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By Rafael Fernandes Reis, Leonardo José Silva de Oliveira, Rodrigo Seara Martins

Alterações na cristalização dos pós fluxantes durante o processo, devido variações de composição química pelas reações metalúrgicas na interface metal/escória ou pela incorporação de compostos exógenos, afetam o fluxo de calor no molde de lingotamento contínuo. Um dos compostos importantes é o ZrO2, proveniente do desgaste da válvula submersa. A proposta do trabalho foi investigar o efeito deste composto, utilizando simulação laboratorial, na cristalização do pó fluxante e no fluxo de calor do molde. Os resultados demonstraram que quando há o incremento do teor de ZrO2 o fluxo de calor na região do menisco também se eleva. Tal efeito é crítico para formação de defeitos, uma vez que a região do menisco é crucial para a solidificação inicial do aço.

Oct 1, 2019

By Aline Silva Magalhães

Os aços com médio teor manganês são uma classe da terceira geração de aços avançados de alta resistência (AHSS), combinam propriedades mecânicas como ductilidade e resistência mecânica e são assistidos pelo efeito TRIP, características determinantes para sua aplicação na indústria automobilística. Convencionalmente, tais ligas são produzidas por meio de laminação a quente e a frio, seguidas de recozimento intercrítico. No entanto, o trabalho a morno têm ganhado interesse com o intuito de reduzir custos e tempo operacionais. O objetivo deste trabalho foi comparar a influência da laminação a quente e a morno por meio de análises de microscopia óptica, eletrônica de varredura, difração de raios x, microdureza Vickers e técnicas de EBSD em um aço 8Mn- 0,08C. Observou-se uma microestrutura mais refinada e deformada no material laminado a morno com um maior percentual de austenita retida, o que derivou uma menor dureza. Na amostra laminada a quente, o valor médio de dureza evidenciou uma microestrutura martensítica de baixo teor de carbono. Em relação à textura verificou-se uma maior intensidade de componentes da fibra a na amostra laminada a morno devido a um maior grau de encruamento neste processamento termomecânico.

Aug 17, 2017

By Thiago Pinto Silva

Este estudo teve como objetivo investigar o efeito da substituição da dolomita por magnesita como fonte de MgO no processo de sinterização. Em testes realizados em escala piloto, observou-se que a utilização de magnesita eleva a resistência mecânica do sínter. A diferença de resistência foi decorrente da formação de uma solução sólida entre magnésio e ferro durante a sinterização. No caso da dolomita, que é fonte tanto de cálcio quanto de magnésio, a solução sólida Mg-Fe promove o encapsulamento do cálcio no seu interior, o que dificulta a formação das fases mineralógicas que promovem o endurecimento do sínter. Assim, a participação do cálcio na formação das fases ligantes é inibida, limitando a resistência mecânica obtida. A magnesita, por sua vez, não apresenta cálcio em sua constituição, sendo esse elemento adicionado via calcário. Dessa forma, o efeito do encapsulamento do cálcio não ocorre, havendo grande disponibilidade desse elemento para a formação de fases ligantes, permitindo a obtenção de níveis mais elevados de resistência mecânica do sínter. Portanto, a substituição da dolomita pela magnesita mostrou-se viável, desde que a granulometria seja similar à da dolomita, com grande potencial de melhora produtiva da sinterização industrial.

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 Luis Bernardo Varela Jiménez

Amostras de aço inoxidável UNSS31803 duplex foram nitretadas sob plasma em atmosfera gasosa de 75% de nitrogênio e 25% de hidrogênio em temperatura de 400°C durante 20 horas. A microestrutura do material como recebido apresentava cordões de ferrita e austenita, alinhados no sentido da laminação, com aproximadamente 50% de cada uma das fases. A caracterização microestrutural foi feita por microscopia óptica, difração de raios X, MEV e EBSD. As propriedades mecânicas e tribológicas das superfícies tratadas foram avaliadas utilizando ensaios de microdureza e esclerometria linear instrumentada. As camadas obtidas na nitretação a plasma em baixa temperatura (LTPN) eram constituídas por ferrita expandida (aN) e austenita expandida (?N), com durezas de 1509 HV e de 1362 HV, respectivamente. Os ensaios de esclerometria linear mostraram que, num primeiro estágio, o indentador se movimenta sobre a camada nitretada, promovendo deformação plástica nas bordas do sulco, denotando a possibilidade de movimentação de discordância nas fases expandidas da camada nitretada. O coeficiente de atrito medido durante esse estágio ficou estável em torno de 0,05. Ao final do primeiro estágio houve início de formação de microtrincas, aumentando o coeficiente de atrito aparente. A transição para o 2º estágio ocorre com formação de microtrincas cuja densidade aumenta com o aumento da profundidade de risco. Nesse estágio o coeficiente de atrito cresce linearmente com o tempo e profundidade de risco, o número de microtrincas cresce e as microtrincas observadas são predominantemente transgranulares, típicas de falha coesiva da camada. Foram observadas, também, microtrincas intergranulares que causam o destacamento individual de pequenos grãos de ferrita e/ou austenita expandida. No terceiro estágio de riscamento o coeficiente de atrito aparente tende a se estabilizar em torno de 0,16. O ensaio de esclerometria linear realizado no aço como recebido apresenta coeficiente de atrito sempre crescente até atingir um valor em torno de 0,21.

Aug 8, 2018

By André Caetano Melado

Neste trabalho foi avaliada a influência da porcentagem de austenita retida nas propriedades mecânicas de um ferro fundido nodular submetido ao processo de Têmpera e Partição (T&P). O tratamento térmico consiste do aquecimento do material à 880ºC por um tempo de encharque de 2h para completa austenitização, seguida de têmpera em óleo até a temperatura de 170ºC, intermediária às temperaturas Ms e Mf, para formação de uma quantidade controlada de martensita atérmica. Em seguida, o material foi reaquecido até 375ºC (tratamento de partição) por diferentes tempos (15, 60 e 120 minutos), sendo subsequentemente resfriado ao ar até a temperatura ambiente. Foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) para a caracterização microestrutural do material obtido. Ensaios de tração e impacto (Charpy) foram realizados para obtenção das propriedades mecânicas do material. Para longos tempos de partição, foi verificada uma diminuição na fração volumétrica de austenita. Com a diminuição da porcentagem de austenita retida observou-se uma diminuição nas propriedades como alongamento e resistência ao impacto do material.

Aug 16, 2017

By Breno Totti Maia

Os convertedores BOF, em função das condições operacionais e mesmo de sua localização, sofrem variações de parâmetros cujos seus efeitos sobre o metal líquido nem sempre são considerados. O presente trabalho investigou dois aspectos: a pressão ambiente no interior do convertedor e a temperatura do oxigênio no reservatório estagnante. Os resultados mostram que a temperatura de oxigênio apesar de alterar as propriedades de saída desse gás tem pouca influência na penetração de jato. Já a pressão ambiente do BOF tem grande influência na penetração de jato, e leva um dilema nos dimensionais de bocais de lança relativo aos jatos subexpandidos e sobrexpandidos.

Aug 17, 2017

By Tamara Caroline Guimarães Vilela

Neste trabalho foi avaliado o comportamento de propagação de trinca por fadiga de cinco aços utilizados na fabricação de trilhos empregados na construção e manutenção de vias permanentes brasileiras, por meio da realização de ensaios de propagação de trinca por fadiga (da/dN x ?K), utilizando-se a razão de tensões de carregamento R = 0,7 e comparação com os resultados obtidos com R = 0,1. Vários modelos de previsão do comportamento em fadiga foram avaliados. Observou-se a influência de R nos valores mais próximos ao limiar ?KTH, com diminuição considerável no valor de ?KTH para R = 0,7. Dentre os modelos matemáticos usados no ajuste das curvas sigmoidais da/dN x ?K, o que forneceu melhor ajuste foi o ajuste de Hartman e Schijve. O parâmetro K? proposto por Kujawski reduziu os efeitos de R na tentativa de unificar os dados em uma única e estreita banda de dispersão, porém, na Região I da curva, os dados ainda ficaram bastante dispersos.

Aug 17, 2017

By Paulo Rogério Minatto

A corrosão provocada pelo CO2 associada ao tipo de escoamento é uma das mais agressivas ao aço de baixo carbono o API X65. O petróleo extraído do pré-sal de baixa profundidade apresenta maior concentração de CO2 podendo aumentar os pontos de corrosão nos equipamento e nas tubulações. O dióxido de carbono sendo um óxido ácido em contato com a água forma o ácido carbônico que reage com o metal formando camadas protetoras de óxidos ou de carbonatos. Essas camadas que ficam entre o metal e o fluído tendem em alguns casos atuarem como protetoras, mas à medida que aumenta a intensidade do fluxo essas camadas podem ser rompidas formando novos pontos de corrosão. As indústrias petroquímicas estão investindo em novos processos de perfuração e no desenvolvimento de novas ligas metálicas que possam conter a corrosão provocada pelo CO2 nos equipamento e nas tubulações que transportam o petróleo e seus derivados. Este trabalho tem por objetivo caracterizar a taxa de corrosão por CO2 em condições de fluxo do aço API X65, nas condições normais de temperatura e pressão, utilizando uma bancada de ensaio dinâmico (loop). Mantendo a concentração constante de CO2 em solução aquosa de NaCl 1% foi monitorado o pH, a temperatura e a concentração de íons ferrosos na solução. A taxa de corrosão foi determinada pela perda de massa, estabelecida após os ensaios. Como conclusão observou-se que CO2 provocou uma maior perda de massa para as amostra com maior rugosidade.

Aug 16, 2017

By Ycaro Jorge Maia da Costa

O desenvolvimento de estruturas com dimensionamento confiável requer o monitoramento de seus materiais, entretanto alguns processos de fabricação muitas vezes induzem modificações em seu comportamento mecânico. Isso faz com que as estruturas sejam menos confiáveis podendo causar redução da vida útil. Um dos processos onde isso acontece é a soldagem. Seu aporte térmico, modifica a microestrutura do material de tal forma a gerar três regiões mecanicamente distintas na junta soldada: Metal de Solda (MS), Zona Afetada pelo Calor (ZAC) e Metal de Base (MB), fazendo com que haja concentração de tensão na região afetada. Este trabalho se deteve em analisar o comportamento mecânico de uma junta soldada de aço inoxidável AISI 304 em comparação com o mesmo material não-soldado através da identificação dos gradientes de deformação, utilizando da Correlação Digital de Imagens (CDI) aplicada ao ensaio de tração. Os resultados provaram a capacidade da técnica de CDI em identificar campos de deformação mesmo em materiais anisotrópicos, como uma junta soldada.

Aug 17, 2017

By Edwan Anderson Ariza Echeverri

O processo de estampagem a quente também conhecido como press hardening, é um dos métodos mais utilizados atualmente pela indústria automobilística para produzir aços de alta e ultra alta resistência. Esse processo é principalmente usado em peças relacionadas à segurança passiva e à resistência ao impacto, tais como pára-choques e barras de proteção laterais. O uso desse processo aumenta a segurança dos passageiros e reduz o peço do veículo e, portanto, o consumo de combustível. No presente estudo, amostras de aço ao boro foram deformadas a quente, não isotermicamente, a 850ºC e 750ºC em 30% a uma taxa de 0,5s-1. As microestruturas obtidas após deformação a 850ºC foram quase totalmente martensíticas, diferente das amostras deformadas a 750ºC, onde houve uma diminuição da fração volumétrica de martensita e um aumento da fração volumétrica de ferrita. Portanto, a deformação aplicada a 750ºC resultou em uma diminuição dos valores de microdureza. Desta forma, tornou-se possível investigar a influência da deformação em alta temperatura na transformação martensítica, na fração volumétrica de ferrita e nos resultados de microdureza.

Aug 16, 2017

By Lóren Kelly de Paula Inácio, Witor Wolf, Renata de Oliveira Melo, Dagoberto Brandão Santos, Graziele Gianini Braga Maria, Nayara Aparecida Lopes Viana

Os aços inoxidáveis duplex combinam as propriedades mecânicas da ferrita com a resistência à corrosão da austenita. Quando submetido a tratamentos térmicos, pode haver precipitação de fases secundárias que prejudicam a resistência mecânica e à corrosão. O objetivo desse trabalho é avaliar a ocorrência de fases secundárias em um aço inoxidável duplex 2205 de grão ultrafino laminado a frio e submetido a temperaturas de recozimento de 600°C a 950°C por diferentes tempos (300-86400 s). Para identificação e quantificação das fases, foram utilizados microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados e difração de raios-x. As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaios de tração e teste de microdureza Vickers. A presença de fase  e  foi observada junto ao carboneto de cromo, M23C6. A fase  foi confirmada apenas depois do tratamento à 800°C. De modo geral, o aumento do tempo de recozimento leva à uma maior precipitação das fases secundárias. À medida que a precipitação ocorreu, houve aumento da fração volumétrica de austenita e redução da fração de ferrita. Embora a resistência mecânica tenha aumentado, no geral, as propriedades mecânicas, como ductilidade, são prejudicadas pela precipitação.

Oct 5, 2019

By Graziele Gianini Braga Maria

O aço inoxidável duplex combina as propriedades mecânicas da ferrita à resistência à corrosão da austenita, sendo muito utilizado em aplicações industriais que requerem um bom desempenho quanto a essas propriedades. Quando esse aço é submetido a ciclos térmicos, fases secundárias podem se precipitar, o que causa a deterioração de suas propriedades. Dentre as fases que podem surgir, a fase sigma é a de maior relevância. O presente trabalho tem como objetivo avaliar e quantificar a precipitação da fase sigma quando o aço duplex UNS 31803 é submetido ao recozimento em diferentes temperaturas. Para essa análise foram utilizados a microscopia óptica e eletrônica, difração por elétrons retroespalhados, difração de raios - X, e espectometria de raios - X por dispersão em energia. Observou - se a presença da fase sigma em três das quatro condições adotadas no trabalho. A presença mais acentuada da fase foi observada na condição em que a velocidade de precipitação é máxima.

Aug 17, 2017

By Julio Cezar de Sousa Zorzi

Aços com teor de Mn entre 15% e 30% apresentam ductilidade excepcionalmente alta para sua elevada resistência mecânica, devido à ocorrência de transformação de fases (efeito TRIP) e/ou à formação de maclas de deformação (efeito TWIP) na microestrutura predominantemente austenítica. A adição de Mn ajuda a manter a austenita até a temperatura ambiente, evitando a sua decomposição após o recozimento aplicado depois da laminação a frio. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da temperatura de recozimento na microestrutura e nos valores de propriedades mecânicas de um aço com 17% de Mn, por meio de simulações piloto das etapas de processamento industrial utilizando dilatômetro e simulador termomecânico do Centro de Pesquisa da Usiminas. Observou-se que o aumento na temperatura de encharque durante o ciclo térmico de recozimento contínuo promoveu a reversão completa da martensita a’ para austenita. Além disso, a alteração desse parâmetro praticamente não afetou o limite de resistência e o alongamento total do aço, embora tenha reduzido significativamente o limite de escoamento.

Jul 30, 2018

By Bruna Helena Malovini Loiola

Os aços ligados ao níquel especificados pela norma ASTM A 522 são utilizados na fabricação de válvulas, flanges e conexões de tubos, na indústria automotiva, na construção civil e na área naval. Na indústria de petróleo e gás, o material requer desempenho adequado para resistir às altas pressões, ao ambiente corrosivo e à abrasão. Considerando os efeitos do desgaste nas válvulas e flanges, este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da temperatura de revenimento na microestrutura e dureza do aço. Amostras submetidas à têmpera a 860°C e ao revenimento na faixa de 380 a 630°C proporcionaram resultados que mostram uma microestrutura predominante de bainita após têmpera e redução da dureza com o aumento da temperatura de revenimento devido ao alívio de tensão.

Aug 17, 2017

By Guilherme Bougleux Michelin Assunção

O projeto visa o estudo da reatividade e da resistência do coque, combustível tradicionalmente utilizado na siderurgia, relacionando às diversas condições presentes no alto-forno. Para a realização da pesquisa, foram utilizadas amostras de coque de uma empresa siderúrgica nacional. O coque foi analisado através dos ensaios Coke Reactivity Index (CRI) e Coke Strength After Reaction (CSR) no Laboratório de Processos Metalúrgicos da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Os testes foram realizados em tempos e temperaturas pré-determinados para simular as diversas zonas percorridas durante a descida do termo-redutor nos altos-fornos. Os resultados mostraram a viabilidade termodinâmica da gaseificação do coque a partir de 900°C, sendo possível calcular a energia de ativação da reação de Boudouard a 1100°C, e a correlação entre CRI e CSR coque.

Aug 17, 2017

By Aline Silva Magalhães

As elevadas taxas de encruamento nos estágios iniciais de deformação plástica observadas para os aços bifásicos constituem uma das principais características que os habilita para aplicação em componentes estruturais na indústria de automóveis. Neste trabalho foi analisada influência de tratamentos intercríticos com aquecimento em temperaturas diversas, seguido de resfriamento brusco, no comportamento em termos de encruamento de um aço bifásico, por meio de dois métodos distintos de determinação do expoente de encruamento. Observou-se que a elevação da temperatura intercrítica influenciou de modo a reduzir o valor do expoente de encruamento, dado que o aumento da temperatura reflete a elevação do percentual de martensita na microestrutura do aço. Além disso, para as diferentes abordagens aplicadas para o cálculo dos valores de n, verificou-se que por meio da técnica de linearização da curva tensão versus deformação foram obtidos valores superiores do expoente de encruamento quando comparada à abordagem utilizando o critério da estricção.

Aug 17, 2017

By Cristiane Sales Gonçalves

O processo de injeção sob pressão de ligas de alumínio é empregado para a produção de peças diversas, destinadas principalmente à indústria automobilística, com a possibilidade de produzir peças complexas, contendo seções delgadas, e a alta velocidade de produção. O reduzido tempo de ciclo e as elevadas temperaturas envolvidas promovem danos por fadiga térmica na superfície de trabalho das matrizes, que crescem com o aumento da produção até atingirem condições que inviabilizam o uso da matriz. O presente trabalho visou estudar o efeito da nitretação na superfície do material, relacionando-o aos aspectos microestruturais e tensões residuais inseridas durante nitretação. O aço AISI H13, foi tratado para dureza de 45 HRC e posteriormente nitretado sob plasma em diversas condições de temperatura, tempo e composição da atmosfera gasosa. Os resultados obtidos mostraram que as variações dos parâmetros de nitretação afetam os perfis de dureza e de tensões residuais presentes nas camadas nitretadas, bem como os microconstituintes das mesmas. O material nitretado, após ser submetido a temperaturas da ordem de 600°C, apresentou redução no nível de tensões residuais de compressão, ocorrendo processo de alívio de tensões. O mesmo efeito não foi tão fortemente verificado no perfil de dureza do material.

Aug 8, 2018

By Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Mauro Vivaldino Fernandes, Maurício Covcevich Bagatini, Beatriz Fausta Gandra, Adriano Cesar Carvalhido

O combustível com menor granulometria, denominado small, pode ser carregado juntamente com a carga metálica, em substituição ao coque, no intuito de melhorar as condições de permeabilidade do gás e a redutibilidade da carga no alto-forno. Na Usiminas, o equilíbrio na geração e no consumo desse material limita o seu uso em taxas abaixo da média nacional. Nesse sentido, foi avaliado o efeito do coque verde de petróleo (CVP) em substituição ao small coque no consumo de combustível e na estabilidade operacional do alto-forno. Os resultados do teste industrial indicaram a possibilidade de substituição até 45 kg/t gusa, com manutenção do fuel rate, da permeabilidade e da produtividade do alto-forno.

Oct 1, 2019

By Ronie Magno Pinheiro de Souza

A partir do segundo semestre de 2013, iniciou-se um período de maior dispêndio energético para o controle da resistência à compressão da pelota AFXX. A este problema somou-se o desafio de atingir elevados patamares de produção e chegar à produção nominal da usina. Desta forma, foi necessário fazer a partir de um complexo diagnóstico de todas as etapas do processo para encontrar a causa do problema e determinar a melhor forma de contorná-lo. Observou-se uma elevada geração de superfície específica granular somada à dificuldade de obter granulometria (-325#) na moagem, além da elevação da umidade do filter cake. Além disso, observou-se uma considerável elevação do PPC (perda por calcinação) no período, o que explica as constatações anteriores. Os objetivos do trabalho são avaliar os efeitos do aumento do PPC no pellet feed na produção da pelota AFXX e buscar explicação para a queda da resistência à compressão.

Aug 1, 2018