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By Robert M. Doerr

The purpose of the investigation was to determine the oxidation behavior of selected tungsten-cobalt alloys. Specimens of Wand W-Co containing 0.7, 1.7, 3.4, and 9.7 weight-percent Co were subjected to pure 02 at 1,000° and 1,100° K, and specimens of W-Co containing 29.8 weight-percent Co, at 1,100° K. Reaction kinetics were determined volumetrically. For specimens other than those containing 29.8 percent Co, the reactions proceeded at about a constant rate at either temperature, indicating the formation of a scale of constant protectivity; the reaction rates were essentially independent of the Co concentration. The scales on these alloy specimens consisted principally of WO3 and CoWO4. Specimens of a 29.8 weight-percent Co alloy, consisting primarily of the W6CO7 phase, oxidized with only slight deviations from the parabolic rate law at 1,100° K. The protective scale on these specimens consisted chiefly of Co3O4, CoW04, and W1 8°49; Co3O4 was outermost, and the W18O49 was adjacent to the alloy. The results suggest that the Co-rich outer scale inhibited the inward transport of 0 to an extent sufficient to greatly limit the amount of the nonprotective WO3 formed, so that protective W18O49 formed instead.

Jan 1, 1967

By M. H. B. Nasseri

Barre granite?s samples have been tested for fracture toughness under mode I along two different directions with respect to microstructural fabrics were investigated. 3D objects counter algorithm technique is applied on micro CT images to identify physical properties such as crack induced porosity, crack density, generated total surface area and contribution of individual mineral grains within the damaged zone.The result obtained justifies very well the fracture toughness anisotropy in Barre granite, and explains the difference in the structure of the damage zone evolving as a result of test crack interacting with pre-existing microstructural fabrics. The present study has potential application in the fields of rock mass stability, oil reservoir stimulation, rock fragmentation and damage in blasting and emplacement of dykes.

May 1, 2009

By Gabriel Lenna do Nascimento

O objetivo deste trabalho é apresentar uma sistemática para a melhoria contínua do desempenho energético da Indústria de Metais. Trata-se de uma abordagem apoiada na norma ISO 50001 e em uma plataforma de TI e Automação chamada Energy Management System (EMS). A plataforma EMS se baseia na norma com o propósito de permitir que organizações definam processos para a melhoria do seu desempenho energético. O trabalho visa também apresentar o grau de aderência entre a norma e a plataforma EMS, assim como os principais ganhos a serem obtidos pelas empresas com a adoção da solução EMS.

Sep 25, 2017

By Anderson Rosa Pereira

O trabalho visa apresentar dois tipos de equipamentos para medição on-line de camada de óleo em superfícies de chapas e placas. O equipamento é denominado SOLID® (Surface Oil Layer Inline Determination) e tem como aplicação típica laminadores, processadores de tiras e qualquer outro tipo de linha onde algum tipo de óleo ou cera é aplicado na superfície do material. O equipamento realiza medição on-line com o material em produção e determina a camada de óleo ou cera em toda a largura e comprimento do material, permitindo ao cliente monitorar com precisão a aplicação deste produto.

Oct 30, 2017

By S. C. Rhoads

The Bureau of Mines is investigating low-chromium alloy substitutes for type 304 stainless steel (type 304 SS). The purpose of the research is to reduce the chromium content in austenitic stainless steels used for corrosion-resistant applications. Nine Fe-9Cr-12Ni alloys containing additions of 0 to 5 pct Mo, 0 to 2 pct V, and 0 to 2 pct Cu were selected for evaluation. All of the experimental alloys containing 5 pct Mo and an alloy containing 2Mo-2V-2Cu possessed structure and tensile strengths similar to those of type 304 SSe Alloys containing SMo-2V and SMo-2V-2Cu had ac-ceptable welding properties as measured by the Varestraint test. Alloys containing at least 2 pct Mo had cQrrosion resistance comparable to that of type 304 SS in solutions of nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, and citric acid. In chlorides, all the experimental alloys were susceptible to localized corrosion and stress corrosion cracking similar to that of type 304 SSe The corrosion properties were established by weight-loss tests, electrochemical polarization tests, and stress-corrosion cracking tests. An Fe-9Cr-12Ni-SMo-2V alloy and an Fe-9Cr-12Ni-SMo-2V-2Cu alloy had a combination of welding properties, tensile properties, and corrosion resistances that were most comparable to those of 304 SS.

Jan 1, 1984

By Lucas Kling e Silva

A deformação plástica de aços acompanha mudanças irreversíveis da microestrutura, que podem ser consideradas como o estágio inicial do processo de fratura. No entanto, detectar, monitorar e avaliar previamente, estados de dano e pequenos defeitos, de forma não destrutiva, ainda se mostra desafiador. Dubov reportou o fenômeno do surgimento espontâneo de fracos campos magnéticos em aços estruturais ferríticos em oleodutos, que são originados devido a tensões mecânicas heterogêneas ou térmicas. Esta observação não é associada com transformações de fase induzidas por deformação e parece ser uma ferramenta promissora para a caracterização prévia de danos em aços ferromagnéticos. Para proporcionar uma melhor compreensão das bases físicas deste processo, foram observadas as microestruturas magnéticas de tais materiais e as mudanças ocorridas nos domínios magnéticos dos mesmos após sofrerem deformação plástica. Para isto foi utilizado um meio de solução coloidal com partículas paramagnéticas na escala nanométrica (ferrofluido) que proporcionou, através da técnica Bitter, observar não apenas uma mudança de tamanho dos domínios magnéticos do material, mas também modificações em sua morfologia. Foram estudados neste trabalho aços ferríticos com as respectivas concentrações de carbono em sua composição: 0,12%; 0,17% e 0,45%.

Aug 16, 2017

By Roney Eduardo Lino

Melhorar a qualidade dos aços e dos processos tem sido uma rotina dos engenheiros metalurgistas e das siderúrgicas em um mercado que exige produtos com qualidade e preço competitivos. No processo de refino dos aços são feitos os ajustes de composição química e temperatura, além das modificações inclusionárias necessárias às características de qualidade dos produtos e as exigências para uma perfeita lingotabilidade. O processo de solidificação mais comum é o lingotamento contínuo, onde a continuidade de fluxo de aço líquido através das válvulas é assegurada através da temperatura adequada e presença de inclusões no estado líquido nas temperaturas de lingotamento. Neste trabalho foram utilizados os softwares Thermocalc e CEQCSI com o objetivo de avaliar o efeito dos elementos químicos carbono, silício e enxofre na janela de lingotabilidade de diagramas de fases alumínio vs cálcio. Os softwares se mostraram bastante apropriados e eficazes neste estudo, e os resultados indicam que os elementos estudados afetam diretamente a posição da janela de lingotabilidade dos aços carbono. A análise de amostra de tarugo de um aço 0,2%C via MEV mostrou que há grande heterogenidade de inclusões no aço acalmado ao alumínio e tratado com cálcio.

Aug 8, 2018

By David E. Thompson, Andrew F. McKown, Herbert H. Einstein, Amr S. Azzouz

INTRODUCTION Design of supports for underground chambers in rock has undergone considerable development. This becomes evident when comparing support dimensions of subway station caverns built in the U.S. over the past fifteen years. The Porter Square Station cavern, which is a part of the Massachusetts Bay Transportation Authority (MBTA) Red Line extension, is the latest in this series. It is approximately 168 m (550 ft) long, 21 m (70 ft) wide, and 14 m (45 ft) high, and has a permanent support of light steel ribs imbedded in a 0.4 m nominal (15 in) shotcrete lining. An extensive construction control instrumentation program made it possible to evaluate the performance of the cavern and its support. This evaluation, which is presented in this paper, was the objective of a research project sponsored by the Urban Mass Transportation Administration (UMTA) and jointly conducted by Haley and Aldrich, and MIT. The actually used design procedure was compared with other approaches, notably procedures based on Finite Element analyses and empirical rock mass classification methods. Support dimensions predicted with all these approaches were compared to the actual support and its performance.

Jan 1, 1983

By Paulo Paranhos Gonçalves Filho

O trabalho apresenta as etapas e resultados obtidos através do projeto de adequação da iluminação de Usinas de Pelotização da VALE no Complexo de Tubarão em Vitória - Brasil utilizando tecnologia LED (Light Emitting Diode). Foi elaborado um estudo luminotécnico das usinas, assim como levantamento in loco para elaboração do projeto de adequação e substituição das luminárias LED. Houve também um estudo da tecnologia e busca por tipos de luminárias que melhor atenderiam cada área especificamente. Foram feitas medições de potência instalada e iluminância das principais áreas das usinas para posterior comparação com os resultados alcançados. Nas áreas onde a tecnologia LED já foi implantada foi obtida uma redução de 45% em média no consumo de energia elétrica do sistema de iluminação. Verificou-se também um incremento de até 11 vezes no nível de iluminância além da redução das intervenções por parte da manutenção para substituição e/ou melhora da iluminação. A viabilidade da utilização da tecnologia LED foi confirmada pela redução de custo com energia elétrica, redução de manutenção do sistema de iluminação e aumento da iluminância na área com o consequente aumento de segurança no trânsito de pessoas e execução de atividades.

Aug 2, 2018

By Felipe Pereira Finamor

O aumento da razão da carga transportada por eixo tem sido fundamental para redução dos custos do transporte ferroviário, exigindo rodas de maior resistência mecânica, mas com tenacidade assegurada. Uma das estratégias é se adicionar aos aços microadições (< 0,5 % em massa) de nióbio e ou vanádio, os quais, em solução sólida na austenita atrasam sua decomposição em produtos difusionais, elevando a resistência mecânica dos aços. Neste trabalho foram avaliados dois aços com 0,7%C microligados ou não ao nióbio e molibdênio e produzidos pela MWL Brasil para a fabricação de rodas ferroviárias segundo a classe D da AAR (Association of American Railroads). Foram realizados ensaios dilatométricos em regime isotérmico com um dilatômetro Bähr DIL 805A do Laboratório de Transformação de Fases da Escola Politécnica da USP e análises metalográficas por microscopia eletrônica de varredura e microscopia ótica. Observaram-se atrasos na cinética de transformação austenita/perlita através da microadição de nióbio e molibdênio na ordem de 4 vezes, uma diminuição do espaçamento interlamelar da perlita transformada a 600ºC da ordem de 15% e um pequeno aumento da dureza dos produtos de reação no aço microligado.

Aug 16, 2017

By Stênio Cavalier Cabral

O diboreto de titânio (TiB2) é um material cerâmico de alta dureza com uma grande potencialidade de aplicação tecnológica. Neste trabalho, foi empregada uma técnica de processamento em altas pressões e altas temperaturas para produzir compactos de TiB2 com AlN. Os pós utilizados foram misturados manualmente em quantidades de 70%p TiB2 + 30%p AlN. Amostras cilíndricas, com 5 mm de diâmetro e 7 mm de altura, foram processadas durante diferentes intervalos de tempo compreendendo os ciclos de sinterização, cada ciclo de sinterização consistiu em aumento de pressão a aproximadamente 7 GPa a uma temperatura aproximada de 1500°C por um tempo de 180 segundos, para cada ciclo. O número de ciclos variou de 1 a 5. O objetivo do trabalho foi a identificação do efeito da quantidade de ciclos sobre a microestrutura e sobre as propriedades mecânicas dos compactos. Para estas observações foram realizadas analises de Difração de Raios X, Microscopia Confocal a Laser, Microdureza Vickers e ensaio de flexão. Os resultados obtidos apresentam perspectiva de utilização do processamento em alta pressão e alta temperatura para produção de compactos de alta qualidade como o TiB2- AlN.

Aug 16, 2017

By Luiza Pessoa Moreira

Dois tipos diferentes de aços eutetóides são usados atualmente na construção das estradas de ferro no Brasil. Os trilhos são classificados como Premium ou Standard de acordo com a presença de certos elementos de liga e da realização de tratamento térmico no boleto do trilho. Este trabalho caracteriza a microestrutura, e determina a tenacidade à fratura de cinco desses aços (quatro Premium e um Standard), provenientes de diferentes países. A microestrutura foi avaliada por microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). Tamanho de grão e espaçamento interlamelar da perlita foram medidos. Além disso, foram realizados ensaios de tração e de tenacidade à fratura via mecânica de fratura elástica linear (KIC). A metalografia mostrou a presença de perlita fina em todos os aços, com uma distribuição normal de inclusões. Por outro lado, os ensaios mecânicos demonstraram que existe uma diferença significativa de comportamento entre os aços. Os aspectos da microestrutura avaliados foram correlacionados com os resultados de tenacidade à fratura, a fim de mostrar o efeito da microestrutura no comportamento mecânico do aço e tornar possível uma seleção adequada do aço para aplicação na via permanente.

Aug 16, 2017

By Luciano Gianizeli Rodrigues

Este trabalho estuda a obtenção da fase S livre de precipitados, a partir da nitretação a plasma de pós de aço inoxidável austenítico 316, e analisa a variação do parâmetro de rede (aS) em função das diferentes condições de tempo e temperatura de tratamento. Os pós com granulometria entre 38 e 54 ?m foram nitretados em reator a plasma pulsado DC, sob atmosferas de 80%N2 e 20%H2, pressões de 400 Pa, por tempos de 1 a 9 h, e temperaturas de 420, 450 e 470ºC. Os resultados mostram que para a temperatura de 420ºC o parâmetro de rede (aS) aumenta continuamente com o tempo de tratamento, atingindo a máxima expansão (8,5%). Com o aumento da temperatura e do tempo de tratamento, verificou-se um recuo em aS associado à perda de nitrogênio e conseqüente formação de nitretos. É possível obter na temperatura 420ºC após 9 h cerca de 37% de fase S livre de precipitados, o que mostra a necessidade de realização de experimentos adicionais ou do desenvolvimento de métodos de separação das partículas nitretadas das não nitretadas.

Aug 8, 2018

By Anderson Azevedo Agra

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

Aug 16, 2017

By Victor Caso Moreira

As propriedades mecânicas de tubos de cobre ligado ao fósforo (liga UNS C12200 – cobre DHP) são importantes para sua aplicação nos produtos finais, em que processos de expansão e dobra são fundamentais. Três grupos de amostras obtidas por extrusão e trefilação (deformação a frio de 80%) e com diferentes níveis de impurezas (184 ppm a 319 ppm) foram submetidos a tratamento de recozimento e tiveram suas propriedades mecânicas e microestrutura analisadas. Os resultados obtidos nesse trabalho mostram que as propriedades do material variam com o teor de impurezas, devido aos mecanismos de endurecimento por solução sólida e por redução de tamanho de grão. Os resultados são mais pronunciados sobre o limite de escoamento e de resistência à tração. Em termos de alongamento, observa-se que a homogeneidade microestrutural é determinante e tem relação com o teor de impurezas, possivelmente devido à ocorrência de recristalização secundária por flutuações de composição química. O aumento do teor de impurezas parece aumentar a temperatura de recristalização do material, diminuindo o tamanho de grão resultante do recozimento, o que confirma os dados da literatura para o cobre eletrolítico.

Aug 7, 2018

By Hideharu Fukunaga, Jin Pan

"The recognition of Metal Matrix Composites (MMCs) as a means of providing high specific strength, high specific stiffness, excellent wear resistance, low thermal expansion and improved high temperature properties has led to a number of new processing, not previously used for plastic and ceramic matrix composites. As a primary fabricating process, the liquid methods are the major ones, which are reviewed briefly from the view of processing terminology. One of them, squeeze casting process is the most traditional and well-developed, because it is rapid, versatile and near-net shape production of materials. Two of new squeeze casting processes are presented to offer the hardness· controlled MMC and the· functionally graded MMCs as well as a newly developed whisker preform.I .IntroductionA large number of liquid processes and techniques including semi-solid liquid process are proposed. The most primitive process is ''pressure infiltration casting” of liquid metal into the fiber preform. It is called as follows depending on pressure and its source squeeze casting (1-4) by hydraulic ram, gas pressure infiltration casting (5, 6), vacuum infiltration, centrifugal casting (7), Lorentz-force-driven infiltration (8). The pressurizing on the liquid metal requests a large and stiff equipment, so pressureless infiltration technique has been developed using K2ZrF6 flux (9,10) while the mechanical properties are not high enough, and using H2 gas with Mg alloying element called pressureless infiltration casting (11-13), spontaneous infiltration process (14) and PRIMEX (15). In those processes, no severe reaction occurred between the reinforcement and matrix molten metal. In early l 990's, the reactive processing with pressure or without pressure, in which one material is totally transformed into another of the required shape, eq. assisted oxidation, has been developed, called reaction squeeze casting (16,17), DIMOX (18) reactive infiltration casting (19,20), and in-situ process (21,22). Die casting of SiCp/Al alloy (23,24) and thixocasting of SiCp/Mg alloy (25) are also applied to produce the machine component of MMCs."

Jan 1, 2000

By Francis X. Cannaday

Equipment and techniques were developed with Bureau of Mines facilities for measurement in the laboratory of sonic shear wave velocity in variously shaped rock specimens in a wide range of sizes. A variety of rock types was tested. The shear wave front is produced by electronically excited, piezo-electric ceramic) disk-shaped transducers. Transmitter and receiver are interchangeable. Special equipment components were Bureau produced; other components were commercially available. The equipment permits quick measurement of shear wave velocity on variously shaped specimens with a minimum of specimen preparation. The technique, under favorable conditions, allows for determination of the moment of arrival of the shear wave when it is superimposed on a weak longitudinal wave.

Jan 1, 1968

By D. Su

This paper presents the details and results of a preliminary investigation into the response of borehole pressure cells (BPCs) in soft coal. Two parallel approaches, laboratory calibration and nonlinear finite element simulation, were adopted for deter- mining the BPC K-factor, which was defined as the ratio of cell pressure change to the corresponding change in external pressure. Results from both the laboratory calibration and the nonlinear finite element simulation revealed a nonlinear response of cell internal fluid pressure to external loading. The K-fact& also is shown to increase with increasing setting pressure and decreasing medium modulus. -Depending on the setting pressure, the K-factor for coal having a Young&apos;s modulus of 1.6 x lo5 psi ranges from nearly 1.2 at 2,000 psi of external pressure to 1.485 at 8,400 psi of external pressure. The improved under- standing of BPC behavior leads to the more accurate calculation of BPC K-factor in coal which significantly improves the correlation between pillar pressures measured in underground coal mines and those predicted by nonlinear finite element simulations of these pillars.

Jan 1, 1990

By F. R. Camisani-Calzolari

Surface defects on continuously cast slabs require treatment by grinding. This extra phase in the process causes lower throughput of final product and extra energy costs. The elimination of slab treatment after casting implies that slabs can be direct rolled or hot charged, resulting in higher throughput and lower energy costs. To increase the number of slabs that can be direct rolled or hot charged, defects have to be predicted before a slab has completed the casting process. Transversal and longitudinal cracking, casting powder entrapment and other inclusions, bleeders, deep and uneven oscillation marks, stop marks and depressions are the defects thatare considered for prediction. A structure with two models is proposed. The first model describes the effect of mould level, water inlet temperature and casting speed (MV?manipulated variables) on 38 thermocouple temperatures (IV?intermediate variable). Casting speed is a manipulated variable while mould level and water inlet temperature are treated as measured disturbances. This model is known as the MV to IV model, and is used to control the occurrence of defects. The second model describes the effect of the thermocouple temperatures on the defects at different positions and locations on the slabs (OV?output variables). This model is known as the IV to OV model and is the predictor of defects. The models are determined using time-series methods in the form of auto regression with exogenous input using data of approximately 500 slabs cast over a period of 6 months. The models are validated using plant data from 44 slabs gathered three years later, with good results. As an example, published results give a sensitivity and specificity of 61.5 per cent and 75 per cent respectively for longitudinal cracks on validation data, while the presented method gives 63.6 per cent and 93.5 percent, respectively. The IV to OV model is used in an inversion to determine the optimal thermocouple temperatures for each slab width. Keywords: Continuous casting, model, defect, prediction, direct rolling, hot charging, goodness-of-fit, correlation, time-series, soft sensor, ARX.

Jan 1, 2003

By L. B. Berger

Studies showing the effect of mixing hot exhaust gases with tie intake air of a four-stroke-cycle Diesel engine are described. The results indicate a marked increase in carbon monoxide in tip exhaust gases, a decrease in oxides of nitrogen, and no significant effect on aldehydes. The increase in carbon monoxide was greater at higher fuel-air ratios and was caused partly by the increase in fuel-air ratio end partly by the decrease in oxygen concentration resulting when exhaust has was added. The application of these results to the use of Diesel engines underground is considered.

Jan 1, 1940