Engenharia de Materiais - Dissertações - EE Higienópolis
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- DissertaçãoUma abordagem a respeito do desgaste em materiais de camisas de cilindro de motores ciclo diesel atendendo as modernas leis de emissõesCardille, Dionisio Mateo (2009-08-18)
Engenharia de Materiais
This study broaches the diesel engines cylinder liners waste concepts, characterizing abrasive waste, tribo-chemical waste and scuffing, with component external factors, like adultered fuel or with high sulfur level frequently found in Brazil. It presents the modern emissioned engines and the direct causes in the cylinder liners material requirement, with the tribologic evolution of piston, piston rings and cylinder. Some concepts of cylinders internal diameter surface finish and the direct involvement in the cylinder smooth, and the blow by flux besides oil consumption. The cylinder liners are manufactured in perlitic gray casting iron, and it was compared to a bainitic gray casting iron as alternative material, in order to satisfy the modern environment laws for emissions. The experiment technical was based on a dynamometric test in a 146kw diesel engine, during 500hs, with 27,4% overpower. The liners were assembled in the engine block in an intercalated way, avoiding benefits in the cylinders closer to the water pump. After the test, the liners were dimensioned with the respective piston rings. As result, was observed that the proposal bainitic material got a better waste resistance in comparison with the perlitic material, with a better dimensional stability. The piston rings presented similar waste when applied in both materials, respecting the project original tribological pair. - DissertaçãoAção da radiação de alta energia nas propriedades mecânicas de compostos elastoméricos a base de SBR carregados com baritaAlmeida, Jademir Jesus Pirapora de (2012-03-30)
Engenharia de Materiais
In this work were studied the action of ionizing radiation on the physical-mechanical properties in elastomeric compounds based on styrene-butadiene rubber (SBR) filled with barite, opening way for application of these composites in the protection and shield against high-energy radiation, in the form of aprons. These aprons come to substitute the elastomeric ones with lead filler in ergonomic and economically advantageous conditions. The effect of high-energy radiation was studied on SBR compounds filled with barite at 50, 75, 100, 125, and 150phr (phr = parts per hundred rubber) of barite concentrations, exposed to ionizing radiation at 0, 100, 200, 500 and 1000kGy doses. The samples were characterized by physic-mechanical tests as rheometry, tensile strength, resilience, hardness, wear resistance, oil absorption, permanent deformation under compression (compression set) and dynamic mechanical thermal analysis. The morphological characteristics were determined by scanning electron microscopy. The results showed that the radiation causes an increase in tensile strength and elongation, the tear strength and hardness, and a decrease in fluid absorção and deformation under compression. - DissertaçãoAnálise de características do concreto com adição de raspas de pneu e pó de mármoreBrandão, Afonso Cesar Lelis (2014-04-29)
Engenharia de Materiais
O trabalho teve como objetivo mostrar as características do concreto ecológico, sem responsabilidade estrutural, a partir da adição de raspas de pneus provenientes do processo de recauchutagem e do pó de mármore como refugo da extração de pedreiras. Foram moldados e ensaiados, de acordo com as normas da ABNT especificadas no corpo de trabalho, corpos de prova de concreto, com a adição de resíduos provenientes da recauchutagem de pneus e da extração de mármore. A adição da borracha objetiva diminuir a densidade do concreto e melhorar a sua capacidade de absorção de impactos e tração mecânica, já a adição do pó-de-mármore, melhorar o empacotamento de partículas, consumo de cimento e adensamento, diminuindo espaços vazios que são acumulados devido à heterogeneidade das raspas de borracha. Os resultados mostram que estes rejeitos podem ser inseridos no concreto, desde que juntos e, neste caso a melhor relação ficou com 10% de cada resíduo adicionado de acordo com o peso de cimento do traço do concreto. Vemos neste trabalho uma melhoria dos resultados de resistência à tração comparado ao concreto convencional (Piloto) e a perda de resistência à compressão axial do concreto adicionado com borracha melhorada com a adição de pó-de-mármore. O concreto também mostrou que com as raspas de borracha, após sua ruptura não há a desagregação das partes, o que pode ser bem aproveitado em construções de altura para evitar acidentes. - DissertaçãoAnálise de causas de rejeições de peças de aço zincadas a quentePedroso, Danieli Cristina (2009-08-17)
Engenharia de Materiais
Neste trabalho foram analisadas as causas da rejeição de lotes de artefatos da empresa Produto para Linhas Preformados, PLP, fabricados com aços SAE 1010 e SAE 1020 e zincados por imersão a quente. Foram selecionadas amostras de lotes de fabricantes diferentes, com composição química e geometrias distintas, pertencentes a lotes rejeitados e a lotes aprovados de acordo com normas usuais de mercado. As rejeições se devem a problemas relacionados a aderência da camada de zinco. As amostras foram submetidas a exames por microscopia óptica, microscopia de varredura e análises por difração de raio-X para verificação comparativa entre as estruturas das camadas de zinco formadas no processo zincagem por imersão a quente. Para verificar a corrosão nas falhas de revestimento de zinco, foram realizados ensaios de corrosão em três ambientes diferentes: ambiente considerado urbano de baixa poluição; ambiente simulando água do mar; câmara de névoa salina. Não há indício de relação entre a falha nos revestimentos de zinco e a estrutura do substrato; revestimentos irregulares e com fases não muito bem definidas foram encontrados nas peças rejeitadas. Nas regiões com falha, os resultados evidenciam um comportamento semelhante ao da literatura, com formação rápida de ferrugem no início da exposição das peças seguida por uma oxidação lenta. - DissertaçãoAnálise do comportamento de fadiga da liga de alumínio 7075 solubilizado e envelhecidoPaz Gonzalez, José Fernando (2016-08-09)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
In recent decades the aluminum had a great evolution since the beginning of his story that came to have a greater value than gold, to the present day that it is used in our days from a tin of soda to key parts of an airplane. With the growing need in various industrial segments, especially the aeronautical and automobile industries, wherein the weight reduction is a concern, the study of this material becomes important. This work has as objective the study of aluminum alloy 7075 solubilized and artificially aging were studied in which the main mechanical behavior of this material. It was performed the hardness, tensile tests and the focus, fatigue test, in which was observed a hardness of 230 HV and mean tensile strength of 676 MPa and yield strength of 615 MPa. The study of fatigue behavior was done in a rotating bending testing machine at ambient temperature to developing the Wöhler curve also known as S-N curve (tension x No. of cycles), who showed the characteristic of non-ferrous materials An specimen reached number of cycle greater than 8,4x106 with the stress of 135 MPa. The fracture surfaces showed the typical characteristics of crack propagation and ductile overload fracture and showed differences in the type of crack propagation in low cycle when compared with medium and high cycle, besides that was showed ratchet marks and fatigue stretch when observed with SEM. It was observed the presence of dimples associated with the precipitates. - DissertaçãoAnálise numérica-experimental da integridade estrutural do suporte de aço din en 10149-1.0971 do tubo de admissão de ar de motores diesel de veículos pesadosNegretti, Thiago Barão (2013-02-19)
Engenharia de Materiais
O suporte do tubo de admissão de ar dos motores diesel de veículos comerciais tem a importante função estrutural de sustentar o tubo de admissão de ar, fixado no conjunto da turbina e no intercooler pelo tubo de admissão de ar. A falha do tubo ou da turbina impossibilitaria o funcionamento do motor. O suporte tem também a função de reduzir deslocamentos impostos na turbina pelas vibrações do motor, que podem causar danos à estrutura do conjunto mencionado. Neste trabalho é apresentado um estudo da integridade estrutural do suporte por meio de métodos experimentais e numéricos. O método dos elementos finitos é utilizado para análise modal, análises estáticas de pressão e termoelástica e análise dinâmica. São avaliados os pontos concentradores de tensão no suporte para o aço laminado à quente conforme DIN EN 1049-1.0971, conhecido comercialmente como S260NC e utilizado atualmente nos veículos comerciais e do material conforme DIN EN 10149-2 1.8974, conhecido comercialmente como S700MC e proposto para substituir o material atual. O limite de resistência à fadiga e o número de ciclos para vida em fadiga são obtidos analiticamente. Experimentalmente, para caracterização do suporte, são apresentados os resultados dos ensaios de dureza, composição química, microestrutura. Para avaliação do suporte são apresentados fratografia e cálculo da vida em fadiga. O suporte do tubo de admissão de ar não está de acordo com os critérios que foram utilizados para os cálculos, o que confirma a falha que está ocorrendo nos veículos que o utilizam. O suporte, para ambos os materiais apresentou tensões acima do limite de fadiga calculado. O suporte com o material atualmente utilizado apresentou número de ciclos 6,16 x 104 ciclos, sugerindo fadiga de baixo ciclo. O suporte fabricado com o material proposto reduziu o limite de fadiga em 29%. A região de onde ocorreu a falha nas amostras dos suportes testados em laboratório é a mesma da falha ocorrida em campo, demonstrando consistência do dispositivo e carregamento cíclico utilizados para o ensaio de fadiga. A tensão limite de fadiga calculada através do número de ciclos obtido experimentalmente é em média de 16% maior em relação ao calculado analiticamente. Uma amostra do material proposto S700MC chegou a 1,00 x 106 ciclos, indicando que o mesmo pode ter vida infinita. Os limites de fadiga calculados analiticamente e experimentalmente possuem valores próximos, demonstrando que os métodos utilizados estão consistentes. - DissertaçãoAspectos metalúrgicos associados ao processo de brasagemMarques, Murilo Carmelo Satolo (2016-08-08)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
This paper presents a metallurgical and mechanical assessment of a joint resulting from the brazing process, in order to elucidate the theoretical aspects related to materials science involved in this process of union materials. The physical phenomena involved in this theme are wettability, capillarity, surface tension and diffusion. For the study we used as base materials stainless steel AISI 630 and alloy Ferro-Titanit Nikro128, as filler metal AWS BNi2 specification. The brazing process was performed in a vacuum furnace respecting a specific thermal cycle. Samples of the materials involved in the brazing process were characterized by means of optical microscopy, scanning electron microscopy, thermal analysis and determination of the hardness profile along the junction between the base metal and the binder. The mechanical behavior of the connection zone was evaluated by technological bending test by three points. The results collected in this study suggest that the connection zone comprises in its microstructure, in addition to the compounds belonging to filler metal element, the participation of various phases resulting from the basic material. The final microstructure of the bonding zone is formed from the solidification process and reactions in the solid state. We conclude that intermetallic phases in the connection zone are critical for the use of materials, due to their fragility in relation to other microconstituents. - DissertaçãoAvaliação de toxicidade da pseudoboemita para liberação controlada de fármacosSouza, Ana Maria Thiago de (2013-02-22)
Engenharia de Materiais
As pesquisas em nanotecnologia avançaram consideravelmente nos últimos 30 anos, possibilitando o aparecimento de novos materiais com aplicações que atendem aos interesses de diversos setores. Na área da saúde, a indústria farmacêutica tem utilizado os materiais nanoestruturados para desenvolver novos medicamentos e veiculadores de fármacos. A aplicação das nanopartículas oferece inúmeras vantagens comparativamente ao sistema convencional de liberação, tais como: liberação controlada e progressiva dos fármacos a partir da degradação da matriz, nível plasmático efetivo com menor flutuação ao longo do tempo, menor risco de toxicidade, maior penetração pelas barreiras biológicas e direcionamento específico aos alvos teciduais. Neste trabalho, o material utilizado como liberador de fármaco foi a pseudoboemita. Esta é um oxi-hidróxido de alumínio e consiste em uma estrutura similar a boemita. Com sua produção via processo sol-gel, a partir de reagentes de alta pureza, foi possível obter pseudoboemita de pureza elevada, com área específica elevada e com total ausência de contaminantes, tornando-a, portanto, promissora para aplicações na liberação controlada de fármacos. Em vista da possível utilização da pseudoboemita como excipiente para liberação controlada de fármacos, este trabalho teve como objetivo determinar a sua toxicidade aguda (50mg/kg, 300mg/kg e 2000mg/kg) e. subaguda (1000mg/kg) em ratos machos (Wistar rats). A metodologia consistiu em testes de toxicidade a partir das avaliações e análises dos parâmetros bioquímicos e histopatológicos resultantes de sua administração. Para finalizar, a pseudoboemita foi testada in vivo como possível liberador controlado do fármaco aciclovir. Em ambos os testes, a administração não determinou mortalidade nos grupos e na avaliação histopatológica dos fígados dos animais também não foram observadas qualquer alterações na integridade tecidual. As leituras realizadas com cromatografia líquida de alta eficiência mostraram que ocorreu absorção do aciclovir para circulação sistêmica nos animais que receberam a pseudoboemita com aciclovir. O aciclovir administrado com a pseudoboemita foi absorvido pelo trato gastrointestinal. Os resultados demonstraram que a pseudoboemita tem baixa toxicidade em altas doses em curto prazo e se enquadra na categoria de atóxico; a ausência de alumínio nas amostras de plasma enfatiza a ausência de absorção do alumínio para a circulação sistêmica e o aciclovir presente no plasma dos ratos permitiu confirmar que este está presente na circulação sistêmica dos animais mesmo após as dessorções da pseudoboemita. - DissertaçãoCaracterização da resina proveniente da reciclagem pós-industrial de embalagens stand-up pouchRezende, Raquel Badia Campos de (2014-08-08)
Engenharia de Materiais
O objetivo deste trabalho foi estudar a caracterização da resina proveniente da reciclagem pós-industrial de embalagens stand-up pouch ( bolsa que fica em pé ), com o objetivo de fornecer informações que auxiliem e fomente a reciclagem mecânica de embalagens plásticas flexíveis multicamadas. Estudou-se a estrutura da embalagem stand-up pouch com a seguinte composição: 11,2% de Poli(tereftalato de etileno) (PET); 11,6% de poliamida (PA); 69,5% de polietileno (PE); e 7,7% de tintas e adesivos, utilizada para o acondicionamento de produtos cosméticos. A blenda obtida através da reciclagem mecânica do material foi caracterizada, através dos ensaios mecânicos de resistência a flexão em três pontos (ASTM D 790), resistência ao impacto Izod (ASTM D 256), resistência à tração (ASTM D 638) e dureza shore D (ASTM D 2240); ensaios térmicos como: temperatura de deflexão sob carga (ASTM D 648) e temperatura de amolecimento vicat (ASTM D 1525); ensaios reológicos, índice de fluidez (ASTM D 1238) e análise dinâmico-mecânica (DMA); e analise de propriedades químicas através das imagens da superfície de fratura das amostras feitas com MEV (microscópio eletrônico de varredura) e analise por energia dispersiva (EDS). Os resultados obtidos nos ensaios descritos acima foram comparados aos valores encontrados nas analises feitas com os materiais separadamente e verificou-se que a blenda proveniente da reciclagem de embalagem stand-up pouch é imiscível, que a presença do PET e da PA modificam algumas propriedades mecânicas do material em relação do polietileno (PE) puro, mas, não influenciam nas propriedades térmicas, que foram analisadas por meio dos ensaios de temperatura de deflexão térmica sob carga (HDT) e temperatura de amolecimento (VICAT). - DissertaçãoCaracterização de compósito produzido com diferentes frações de pó de madeira e polietileno de alta densidadeMelo, Jessyka Meierjurgen (2015-06-15)
Engenharia de Materiais
O presente trabalho teve como objetivo destacar o estudo de desenvolvimento de compósito polimérico responsável com o meio ambiente e com o crescimento da reciclagem de materiais, a partir da utilização de polietileno de alta densidade (PEAD) com pó de madeira de eucalipto, proveniente da fabricação de móveis. O estudo iniciou a partir de uma pesquisa bibliográfica onde foram analisados os principais fatores que envolvem o tema em questão, destacando o conceito de polímero, das fibras sintéticas, a presença do pó de madeira, seus compósitos a fim de identificar e conhecer o problema em questão. O estudo desenvolveu-se a partir de ensaios mecânicos, morfológico e reológico, dos compósitos com as concentrações de 5, 10 e 20% de madeira em relação à matriz polimérica, a fim de caracterizar e comparar os materiais obtidos. Notou-se que durante os estudos as amostras com pó de madeira apresentaram maior desempenho mecânico comparado a amostra de PEAD puro. Baseado neste contexto, este estudo foi desenvolvido visando assim analisar as possibilidades frente a produção do compósito de PEAD a partir de diferentes concentrações de pó de madeira. - DissertaçãoCaracterização de compósitos de polipropileno reciclado e fibra de cocoJafelice, Domingos Antônio (2013-06-21)
Engenharia de Materiais
Os plásticos, apesar de suas inúmeras vantagens para aplicações como embalagens, sacos de lixo, objetos de uso pessoal, peças utilizadas nas indústrias automobilística, de eletrodomésticos, naval, aeronáutica, entre outras, apresentam uma desvantagem no momento do descarte: nocividade ao meio ambiente. Por esse motivo, a reciclagem de plásticos vem sendo utilizada com freqüência por sua viabilidade econômica, social e ecológica. Devido ao reprocessamento, os plásticos perdem propriedades a cada ciclo de reciclagem. Para otimizar as propriedades dos plásticos, muitas vezes reciclados, são misturadas fibras naturais ou sintéticas a esses materiais, formando os compósitos. Os compósitos poliméricos são cada vez mais usados nas mais variadas aplicações por suas extraordinárias propriedades físico-mecânicas. Neste trabalho, foram caracterizadas as propriedades mecânicas e morfológicas do polipropileno reciclado com fibra de coco. Foram obtidos compósitos de polipropileno, por meio de processamento mecânico, com concentrações de 10, 15, 20 e 25% em massa de fibra de coco, com e sem adição de agente de acoplagem (polipropileno funcionalizado com anidrido maleico) nas concentrações de 0, 2 e 3% em massa. Os resultados mostraram que a adição da fibra de coco ao polipropileno reciclado, nas concentrações estudadas provoca um acréscimo nas propriedades térmicas e mecânicas, como a resistência à tração e impacto e um decréscimo na dureza, sendo que praticamente não houve alteração nas condições de processamento (índice de fluidez). - DissertaçãoCaracterização de compostos elastoméricos á base de EPDM com cargas híbridasCaleffi, Fabíola da Silva Unzelte (2012-02-13)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Muitos estudos têm sido realizados procurando tornar viáveis novas aplicações para as cinzas de cascas de arroz micronizadas. Estes estudos incluem a utilização deste material como carga de reforço em compostos elastoméricos em substituição a outros materiais, para promover melhor desempenho mecânico como resistência à tração, à ruptura, dureza, elongação, além de diminuir o custo. Assim, o objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar compostos elastoméricos a base de EPDM contendo como carga negro de fumo e diferentes concentrações de cinzas pretas de cascas de arroz micronizadas e comparar o seu desempenho com compostos elastoméricos a base de EPDM contendo como carga apenas negro de fumo. O elastômero foi processado em uma calandra junto com as respectivas cargas, auxiliares de processo, plastificante e sistema de cura. Após o processamento por calandragem, o composto elastomérico foi submetido a testes reológicos que inclui a reometria e ensaios por Análise Térmica Dinâmico-Mecânica (DMTA). Esses testes mostraram, respectivamente, os parâmetros de velocidade de cura e temperatura de transição vítrea (Tg). Posteriormente, o material foi vulcanizado em prensa hidráulica, com aquecimento. Para testes de resistência ao óleo, os corpos de prova foram imersos em óleo ASTM 3 para medir a porcentagem de inchamento. Foram também realizados os ensaios mecânicos de deformação permanente à compressão (compression set), resistência à tração, resistência ao rasgamento, resiliência e dureza Shore A. Por meio dos resultados obtidos, observou-se que a adição de cinzas pretas de cascas de arroz nos compostos altera a temperatura de transição vítrea (Tg), mas praticamente não altera a reometria durante a vulcanização. Os compostos contendo 20% cinzas pretas de cascas de arroz apresentaram melhores propriedades mecânicas de resistência à tração, rasgamento e alongamento. Para concentrações maiores, há o comportamento apenas de carga de enchimento. A adição de cinzas pretas de cascas de arroz também aumenta a dureza e melhora o inchamento em óleo e diminui a resistência à deformação permanente à compressão e a resiliência. - DissertaçãoCaracterização de formas de polímero de cristal líquido para indústrias de panificação em substituição as formas tradicionais de aço carbonoBartholomei, Marcio Rubens Xavier (2010-05-07)
Engenharia de Materiais
As indústrias de panificação usam formas de aço carbono revestidas com camada antiaderente sendo que estas formas têm uma vida útil de 10.000 ciclos de produção (3 anos a 3,5 anos) e tem custo elevado. Com o intuito de diminuir este custo, estas indústrias poderiam substituir as formas convencionais por formas a base de um polímero de cristal líquido comercial, Vectra E540i. Neste trabalho foram avaliadas as propriedades mecânicas e físico-químicas deste polímero, tendo em vista esta substituição, sem prejuízo da qualidade do pão obtido. Devido à necessidade de se usar as formas num forno com temperaturas elevadas, as amostras foram submetidas a tratamento térmico em várias temperaturas, acima e abaixo das temperaturas do cozimento no forno e, posteriormente, foi verificado o efeito da temperatura na resistência à tração e na dureza do material. Também foram realizados ensaios de degradação por radiação ultravioleta (UV) e verificou-se seu efeito sobre a resistência a tração e impacto. Além destes ensaios laboratoriais, a resistência das formas e a qualidade do pão foram testadas numa planta piloto. Os resultados mostram que não há degradação frente à radiação UV, após exposição constante durante 80 dias, bem como as resistências à tração e ao impacto não foram afetadas. Observou-se que não há grandes alterações nas propriedades mecânicas devido ao aquecimento em que o polímero é submetido durante a sua passagem dentro do forno. Amostras aquecidas em temperaturas acima de 275ºC apresentaram a formação de bolhas visíveis a olho nu, sugerindo degradação térmica do polímero. Nestas temperaturas, as propriedades mecânicas citadas apresentam valores inferiores aos esperados. Em escala piloto, a qualidade do pão não se alterou A partir deste estudo a Empresa poderá tomar a decisão de continuar a utilizar as atuais formas metálicas ou substituir por formas a base do polímero de cristal líquido comercial Vectra E540i. - DissertaçãoCaracterização de uma argila caulinítica de Vitória da Conquista BahiaOliveira, Orley Magalhães de (2011-11-28)
Engenharia de Materiais
The kaolinitic clays are widely used in ceramic industry. Those with a light coloring after firing are of interest for the production of coatings due to their aesthetic. Clays from the Southwest Vitoria da Conquista, Bahia, were characterized in order to check their properties and composition. The used methods were Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis, water absorption, shrinkage by firing, flexural tensile by strength and x rays powder diffraction. The samples were fired at 1100 oC and 1200 oC. The analyses show that it is clay containing mainly kaolinite, quartz and mica. A particle size analysis showed that only 35% of the sample passes through the 200 sieve (0.075 mm). The percentages found in the atomic absorption test indicate that the samples are composed mainly of SiO2 and Al2O3, compounds that were confirmed by the Rietveld method. After firing, these clays had a light color, which is recommended for the manufacture of ceramic products and traditional handicrafts. - DissertaçãoCaracterização elétrica e mecânica da liga de alumínio AA 1050, com estrutura ultrafina processada pela técnica de deformação plástica intensa (DPI)Guerra, Maria Claudia Lopes (2015-06-12)
Engenharia de Materiais
A PCE (Prensagem em Canais Equiangulares) consiste num processo mecânico de Deformação Plástica Intensa (DPI) onde um corpo de prova é sujeito a um esforço de cisalhamento ao passar pela região de intersecção de dois canais. Os principais objetivos desse método de Deformação Plástica Intensa é alcançar uma microestrutura com grãos ultrafinos, os quais possuem propriedades físicas muito superiores aos equivalentes materiais de grãos grosseiros, como um aumento em resistência mecânica e tenacidade simultâneas. O que torna esta técnica cada vez mais interessante é que como não há redução da seção transversal é possível obter acumulo de deformação plástica e com isso obter grãos na ordem de escala nanométrica. A grande vantagem do PCE é alcançar um grau de encruamento muito superior do que obtido por métodos convencionais de deformação plástica, e consequentemente, um refino de grão muito superior também. A importância do estudo do processo de deformação plástica intensa está na melhoria do desempenho mecânico dos materiais e na possibilidade de uma melhor compreensão dos mecanismos de encruamento, fato que pode indicar um novo caminho para a produção de materiais de alta resistência mecânica, possivelmente em escala industrial. Nesse trabalho são apresentadas as análises microestruturais, mecânicas e elétricas de amostras de ligas de alumínio AA 1050, comumente utilizadas para fins elétricos, com estrutura de grãos ultrafinos (tamanho de grão típico abaixo de um micrometro) resultantes do processamento por PCE, baseada no método de DPI. - DissertaçãoCaracterização microestrutural e mecânica em juntas soldadas por arco submerso em chapas de aço microligado API 5l x70 utilizadas em minerodutosBusso, Nicolangelo Del (2016-02-01)
Engenharia de Materiais
O presente trabalho investiga as alterações que ocorrem nas propriedades mecânicas e na microestrutura em juntas soldadas por Arco Submerso, em chapas de aço ARBL (Alta Resistência e Baixa Liga) tipo API 5L X70, utilizadas em tubos de minerodutos. Estes são geralmente construídos a partir de chapas calandradas e soldadas de topo, pelo processo de Arco Submerso, formando tubos com diâmetro de cerca de 600mm, por 12 metros de comprimento. Objetivando reproduzir fidedignamente o processo de fabricação dos tubos, foram produzidos corpos de provas, soldando-se, pelo processo arco submerso, chapas fornecidas pela USIMINAS, e, destas foram retiradas amostras para se efetuar a caracterização das soldas, nas regiões da zona fundida (ZF), da zona termicamente afetada (ZTA), e do material base (MB). Foram efetuados os ensaios mecânicos de tração, dureza, dobramento e impacto, bem como a caracterização por macrografia e microscopias, ótica (MO) e de varredura (MEV). O exame metalográfico apresentou microestrutura bandeada, consistindo de ferrita poligonal, perlita e bainita com pequeno tamanho de grão. Os resultados obtidos mostraram o aumento da resistência mecânica e da dureza, influenciados pela presença de ferrita acicular. As análises fratográficas, após ensaios de impacto revelaram comportamento ductil-frágil. Os ensaios de impacto foram realizados às temperaturas de 0ºC e de -20ºC, onde apresentaram quedas significativas da tenacidade na região da solda, decrescendo da região do metal base (260J e 202J) para a zona termicamente afetada (106J e 81J) e para a zona fundida (25J e 19J), respectivamente, para 0ºC e -20ºC. Os resultados dos ensaios de dureza Vickers (HV10) apresentaram um ligeiro aumento da dureza, crescendo no sentido MB-ZTA-ZF (194 HV, 202 HV e 218 HV, respectivamente). - DissertaçãoComparação de molas de suspensão temperadas e revenidas enroladas a quente e a frioHattori, Carolina Sayuri (2012-02-10)
Engenharia de Materiais
A resistência à fadiga e a tenacidade são propriedades que exercem uma grande influência no desempenho das molas de suspensão dos veículos. A escolha do aço SAE 9254 ocorreu devido à sua ampla utilização na fabricação dessas molas e por possuir propriedades de fadiga e tenacidade. A fabricação de molas do aço SAE 9254 tem sido feita pelo processo de enrolamento a quente e submetido a tratamentos térmicos de têmpera e revenimento convencional ou pelo processo a frio e têmpera e revenimento por indução. Portanto, torna-se importante estudar o desempenho desse aço nesses dois processos. Esse trabalho investigou o efeito dos dois processos de produção e comparou as propriedades mecânicas em fadiga e dureza. Os valores de dureza das molas nas diversas condições investigadas estão compatíveis com o tratamento térmico e com a microestrutura presente em cada condição. O jateamento das molas induziu a uma tensão residual compressiva que aumentou consideravelmente a resistência à fadiga do aço SAE 9254. O perfil de tensão residual a partir da superfície das molas jateadas apresentou um pico nos valores de tensão de compressão para ambos os processos de fabricação. A tensão residual máxima na mola processada a frio e jateada foi superior à da mola processada a quente e mantiveram valores bem mais elevados ao longo da espessura da mola a partir da superfície, decorrentes dos processos de fabricação. As trincas por fadiga das molas fabricadas por ambos os processos sem jateamento tiveram seu início pelo processo de fadiga torcional, com propagação macroscópica típica, apresentando sinais de estrias com elevada deformação plástica em função do tipo de solicitação que acentua as tensões de cisalhamento. - DissertaçãoComparação entre os processos de tratamentos térmicos convencional e por indução de rolamentos do aço DIN 100Cr6Felippe, Douglas Marquezin (2010-02-23)
Engenharia de Materiais
A têmpera compreende operações de aquecimento e resfriamento controlado, que objetivam melhorias nas propriedades físicas como dureza, resistência à abrasão, tenacidade entre outras. Durante o processo de têmpera, o meio de resfriamento é uma das etapas mais críticas, pois extrai calor da peça com o objetivo de obter as propriedades desejadas. Porém, o processo de têmpera gera deformações não desejadas, que podem estar relacionadas às tensões residuais que ficam permanentes na peça, introduzidas durante o resfriamento. Alguns tratamentos térmicos de têmpera convencional não têm controle da posição da peça durante o resfriamento. Este controle é normalmente utilizado em processos de têmpera por indução, melhorando a homogeneidade da extração de calor durante o resfriamento, sugerindo menores índices de deformação. O processo por indução pode ser considerado sustentável, pois o aquecimento é localizado apenas no componente. Este trabalho comparou as propriedades metalúrgicas e mecânicas entre dois processos de têmpera de rolamentos do aço DIN 100Cr6: convencional e por indução. Como resultado deste trabalho, pode-se substituir o tratamento térmico com aquecimento convencional pelo tratamento térmico com aquecimento por indução para a manufatura de rolamento, com objetivo de redução da deformação de ovalização característica do processo de tratamento térmico convencional. - DissertaçãoComparativo da resistência mecânica superficial de um aço inoxidável endurecível por precipitação, com e sem processo de shot peening antes de ser envelhecidoRibeiro, Dante da Costa (2009-04-24)
Engenharia de Materiais
Os aços inoxidáveis martensíticos sempre foram muito utilizados no ramo de moldes plásticos devido as suas propriedades como alta polibilidade e resistência à oxidação elevada, que permitem a injeção de certos polímeros, como o policrilato de vinila, por conta de sua resistência aos gases clorídricos desprendidos no processo e também na injeção de acrílico por causa do alto grau de acabamento que pode ser conferida à superfície do molde e, conseqüentemente, ao produto injetado, são características intrínsecas a tais materiais. Fora os materiais inoxidáveis martensíticos, os endurecíveis por precipitação também são muitíssimo utilizados, porém, em algumas aplicações tais aços não são passíveis do processo termoquímico de nitretação, o que prejudica a sua utilização por conta de não ter nenhum processo onde um endurecimento superficial seja aplicado. Neste trabalho será realizado o estudo sobre os aços endurecíveis por precipitação passando pelo processo de shot peening e sem passar por tal processo afim de se verificar como ficará a superfície após tal processo. Como faltam literaturas sobre comparativos a respeito desta aplicação por apesar de se tratar de tecnologias antigas, o estudo poderá resultar em uma nova utilização de tais técnicas revolucionando a utilização destes materiais em certas aplicações industriais como em moldes plásticos e em dispositivos mecânicos. - DissertaçãoConcreto colorido: estudo da adição de pigmentos em concreto de cimento Portland de alto desempenhoGuimarães, Ana Paula Momose (2011-08-31)
Engenharia de Materiais
Este trabalho busca analisar a influência do pigmento inorgânico de óxido de ferro na adição da argamassa e no concreto de cimento portland e quais as suas melhorias dentro desta incorporação. Cabe situar que nos últimos anos, o avanço nos tipos e classes de resistências do cimento tem possibilitado grandes melhorias nas propriedades físicas e químicas do concreto principalmente a resistência mecânica e sua durabilidade, aliado ao uso mais comum de aditivos químicos específicos para o concreto. Neste contexto o estudo busca analisar a influência que os pigmentos podem trazer de melhoria não só no seu aspecto estético, mas quem sabe melhorar na resistência mecânica. Contextualizando de uma maneira geral quais os tipos de cimentos, agregados e aditivos que existe hoje disponível no mercado brasileiro, quais as principais aplicações para escolha do melhor cimento e características que melhor se aplica no concreto cromático. A escolha do pigmento inorgânico de óxido de ferro foi escolhida propositadamente por ser o pigmento de maior consumo e uso mundial na construção civil. Também a sua alta estabilidade térmica, durabilidade e dispersabilidade. Buscam-se assim estudar e buscar compreender a microestrutura complexa e heterogênea do concreto colorido e quais influências será provocado na incorporação do pigmento na massa, onde investigam se o pigmento acopla nos vazios presentes entre os agregados e a estrutura da hidratação do cimento, ou até mesmo quem sabe melhorar, na própria estrutura da hidratação e se isto pode gerar melhor empacotamento teórico. Montado um programa experimental composto por 6 (seis) teores de pigmento (0%, 3%, 5%, 7%, 9% e 12%) visando ensaiar, comparar e verificar as mudanças na trabalhabilidade, na resistência mecânica a compressão e verificar a variação de descontinuidade interna no concreto pigmentado através dos ensaios de ultrassom. Por microscopia, também será buscado verificar quais os locais que se alojam o pigmento na estrutura no compósito cimentício. Pretendem-se desta maneira verificar se poderão ampliar com mais propriedade o uso do concreto colorido na sua aplicação não apenas em pisos (blocos intertravados, pisos industriais, concreto estampado decorativo, etc.) e em peças pré-moldadas (vasos, placas cimentícias, telhas, blocos, etc.), mas também sua aplicação em grandes estruturas estuda-se mais e melhor as características do concreto pigmentado e as nuances frente ao concreto convencional.