaliar o efeito do processo de estampagem incremental seguido pelo tratamento térmico sobre a rugosidade e molhabilidade de chapas de Ti-cp com estampagem. A composição química e a morfologia das superfícies foram avaliadas por MEV/EDS. Resultados preliminares indicaram que a morfologia superficial é fortemente modificada pelo processo de estampagem incremental.

Aug 16, 2017

By Gil Ribeiro Vilela Neto

Na busca por se tornar cada vez mais sustentável, a indústria mineral vem recorrendo às soluções tecnológicas que minimizem o impacto ambiental gerado pela disposição dos rejeitos resultantes dos processos de beneficiamento de minérios. Neste cenário, umas das soluções é a aplicação de tecnologias de separação sólido-líquido com o objetivo de maximizar o desaguamento dos rejeitos e, consequentemente, diminuir o volume ocupado por eles quando dispostos e aumentar a recirculação de água. Este trabalho tem como objetivo, determinar a influência da concentração de sólidos em polpas de rejeitos denominados de “lamas” no desempenho do espessamento e a determinação da concentração de sólidos ótima para atingir o melhor desempenho do espessador.

Aug 16, 2017

By Melina Gamis da Silva

A evolução microestrutural que ocorre durante o processo de laminação a quente pode ser modelada em termos dos tamanhos de grão da austenita e de suas frações recristalizadas ao longo dos passes. Este artigo apresenta uma metodologia que permite a análise da cinética de recristalização e precipitação durante a laminação, com base na composição química do aço e parâmetros do processo. Essa metodologia pode ser utilizada na criação de modelos computacionais. Neste trabalho, as simulações apontaram para a alteração do teor de Nb e da temperatura de reaquecimento da placa como solução para otimizar o processo, resultando em melhorias no produto, ganho de produtividade e redução de custos.

Aug 16, 2017

By William Lemos Bevilaqua

No presente trabalho foi avaliado, por meio de ensaios dinamométricos em um motor de combustão interna, o desempenho dos anéis de compressão em diferentes materiais de camisa de cilindro, sob alto regime de carga. Dois materiais foram utilizados nas camisas: Ferro fundido cinzento e um revestimento eletrodepositado de Níquel carbeto de silício. Os ensaios tiveram duração de quatro horas com cada configuração anéis/camisa. Parâmetros de análise, como a rugosidade média (Ra) e o aspecto superficial foram aferidos antes e após os testes. Os resultados apontam que o primeiro anel ensaiado na camisa revestida de Ni-SiC apresentou maior redução de Ra na condição estudada.

Aug 16, 2017

By Luiz Antônio da Silva

Este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados do procedimento de geração de energia elétrica adicional a geração econômica na CTE2 com gás natural, visando a redução de custo no grupo CSN.O estudo foi efetuado através da avaliação dos preços do mercado de curto prazo de energia elétrica e análise do processo de geração da planta, aos quais permitiram diagnosticar as melhores praticas e definir a melhor configuração operacional.Os resultados apresentados foram significativos para as condições de operação, o que representa redução do custo de energia elétrica para o grupo CSN e aumento da segurança operacional da planta da CTE2.

Jul 31, 2018

Este trabalho teve como objetivo estudar as possíveis transformações microestruturais ocorridas em um aço de alta dureza submetido a altas taxas de deformação induzida por impacto balístico de um projetil 7,62x51 mm perfurante (Pf). Este aço, produzido por siderúrgicas nacionais, compõe o quadro de materiais nacionais usados como blindagens para proteção veicular. Após o ensaio balístico, a microestrutura do material “como recebido” e da região adjacente ao impacto, foi analisada por meio de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados comprovaram o surgimento da microestrutura conhecida por banda de cisalhamento adiabático nos impactos que produziram perfuração, ou seja, penetração completa do projetil, de acordo com o critério da Marinha.

Oct 30, 2017

By Douglas Will Leite

O objetivo deste estudo é recuperar parte do alumínio empregado na fabricação das embalagens de medicamentos do tipo “blister”, por tratamento químico e térmico seguido de separação gravimétrica, resultando na obtenção de alumínio na forma de óxido (Al2O3). A caracterização do produto particulado metálico obtido constitui-se em um caminho para se chegar ao patamar de existência de coleta seletiva após seu descarte, diminuição deste tipo de embalagens nos aterros sanitários e/ou incineradores de lixo doméstico e posterior reaproveitamento com amplos benefícios ambientais. A caracterização morfológica do óxido de alumínio obtido foi realizada utilizando as técnicas instrumentais de ICP/AES e MEV/EDS.

Aug 7, 2018

By Diego Santana Torga

É comum encontrar sintonia de controladores PID que não levam em consideração o sinal de controle aplicado a variável manipulada. Portanto, variações rápidas e amplitudes elevadas podem ser geradas, que, na prática, pode ser inviáveis, devido à limitação física de atuadores e equipamentos industriais. Nesse artigo é desenvolvido um método de sintonia em que os parâmetros do PID são calculados por meio do Algoritmo Genético. A função de custo proposta penaliza tanto a amplitude do erro de controle quanto à variação da variável manipulada. A estabilidade é garantida com as restrições de robustez sobre o pico das funções sensibilidades. Exemplos simulados demonstram as vantagens da sintonia proposta.

Oct 30, 2017

By Leandro Mendes Pinto

Este artigo apresenta um estudo de analise da viabilidade da substituição de 1 motor padrão utilizado em uma torre de resfriamento por 1 motor de alto rendimento Premium acionado por um Inversor de frequência interligado ao controlador de temperatura. Nas Torres de Resfriamento, ao implantar uma solução que pode a variar a velocidade dos ventiladores de acordo com a temperatura ambiente e a exigência de resfriamento do processo, pode-se obter grandes ganhos em economia de energia. Neste cenário, os motores elétricos têm papel determinante pelo amplo uso na indústria devido a sua versatilidade e eficácia. Por isso, melhorias e inovações são sempre necessárias para otimizar processos e aumentar a lucratividade.

Sep 25, 2017