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By Guilherme Suguinoshita

As propriedades mecânicas e custo-benefício dos ADIs (ferros fundidos nodulares austemperados) tem motivado diversas pesquisas acadêmicas com o intuito de compreender a influência da sua microestrutura em suas propriedades. Buscando consolidar os resultados de estudos anteriores, no presente trabalho foram analisados os efeitos das características (tamanho e posição) dos nódulos de grafita na propagação de trinca submetida a um dado carregamento, utilizando o método dos elementos finitos (MEF) associado à técnica de re-meshing para propagação de trinca, com incremento de comprimento de trinca fixo, tendo como base de estudo dois tipos distintos de ADI. Dentre as principais conclusões, foi observado que nódulos de maior diâmetro apresentam maior influência sobre os fatores intensidade de tensão, sendo este fator um possível motivo para a melhor resistência em fadiga do material ADI 2 (menor tamanho de nódulo) em relação ao ADI1, conforme observado em estudos experimentais anteriores.

Aug 16, 2017

By Adauto Martins de Assis, Atan de Assunção Cardoso

Devido a sua alta demanda de produção e padrão de qualidade a indústria automotiva tem utilizado ao longo da história robôs nas mais diversas atividades como montagem, soldagem, pintura e inspeção. No intuito de levar esta realidade para a sala de aula de alunos de Engenharia Mecânica, foi desenvolvido um braço robótico didático, apresentando configuração semelhante à um modelo industrial, a ser utilizado como ferramenta de apoio ao ensino de robótica e outras disciplinas correlacionadas. Para isto, fez-se o uso associado da placa eletrônica Arduino e do software Matlab. Inicialmente foram obtidas as equações de cinemática direta e inversa. Os resultados mostraram que a posição teórica obtida apresentou um comportamento esperado conforme a metodologia adotada e o resultado experimental mostrou pequena variação de posição. Para a cinemática inversa, o tempo de resolução do conjunto de equações foi comparado à resolução do problema através de um método numérico. Com base nos resultados experimentais, foram feitas algumas sugestões de melhoria para o braço robótico didático e considerações relacionadas a acurácia de um robô industrial.

Oct 1, 2019

By Ana Cláudia S. G. Motta

O presente estudo foi realizado com o intuito de determinar parâmetros microestruturais que definem os comportamentos eletroquímico e elétrico de uma célula a combustível do tipo óxido sólido, SOFC (Solid Oxide Fuel Cell). A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia eletrônica de varredura, possibilitando a revelação de particularidades dos microconstituintes como porosidade, tamanho médio de grão e suas distribuições. As micrografias obtidas foram submetidas à análise digital de imagens, obtendo assim a quantificação de propriedades das microestruturas dos eletrodos (catodo e anodo) e do eletrólito. A análise de microscopia revelou a presença de uma camada de pequena espessura (interlayer) de céria dopada com gadolínio localizada entre o eletrólito e o catodo. O eletrólito exibiu grãos com uma tendência equiaxial, com tamanho médio de grão de 3,43 µm. O anodo apresentou um gradiente de porosidade, não alcançando a porcentagem de porosidade ideal para que a difusão de gases ocorra de maneira eficiente. A região catódica demonstrou valores de porosidade em conformidade com o recomendado na literatura.

Oct 30, 2017

By Tatiane Potiguara Oliveira

O compósito metal-cerâmico Al2O3 – Cu alia as propriedades de baixa densidade, alta resistência ao desgaste, dureza e biocompatibilidade da fase cerâmica alumina a excelente condutividade elétrica, e alta tenacidade do cobre metálico. Tal compósito pode ser aplicado como ferramenta de corte, entre outras. Este trabalho discute a influência da moagem de alta energia na microestrutura e densificação do compósito Al2O3–Cu. Pós de Al2O3 e Cu na razão de 5% em massa de Cu foram moídos por até 100 horas em moinho planetário de alta energia. A razão em massa de pó para bola usada foi de 1:5. O álcool etílico foi usado como solvente. Na moagem, amostras de pós foram colhidas após 2, 10, e 50 horas. Pós moídos foram prensados uniaxialmente em matriz cilíndrica a 100 MPa e sinterizados a 1.300°C por 1 hora sob atmosfera de Ar e H2. A taxa de aquecimento foi de 10°C/min. Análises de DRX, AG caracterizaram os pós moídos. O MEV e o EDS foi empregado para observar a microestrutura das partículas dos pós moídos e dos corpos sinterizados. Um pequeno tamanho de partícula da fase cerâmica e uma estrutura mais homogênea são produzidos quando os pós foram moídos até 100 horas.

Aug 8, 2018

By Willy Ank de Morais

Este trabalho teve como objetivo analisar, através da fractografia, o desempenho de aços inoxidáveis Duplex 2205 soldados por três processos diferentes: FCAW - Flux-Cored Arc Welding (Arame Tubular), o GTAW - Gas Tungsten Arc Welding (TIG), e o SMAW - Shielded Metal Arc Welding (Eletrodo Revestido). A superfície de fratura das amostras foi obtida através de ensaios de tração, nos quais foram registradas as respectivas curvas tensão-deformação completas, que também foram analisadas. Os resultados mostraram que o tipo de influência da solda nas propriedades mecânicas analisadas.

Oct 30, 2017

By Elaine Cristina de Azevedo

Materiais poliméricos sofrem danos estruturais ao serem submetidos à radiação X. Estes danos podem causar reticulação, quebra de ligações entre outros danos. Em diversos serviços de radiodiagnostico e de radioterapia é utilizado placa de etileno vinil acetato, EVA, para auxiliar o posicionamento de pacientes crianças ate 2 anos em radiografias de tórax. O objetivo deste trabalho é verificar se este material é adequado para ser utilizado nestes serviços. Para tanto, amostras do material foram submetidas a dose de 25 kGy e avaliados por espectrometria de infra vermelho com transformada de Fourier, e a superfície por medidas de rugosidade e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicam que o material apresenta degradação com dose de 5 kGy e aumento da rugosidade.

Aug 8, 2018

By Kelly Cristina Ferreira

Nas usinas de beneficiamento mineral os gastos com cominuição podem chegar a 80% do total. Diante disso, as indústrias minerais vêm buscando alternativas para a diminuição do consumo energético, dentre as quais destaca-se a utilização de prensas de rolos (HPGR). No presente estudo foram avaliados alguns parâmetros utilizados no dimensionamento de prensas de rolos, tais como capacidade específica, pressão de moagem e energia necessária. Além disso foi avaliado o impacto do aumento da umidade na produtividade do equipamento e determinada a curva de distribuição granulométrica dos produtos e abrasividade do minério. Resultados mostraram que valores de umidade superiores a 5% causam grande prejuízo à capacidade específica do equipamento. Devido à alta abrasividade observada nos ensaios (27 a 48 g/t), percebe-se haver necessidade de estudos mais aprofundados para que se possa aplicar de maneira eficiente a prensa de rolos no material estudado.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Perito Cardoso

Low-temperature nitriding of stainless steels is applied to obtain wear resistant surfaces without losing its corrosion resistance. The treatment consists in introducing nitrogen into the steel surface avoiding chromium nitride precipitation. The corrosion resistance of martensitic stainless steels is expected to be improved if the treatment parameters are correctly selected. It can be related to ?Fe2-3N and a'N phase formation on the treated surface. In the present work the influence of the pretreatment and treatment temperature on corrosion resistance of plasma nitrided AISI 420 steel samples is studied. Annealed, as-quenched and 400ºC-tempered samples were nitrided at 300, 350, 400, 450 and 500°C, for 6 h at 600 V. The pressure was 3 Torr and the gas mixture was composed of 70%N2, 20%H2 and 10%Ar, at a gas flow rate of 3.34×106 Nm3s-1. Plasma was generated using a square-wave pulsed DC power supply and the sample temperature was controlled by the duty cycle. The modified layers were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction and microhardness measurement. The corrosion resistance was studied by electrochemical characterization, by means of Open circuit potential and Anodic polarization curves. The maximum surface hardness was achieved at 400°C. This temperature seems to be near the limit temperature for low-temperature treatment aiming to improve or at least to keep unaltered the corrosion resistance in relation to that verified for non-treated steel samples. Results confirm that the pretreatment and treatment temperature significantly affects the corrosion resistance of the treated surface.

Aug 8, 2018

By Mateus Sotelo Menezes

A família de aços avançados de alta resistência – AHSS contempla uma variedade de materiais que são utilizados principalmente na indústria automotiva. Os aços bifásicos incluem-se nesta classe e são assim denominados devido a sua microestrutura composta por ferrita e martensita. Apresentam alta resistência mecânica associada à ductilidade, o que permite a aplicação de grandes esforços em pequenas áreas sem que ocorra fratura. Este trabalho visa verificar, através de caracterização metalográfica, ensaios de tração e anisotropia, as propriedades mecânicas do aço DP600 para trabalho a frio. A curva tensão-deformação de engenharia para este aço foi estabelecida através de ensaios de tração até a ruptura do corpo de prova. Foram obtidos valores médios de 330 MPa para o limite de escoamento, 589 MPa para o limite de resistência à tração e 20% de alongamento. Os índices de anisotropia também foram verificados através de ensaios de tração. Estes resultados foram comparados com valores encontrados na literatura. De um modo geral, as chapas ensaiadas resultaram em uma diferença de valores de aproximadamente 10%, possibilitando sua utilização a frio.

Aug 16, 2017

By Antônio Carlos Simões de Santana Filho

Este trabalho propõe a utilização de simulação computacional adotando princípios de volumes finitos para avaliação do escoamento gasoso em torre de apagamento de coque. Tal simulação poderá fornecer dados, favorecendo a aplicação de tecnologias para redução e controle de emissões de material particulado no período do banho do coque, assim como estimar as variações e características da pluma emitida com a instalação de dispositivos de controle ambiental. Neste estudo são destacados os principais fatores para aplicação da simulação computacional, considerando as condições de contorno; modelos de evaporação; propriedades termofísicas e previsão de saída. Como variáveis de entrada para o modelo apresentado, foram selecionadas a concentração e granulometria do material particulado de vapor d’água da torre de apagamento de coque, através de ensaio de isocinética; as características físico-químicas da água de apagamento; as condições estruturais da torre de apagamento de coque e ciclos de apagamento de coque. Para validar a proposta apresentada, são mostrados resultados baseados nas simulações com o modelo computacional proposto.

Oct 30, 2017

By Fernando de Oliveira Boechat

As maiores pressões e temperaturas atualmente empregadas a fim de aumentar a produtividade de fornos de DRI têm resultado em um subproduto indesejado: o aumento da geração de clusters. Estes clusters prejudicam o fluxo da carga e a permeabilidade do leito. A fim de limitar o tamanho destes aglomerados o forno MIDREX dispõe de três conjuntos de quebradores localizados em diferentes posições do forno após a redução da carga. A interação entre clusters e esses quebradores, entretanto, pode também prejudicar o fluxo da carga e aumentar a geração de finos. O trabalho utilizou o método dos elementos discretos (DEM) para avaliar as energias e forças resultantes da interação entre os clusters formados e os quebradores. A descrição dos clusters foi realizada usando o bonded-particle model, disponível no EDEM. Simulações mostraram que a presença de clusters altera as forças e velocidades no entorno dos quebradores que tenderiam a aumentar a geração de finos no reator.

Aug 16, 2017

By Lucas Ribeiro Ramos

Este trabalho investigou as alterações microestruturais e de dureza em amostras da liga eutética Al-11%Si-5%Ni submetidas ao tratamento por refusão superficial a laser (RSL). Nos tratamentos, foram realizadas seis combinações de parâmetros de velocidade de varredura (V) e potência (P) do laser. As seis trilhas resultantes do processo de refusão a laser foram examinadas por microscopia óptica para verificação da mudança das dimensões das trilhas, por microscopia eletrônica de varredura para averiguação do refino microestrutural e por ensaios de microdureza Vickers para verificação do aumento de dureza. Foi estabelecida uma correlação entre espaçamento dendrítico primário (?1) e microdureza envolvendo resultados do presente experimento RSL e outro envolvendo fundição convencional. A RSL foi eficaz no refinamento da microestrutura, formando dendritas de a-Al e região eutética interdendrítica, obtendo ?1 mínimo de 0,86 µm e elevação da microdureza em até 88% se comparada a microestrutura bruta de fundição.

Oct 30, 2017

By René Lucio Rech

A injeção de carvão pulverizado (PCI) é uma técnica altamente utilizada nos altos-fornos pelas siderúrgicas brasileiras, buscando a redução do consumo específico de coque por tonelada de gusa. A combustão do carvão pulverizado ocorre em temperaturas elevadas (em torno de 2.000°C), altas taxas de aquecimento (104 a 105 °C/s), tempo de reação de poucos centésimos de segundos, seguida pela gaseificação na presença de CO2. Este trabalho visa apresentar o andamento da construção do simulador da zona de combustão do alto-forno desenvolvido pelo LASID-UFRGS e os estudos previstos nos projetos em andamento, que contemplam também a avaliação de carvões brasileiros que apresentem potencial de substituição de carvões atualmente importados para injeção em altos fornos brasileiros. A partir do levantamento do estado da arte e visitas técnicas a simuladores em operação, foi discutido um projeto moderno, automatizado, de configuração vertical e que possibilitasse a operação tanto em modo one shot como contínuo. Algumas inovações podem ser destacadas, como a possibilidade de alterar o tempo de residência da amostra carbonosa na zona de combustão do simulador, a medição da temperatura com termopares ultra-rápidos (ms), o controle e aquisição de diversos parâmetros termodinâmicos (P, T, t) e avaliação dos produtos sólidos e gasosos resultantes.

Aug 1, 2018

By Ludmila Vieira da Silva Matos

O presente artigo investigou como a condição de operação das zonas de resfriamento em máquina de lingotamento de placas contribui para o desempenho de lanças air mist. Tal investigação foi realizada no laboratório da Spraying Systems Brasil a partir das premissas de projeto de uma nova máquina de lingotamento e um novo conceito de lança air mist: menor consumo de ar comprimido, amplo turndown e qualidade de cobertura por toda a curva de operação do resfriamento. As curvas de performance foram montadas para diferentes condições de utilização de ar comprimido: de 1,5 a 4,5bar de pressão constante. Cada lança teve das vazões mínimas às máximas de água ensaiadas. A qualidade do perfil do jato produzido foi verificada para cada ponto das curvas obtidas, em mesa de distribuição no laboratório da Spraying Systems. Com as imagens em mãos, foi possível selecionar aquelas condições de vazão de água e pressão de ar comprimido com melhores perfis de jato e cobertura. Como resultado, a fabricante da máquina pode validar e/ou modificar a curva de trabalho de resfriamento da máquina e garantir as melhores condições do perfil do jato e uniformidade de resfriamento.

Oct 1, 2019

By Robson Jacinto Coelho

A equipe da Coqueria identificou a possibilidade de reduzir o Burn Loss, que é a perda de material por queima durante o processo de coqueificação. Após uma série de estudos, utilizando a metodologia Seis Sigma, identificou-se oportunidades de melhorias operacionais que trariam mais eficiência, estabilidade operacional e consequente aumento na produção de coque e vapor, tais como: maior controle na admissão de ar, controle das perdas de coque e carvão, vedação dos fornos de coque e execução de paradas programadas específicas para Preservação Refratária, com foco na redução do back log e consequente prolongamento da vida útil das baterias de fornos de coque. A redução Burn Loss aumenta o rendimento coque/ carvão, com consequente redução do consumo específico de carvão e aumento na produção de coque e vapor. A implantação desse projeto permitiu a redução de 2,5 dólares por tonelada de aço produzida no Fiscal Year 16/17.

Oct 30, 2017

By Adilson Rodrigues da Costa

Os cilindros usados em laminadores a quente, especialmente os cilindros de trabalho são submetidos a altas taxas de desgaste da superfície durante a laminação. Após a campanha de laminação os cilindros devem ser enviados para uma retifica de cilindros para remover a camada danificada. Para este processo de retifica, são utilizadas rebolos com alta eficiência de corte e alta resistência. O objetivo foi analisar os resíduos metálicos e as partículas abrasivas do rebolo após a retificação dos cilindros e, correlacionar com o desempenho obtido com dois tipos diferentes de rebolos, sendo assim capaz de definir um rebolo com melhor desempenho e menor custo operacional.

Jul 30, 2018

By Anna Paula Littig Berger

O objetivo do presente trabalho foi estudar a influência da adição de argônio à atmosfera de redução a plasma sobre a redução de pós de hematita. Os experimentos de redução foram realizados em reator a plasma pulsado DC, sob pressão de 533 Pa, temperatura de 380ºC, tempo de 60 min, fluxo total de hidrogênio e de argônio de 400 cm3/min e variando os teores de argônio e hidrogênio. Os resultados mostram que os aglomerados de partículas após redução possuem um aspecto esponjoso. Verificou-se que o uso de uma mistura gasosa contendo 2% de Ar e 98% de H2 permite um aumento de aproximadamente 7,76% na fração de redução.

Aug 8, 2018

By Rodrigo Faveret Signorelli

O desenvolvimento das famílias de aço inoxidável ocorre ao longo do tempo de acordo com as necessidades apresentadas pelos usuários. As usinas siderúrgicas, em geral, coletam informações de mercado para entender quais produtos deverão ser lançados nos próximos anos antes de iniciar novos desenvolvimentos. Utilizando-se desta ferramenta, a Outokumpu abriu três frentes de pesquisa nos últimos anos em busca do desenvolvimento de novas ligas. A primeira linha de pesquisa trata de um aço ferrítico, denominado 4622, que possui alto teor de cromo, cuja resistência à corrosão é equivalente à resistência à corrosão do 304. A segunda linha de pesquisa contempla um aço austenítico que se assemelha ao 316L, denominado 316plus,porém com custo reduzido. Por último, a Outokumpu, ao notar que aços Duplex raramente eram aplicados em equipamentos e máquinas que dependiam de facilidade de conformação do material, iniciou o desenvolvimento da família FDX. Esta família é composta por aços inoxidáveis duplex com alongamento elevado, que os aproxima dos aços inoxidáveis austeníticos. O objetivo deste trabalho é apresentar estas três novidades recentemente lançadas pela Outokumpu ao mercado.

Jan 16, 2018

By Mônica Aline Magalhães Gurgel

Este trabalho avaliou a evolução estrutural e mecânica dos ciclos térmicos realizados em uma chapa laminada a frio de aço baixo carbono com micro adição de molibdênio e nióbio destinado para a indústria automobilística, associado a classe dos aços bifásicos. Para realização do estudo foi feita a caracterização microestrutural e mecânica, por intermédio de amostras retiradas após a laminadas a frio produzidas em escala industrial, com auxílio das técnicas de microscopia óptica, e avaliação da dureza via Nanoindentador Instrumentado. Os ciclos térmicos foram feitos com o intuito de observar os processos de recuperação, recristalização, e transformação de fases no aquecimento e após resfriamento, com encharque em distintas temperaturas do campo intercrítico, via análise de dilatometria em um equipamento de análise termomecânica (TMA) em amostras extraídas da chapa laminada a frio “Full- Hard”.

Aug 16, 2017

By Rafael Abreu Fraga

Em qualquer novo investimento, o desafio é ter um projeto com uma fábrica com flexibilidade para produzir uma ampla gama de produtos de alto valor agregado para atender a demandas futuras dos setores de energia, naval, construção e equipamentos pesados. O emprego de equipamentos robustos com elevado nível de automação é fundamental para isso. Um componente chave é a utilização da laminação totalmente automática através de modelos físicos integrados com o controle dos equipamentos e das temperaturas de processo objetivando alcançar patamares diferenciados de produtividade e qualidade. Este trabalho visa apresentar os novos recursos técnológicos incorporados a nova linha de Laminação de Chapas Grossas da Gerdau em Ouro Branco/MG.

Aug 17, 2017