Engenharia de Materiais e Nanotecnologia - Dissertações - EE Higienópolis
URI Permanente para esta coleção
Navegar
Navegando Engenharia de Materiais e Nanotecnologia - Dissertações - EE Higienópolis por Orientador "Couto, Antonio Augusto"
Agora exibindo 1 - 9 de 9
Resultados por página
Opções de Ordenação
- DissertaçãoCaracterização da microestrutura e propriedades mecânicas do aço 1080 patenteado e laminado a frioVasconcelos, Marcelo Gomes De (2023-02-02)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Atualmente tiras de aço 1080 são utilizadas como matéria prima para uma série de pro dutos. Exemplos disso são serras e molas retráteis que precisam apresentar valores de dureza e resistência mecânica elevados, mas em contrapartida precisam ter um nível de ductilidade suficiente para o material se deformar. Após pesquisas realizadas sobre o mercado de tiras de aço 1080 foi verificado que essas tiras são quase que exclusivamente produzidas no exterior o que acarreta uma série de questões para a sua aquisição como taxas de importações, longos períodos para chegada do material, entre outros fatores. O presente trabalho aborda o processo de obtenção de uma tira de aço 1080 com microestrutura política fina, encruada para ser possivelmente aplicada em serras e molas planas de força constante. Bobinas de aço alto carbono foram submetidas a laminação a quente, recozimento e patenteamento com o objetivo fazer com que o aço tivesse uma microestrutura final de perlita fina. No total foram analisados três lotes de chapas de aço 1080, com foco no estudo dos lotes 2 e 3, fabricados nacionalmente, submetidos a etapas de laminação a frio com o objetivo de aumentar a dureza do produto além de se atingir as espessuras necessárias para atender as aplicações citadas anteriormente, par tindo de 2,0 mm de espessura até atingir aproximadamente 0,25 mm de espessura. Além disso foram analisadas amostras importadas referentes a serras e a molas planas que são utilizadas atualmente no mercado para efeito de comparação. As amostras do aço 1080 importado e do aço 1080 nacional obtido pelo processo descrito anteriormente foram ca racterizadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e difratometria de raios x além de passar por ensaios de dureza e tração. Os resultados de dureza e de limite de resistência a tração das amostras nacionais mais encruadas foram de 511,65 HV e 1919,10 MPa para o lote 2 e 521,40 HV e 2709,16 MPa para o lote 3. O aumento destas propriedades após a laminação a frio ocorreu devido ao encruamento do material. As micrografias revelaram uma microestrutura perlítica fina com a presença de carbone tos em ambos os lotes. Analisando a fibra alfa por meio do DRX, aumento do grau de redução na laminação a frio fez com que ocorresse um aumento acentuado das orientações preferenciais (001)< 110 >, (121)< 110 > e (113)< 110 > e a diminuição da orientação (110)< 110 >. Ao se verificar a fibra gama foi possível ver que os materiais importados apresentaram maior orientação cristalográfica em comparação com os materiais nacionais. - DissertaçãoCaracterização micromecânica de propriedades de tenacidade à fratura de ligas de alumínio estruturaisTrovato Neto, Euclydes (2019-02-12)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Este trabalho objetiva investigar aplicar metodologias numéricas para caracterização micromecânica de parâmetros de tenacidade à fratura de ligas de alumínio estruturais. Tem-se por perspectiva que o crescente uso de sistemas de estruturas de alumínio, de múltiplas tipologias construtivas, torna relevante e necessário garantir níveis adequados de segurança e confiabilidade estruturais. Com esse propósito programas estratégicos de pesquisas científicas e industriais se dedicam a investigações relacionadas a caracterização das propriedades materias, e do comportamento mecânico das ligas de alumínio estruturais. Resulta pertinente desenvolver metodologias robustas de avaliação de parâmetros característicos de tenacidade, destinados a Avaliações Críticas de Integridade, consistentes com padrões reológicos desses materiais. São revistas metodologias de Mecânica Computacional as quais admitem formulações representativas das condições micromecânicas e microestruturais intrínsecas das ligas de aluminio, para avaliação numérica de parâmetros de tenacidade da Integral J (Rice, J.R.-1966). As correlações consideram um conjunto de dados experimentais de parâmetros característicos de tenacidade de ligas de Alumínio-Magnésio AL-5XXX (DRDC, 2007): AL-5083 H321; AL-5086 H116 e AL-5383 H116, conforme critérios (ASTM E 1820, 2001). A Metodologia de análise micromecânica (XIA, L. and SHIH, 1995), aplicada para caracterização da tenacidade ao fraturamento critico JIc, e utiliza células computacionais para representar a distribuição de defeitos microestruturais. Considera formulações constitutivas de plasticidade dilatante (GURSON, A.L., 1981), e comportamento reológico elasto-plástico não-linear (RAMBERG-OSGOOD,1943). Através de recursos do Sistema WARP3D V 17.8.2 de elementos finitos, foram analisados modelos discretos representativos de corpos extensos (SSY-MBL), e corpos de prova de dimensões finitas de tipo (C(T)). Visualização da geometria e resultados é obtida por meio do sistema PARAVIEW, definida com recursos PYTHON. Resultados chave evidenciam que a metodologia micromecânica utilizada conduz a caracterização dos parâmetros de tenacidade da Integral J, e permitiram estabelecer correlação experimental com parâmetros de caracterização de tenacidade JIc. Os procedimentos numéricos permitiram obter a calibração de parâmetros micromecânicos, associados ao índice de vazios microestuturais fo. - DissertaçãoComparação da microestrutura e das propriedades mecânicas do aço sae 4140 submetido a tempera e revenimento convencional e por indução por meio de uma simulação por dilatometriaSilva, Bryan Miyahara Moraes (2023-08-03)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
No processo de fabricação de rolamentos para turbinas eólicas, a etapa de tratamento térmico exige controle minucioso de parâmetros, a fim de se obter um produto com propriedades específicas e adequadas para sua aplicação, sendo a dureza uma das principais propriedades consideradas. Entre os métodos de tratamentos térmicos um que vem recebendo destaque na indústria é o tratamento térmico por indução, por apresentar aquecimento simétrico, uniforme e rápido das peças, promovendo ganho em tempo de produção, consequentemente, quantidade de peças produzidas. O presente trabalho tem como objetivo geral desenvolver e avaliar um processo para realizar a têmpera e o revenimento por indução do aço SAE 4140, comparando as microestruturas e propriedades mecânicas entre os processos de têmpera e revenimento por meio de uma simulação de tratamento térmico convencional e por indução por dilatometria. A caracterização do aço foi realizada por meio de microscopia ótica, ensaio mecânico de microdureza (HV), difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. As caracterizações das amostras sub-zero proporcionaram a escolha da taxa de resfriamento utilizada nas demais amostras somente temperadas e temperadas e revenidas. Nas quais mostraram picos característicos do aço SAE 4140 nos difratogramas de todas as amostras, uma microsestrutura constituída de martensita em forma de ripas para as amostras temperadas e martensita revenida nas amostras temperadas e revenidas e uma microdureza igual ou muito semelhante independente dos diferentes parâmetros utilizados nas amostras temperadas e revenidas. - DissertaçãoComportamento mecânico e caracterização microestrutural de um aço DP laminado a frio com revestimento de Zn para estampagemSilva, Carlos Henrique Ferreira da (2019-02-11)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Duas chapas de aços DP (Dual Phase), ambas com espessura de 2,0mm, composição química e resistência mecânica semelhantes e produzidos por duas usinas siderúrgicas distintas, foram utilizados no processo de estampagem a frio. Uma das chapas apresentou problemas de trincamento durante o processo de estampagem a frio e a outra não. O objetivo deste trabalho é comparar a microestrutura e as propriedades mecânicas em tração visando compreender o que causou a falha em uma das chapas. Diante disto, foram realizadas análise da composição química, caracterização por microscopia óptica e determinação da textura cristalográfica por difração de raios x. Ensaios de tração nas direções de 0°, 45° e 90° em relação à direção de laminação foram também realizados. Todos os ensaios realizados retornaram resultados muito semelhantes entre os dois materiais. O principal aspecto de diferenciação entre os aços foi a maior intensidade da fibra α no material que trincou. A origem das intensidades das fibras α e 𝛾 são oriundas do tratamento da matéria prima e do processo de laminação do material. Este fato justifica os resultados de estampagem a frio, pois a presença da fibra α é prejudicial para materiais em processo de estampagem. - DissertaçãoEstudo do comportamento em fadiga da liga inconel 718 obtida por fusão seletiva a laser solubilizada e duplo envelhecidaCubi, Rafael Eringer (2025-02-10)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O Inconel 718 (IN718) é muito utilizado na fabricação de componentes mecânicos de alto desempenho, como peças e estruturas de turbinas de aviões. A manufatura aditiva (MA) é um processamento que possibilita a construção de perfis complexos e tem sido cada vez mais desenvolvida para os materiais metálicos. Este trabalho busca estudar o comportamento mecânico em fadiga do IN718 obtido por MA e os fatores que possivelmente influenciam nesse desempenho em decorrência do processamento. Para isto, foram fabricados corpos de prova e amostras do IN718 pelo processamento de Fusão Seletiva a Laser (FSL). Também foram fabricados corpos de prova e amostras advindos da metalurgia convencional (forjamento, laminação e corte), para a comparação com o comportamento em fadiga padrão do IN718. Em seguida foram feitos tratamentos térmicos de solubilização e de duplo envelhecimento buscando homogeneizar e otimizar as fases presentes resultantes em ambos os processamentos. As amostras obtidas por ambos os processamentos foram caracterizadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de raios X e microdureza Vickers. Antes dos ensaios de fadiga, ensaios de tração também foram realizados para obtenção da resistência máxima. Os ensaios de fadiga uniaxial foram feitos com célula de carga de 100 kN e realizados com razão de carregamento de R= -1. Foram aplicadas diferentes tensões em função da resistência a tração, sendo analisados 15 corpos de prova de MA e 12 de metalurgia convencional. Por fim foram realizadas as análises das superfícies de fratura de ambas as condições de processamento. Os resultados das amostras obtidas por manufatura aditiva apresentaram alguns defeitos típicos do processamento de FSL e alguns aspectos diferentes das de metalurgia convencional como o perfil dos grãos e quantidade de maclas. O resultado de microdureza foi maior para a condição de MA mesmo sobre tratamento térmico similar ao de via convencional. Apesar do maior limite de resistência à tração obtida pelo produto da MA em relação ao de metalurgia convencional, o comportamento em fadiga foi inferior para a MA. A curva S-N demonstrou grande inferioridade de resistência na evolução da resistência para médias tensões. A análise das superfícies de fratura de cada condição de processamento apresentou diferenças nas regiões de início, propagação e ruptura, que podem ser correlacionados com os principais fatores para a diminuição da resistência a fadiga de produtos da MA. Os resultados obtidos auxiliaram na conclusão da relação direta entre a diminuição da resistência em fadiga e a quantidade de defeitos estruturais gerados pelo processamento de FSL. - DissertaçãoInfluência da oxidação térmica nas propriedades mecânicas em fluência da liga Ti-6Al-4VOliveira, Hamon Vaz da Silva (2022-08-12)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A liga Ti-6Al-4V é utilizada em aplicações como biomateriais e na indústria aeronáutica. A formação de uma camada de óxido estável e aderente pode melhorar a resistência mecânica e à corrosão deste material. Esse trabalho estuda o comportamento em fluência da liga Ti-6Al-4V submetida a duas condições diferentes de oxidação térmica induzida. As amostras foram oxidadas nas condições de 650 ºC por 12 h e 800 ºC por 2 h sem controle de atmosfera, a fim de estudar as diferentes formas do óxido formado e a influência no comportamento mecânico do material. A caracterização da camada de óxido foi realizada por Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), e Difratometria de raios X (DRX). O ensaio de fluência foi realizado à carga constante em corpos de prova não oxidados e nas duas condições de oxidação, em temperaturas de 500°C até 600°C e tensão entre 125 e 319 MPa. Após a fratura dos corpos de prova, as superfícies de fratura foram analisadas por MEV. As camadas de óxido do material oxidado a 650 ºC e 800 ºC mediram aproximadamente 3 µm e 10 µm respectivamente. Nas análises de DRX das amostras oxidadas foi possível observar a formação da fase rutilo (TiO2) e um deslocamento dos picos de difratograma para direita em relação a amostra como recebida, provavelmente causada pela dissolução de oxigênio na zona subsuperficial. A análise por EDS permitiu verificar a presença de uma camada mista de óxido composta de rutilo e alumina. O tratamento de oxidação térmica proporcionou um aumento na resistência da liga Ti-6Al-4V. Os ensaios de fluência a 550 °C mostraram uma vida mais longa em fluência do material oxidado a 800 °C por 2 h e um aumento menos significativo no material oxidado a 650 °C por 12 h. Os ensaios de fluência às temperaturas de 500 ºC e 600 ºC e 250 MPa de tensão do material oxidado a 800 ºC de fluência realizados apresentaram menor vida em fluência em relação ao material não oxidado. - DissertaçãoInfluência do tratamento térmico de têmpera em propriedades ópticas e mecânicas de filmes finos com camada dupla de prata depositados em vidros comerciaisCastro, Camila Fernandes (2023-02-14)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O vidro revestido com camadas de prata é amplamente atrativo devido ao conforto térmico que proporciona e consequente redução do uso de energia elétrica dentro das construções. Isso ocorre porque a prata ajuda a agir como um filtro óptico. Seis amostras foram obtidas de duplicatas de três produtos diferentes (vidros comerciais revestidos com dupla camada de prata); metade delas (três) foi analisada como originalmente recebida (sem tratamento térmico) enquanto a outra metade foi submetida ao processo de têmpera a 675° C. O comportamento mecânico foi analisado através de Nanoindentação e Scratch Test e as propriedades ópticas foram obtidas por meio de Espectrofotometria, com o objetivo de comparar as duas condições de revestimento no substrato - antes e depois da têmpera. Os resultados destacaram que a têmpera melhorou a resistência do revestimento para gerar primeiras trincas laterais e lascas, embora não afetasse claramente a carga crítica para expor o substrato. Os principais resultados ópticos estão relacionados a um parâmetro colorimétrico, onde todos os produtos tenderam a ficar menos azulados/mais amarelados após a têmpera, e o outro mostrou que a transmitância aumentou para o espectro ultravioleta para todos os produtos. O tratamento térmico não afetou o fato de a transmitância dos produtos ser maior no espectro visível do que no infravermelho. - DissertaçãoOxidação de esculturas de aço patinável pertencentes ao acervo da Pinacoteca de São PauloReis, Tatiana Russo dos (2018-02-19)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
The Pinacoteca de São Paulo has a collection of artworks by Brazilian artists dating from the 17th century to the present. An important part of the collection consists of weathering steel sculptures displayed in different internal and external spaces. Besides offering good resistance to corrosion, weathering steels are extensively used in outdoor sculptures and built structures, due to its attractive appearance and self-regenerating capacity. By identifying the materials that compose an artwork and the phenomena that might occur on a given surface, it is possible to carry out preventive conservation actions in the short, medium and long terms. Initially, a visual analysis was performed on each individual work, as well as an accurate identification of the metals with the aid of handheld X-ray fluorescence spectrometry (XRF). Afterwards samples were collected for scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction analysis, which identified different oxides formed on their surfaces. In order to obtain more precise results regarding the elements that compose the works, a new process of identification in situ was carried out using X-ray fluorescence spectrometry (XRF). The results reveal the predominance of goethite α-FeOOH, lepidocrocite γ-FeOOH and akaganeite β-FeOOH which shows the influence of the environmental conditions to which the artworks are exposed in the formation of the oxides that form the superficial patina. Moreover, the findings also point to the identification of akaganeite in a number of works where the conditions of the natural environment are not usually favourable for its formation. From this study it was possible to identify the environmental conditions in which the works suffer greater deterioration and the actual causes of this deterioration, enabling future actions and decisions concerning to the preventive conservation of these works, such as not applying coats of wax or varnish for protection. - DissertaçãoOxidação de esculturas de aço patinável pertencentes ao acervo da Pinacoteca de São PauloReis, Tatiana Russo dos (2018-02-19)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A Pinacoteca de São Paulo conta com uma coleção de obras de artistas brasileiros desde o século 17 até os dias de hoje. Uma parte dessa coleção é formada por esculturas em aço patinável expostas em diferentes ambientes. O aço patinável além de oferecer uma boa resistência à corrosão é muito usado em esculturas pela sua aparência atraente e capacidade de autorregeneração. Conhecendo os materiais que constituem uma obra e os fenômenos que atuam sobre ela é possível planejar ações de conservação preventiva a curto, médio e longo prazo. Inicialmente foi realizada análise visual de cada uma das obras e a identificação dos metais com o auxílio de aparelho de fluorescência de raios X portátil (XRF). Posteriormente, amostras foram coletadas para exames de MEV e difração de raios X, onde foram identificados os elementos que constituem as obras e os diferentes óxidos formados em suas superfícies. Para obter informações sobre elementos leves que constituem as obras e que podem estar presentes em sujidades e materiais de corrosão na superfície delas, foi realizada nova identificação in situ com aparelho de fluorescência de raios X por disspersão de energia (EDXRF). Os resultados mostram o predomínio da lepidocrocita, α – goetita e akaganeita mostrando a influência das condições ambientais em que estão expostas as obras na formação dos óxidos que formam a pátina superficial, atentando para a identificação da akaganeita em algumas obras onde as condições naturais do ambiente não são favoráveis para a sua formação. A partir desse estudo foi possível identificar as condições ambientais em que essas obras sofrem mais danos e as causas desses danos possibilitando futuras ações e decisões em relação à conservação preventiva dessas obras, como a não utilização de coberturas utilizando ceras ou vernizes para a proteção.