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By Sander Mul, Michael Brandner, Armin Paar

Graphitic HSS roll grades such as ESW’s brand VANIMO can be considered as the latest developments for the last finishing stands in hot strip mills. These roll grades are developed on the basis of the alloying concept of (Carbide Enhanced) Indefinite Chill work roll materials. During the development of VANIMO, the amounts and types of carbide forming elements were increased and adjusted into the direction of cast HSS roll grades. The microstructure of graphitic HSS roll grades therefore consists of tempered martensite, cementite and several different carbide types as well as a well-defined amount of free graphite. The main purpose of graphitic HSS roll grades is to combine the high surface quality of Indefinite Chill alloys as well as the high wear resistance of HSS roll grades. Several systematic steps were taken to increase the wear performance from Carbide-Enhanced Indefinite Chill grades to the more advanced VANIC grade and further on to the highest alloyed roll grade VANIMO. In every development step, the surface quality of the roll grades was carefully monitored. The decision to invest in new testing equipment at ESW’s plant was driven by the wish to see microstructural effects of different alloys in a macroscopic dimension. Usually samples are taken from cast rolls and investigation is done in comparably small areas compared to the total surface of a roll. Rolling of strip is done with the entire barrel, so effects of alloy and microstructure can appear anywhere on the barrel surface. To ensure better understanding and deeper knowledge about influences of alloying trials we decided to install the last version of LRI (Lismar Roll Inspection). LRI includes the latest technology of Eddy Current with an enormous resolution. Depending on the formation of carbide precipitations, carbide network as well as matrix and free graphite, the EC test can detect smallest differences. The possibility to analyze the different results of EC and UT surface wave inspection will be discussed. A few examples of surface effects in the mill application will be discussed and improvement strategies explained.

Oct 1, 2019

By Guilherme Dias da Fonseca

Com base nos modelos analíticos de Johnson e Mehl, Kolmogorov e Avrami (JMAK) e Cahn, no presente trabalho estudou-se via simulação computacional a cinética das transformações de fases no estado sólido. Tais transformações ocorreram numericamente por nucleação e crescimento nas interfaces de poliedros do tipo Ortotetracaidecaedros em um domínio discreto. O intuito da matriz de Ortotetracaidecaedros é aproximar-se das características fenomenológicas de uma rede perfeita de grãos no espaço amostral. Realizaram-se simulações de nucleação com posições aleatórias em toda a matriz (bulk). Em um segundo estudo foram realizadas novas simulações de nucleação aleatoriamente, porém somente nas interfaces dos Ortotetracaidecaedros. A quantidade de núcleos iniciais para cada caso foi definida por processo de ponto de Poisson. A fração volumétrica, a área interfacial entre material transformado e não transformado, a contiguidade e o caminho microestrutural foram os resultados obtidos através das simulações. Tais resultados foram comparados com as equações analíticas. As nucleações com até mil núcleos corroboraram com JMAK e foram ratificados com o comportamento da contiguidade e do caminho microestrutural. Já as nucleações com valores acima de mil núcleos, mostram a presença de clusters, apresentando uma boa concordância com o modelo analítico de Cahn.

Oct 30, 2017

By Noan Tonini SImonassi

A utilização de compósitos de matriz polimérica reforçados com fibras naturais vem assumindo um papel importante no âmbito da engenharia de materiais. O baixo custo, a biodegradabilidade e a redução do peso especifico torna a utilização desse tipo de compósito bastante atrativa. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho da fibra de sisal como reforço do policarbonato visando uso utilização militar, especialmente em proteção balística. Antes da confecção dos corpos de prova, foi realizada a redução no tamanho de partícula do policarbonato e da fibra de sisal através de um moinho de facas, posteriormente dos corpos foram submetidos aos ensaios de tração e flexão.

Oct 30, 2017

By Leandro Rigo Ramos, Marcelo Lucas Pereira Machado, Lumena Gloria de Souza Nunes, Mariana Valinhos Barcelos

The aim of this work was to study the influence of temperature on the grain refining process from severe plastic deformations through the simulation of Accumulative Roll Bonding (ARB) by torsion tests. The assays were performed to simulate the ARB at three different temperatures of 550 ° C, 625 ° C and 700 ° C with 5 torsion cycles with equivalent strain of 0.8 per cycle at a rate of 0.1−1 , totalizing an accumulated deformation of 4.0. Grain refining was obtained with an average size of 2μm, 5μm and 6μm for the temperatures of 550 ° C, 625 ° C and 700 ° C respectively. There was a rise in Vickers hardness by 68%, from 119HV in the annealed sample to 175HV in the deformed sample at 550 ° C. In the deformations at 625 ° C and 700 ° C the value of 130HV E and 150HV respectively was obtained. Based on the obtained results, it can be stated that the severe plastic deformations in microliged steel, carried out at temperatures lower than the end of the austenite-ferrite transformation, produce refined grains of the order of 2μm and, consequently, increase the mechanical strength of the material.

Oct 1, 2019

By Wagner Angelo da Silva

A crescente demanda por energia elétrica nas aeronaves modernas pode ser constatada pelo aumento da potência elétrica gerada a bordo, como exemplo o Boeing 787 produz 1000kVA, 200V trifásico, 400Hz variável contra 240kVA, 200V trifásico, 400Hz fixo produzido pelo Airbus A330, apesar de possuírem aproximadamente as mesmas dimensões. Devido à necessidade de redução de massa de transformadores, a frequência utilizada na geração de eletricidade na aeronave é de 400Hz o que acaba produzindo um aumento das perdas em núcleos de FeSi destes transformadores, principalmente pelo aumento das correntes parasitas no núcleo. Transformadores elétricos com núcleos de ligas amorfas a base de Fe vêm apresentando redução de até 70% das perdas no núcleo quando operados em 50Hz ou 60Hz. Assim, esse estudo visa discutir as vantagens e desvantagens do uso de transformadores elétricos com núcleos de ligas amorfas a base de Fe em aeronaves. Os resultados mostram que, com o desenvolvimento de novas ligas, tal utilização mostra-se viável devido a uma redução de peso de tais transformadores.

Aug 8, 2018

By Luciano Pessanha Moreira, Gabrielle Cristine Lemos Duarte Freitas, Duílio Norberto Ferronatto Leite, Gláucio Soares da Fonseca

Os aços inoxidáveis duplex são conhecidos por sua alta resistência mecânica e alta resistência à corrosão, propriedades que fundamentam sua crescente aplicação em setores químicos e petroquímicos. Tais propriedades estão associadas à microestrutura, que possui frações volumétricas semelhantes de ferrita e austenita, por meio de adições de elementos de liga como Cr, Mo e Ni. Entretanto em processos térmicos a altas temperaturas, este aço pode sofrer alterações microestruturais importantes, onde elementos de liga antes dispostos em solução sólida na matriz dão origem a precipitados intermetálicos, que geralmente são nocivos às propriedades de tenacidade e resistência à corrosão. Este trabalho tem por objetivo o estudo de transformações de fases decorrentes em ciclos não isotérmicos de resfriamento em um aço inoxidável duplex SAF 2205. O experimento contempla uma sequência de quatro ciclos térmicos simulados na Gleeble 3500®. Com o propósito de investigar o processo de precipitação de fases, fez-se o uso da técnica dilatométrica, onde foi possível determinar as temperaturas de transformação de fase nas amostras. Esta informação é validada através dos resultados obtidos no estudo microestrutural via microscopia óptica. Através da correlação entre a fração volumétrica da fase transformada e ensaio de dureza realizado também foi possível garantir a influência das fases encontradas nas propriedades do material.

Oct 14, 2019

By Delciane Porfiro, Tiago de Mattos Serodre, Antônio Eduardo Clark Peres, Valdirene Gonzaga de Resende

The evaluation of the effect of the addition of carbon nanotubes (NTCs) directly to a etheramine on the flotation recovery of the quartz at pH 10.5 was carried out by means of microflotation tests in Hallimond tube. The quartz flotation was evaluated using 0.1% (w/v) etheramine solution with different percentages of carboxylic functionalized NTCs. The increase in the percentage of functionalized NTCs increased the flotation recovery to a maximum and from this it was observed a reduction of the recovery of the mineral. Pure etheramine and etheramine with the NTCs were characterized by FTIR spectroscopy and thermal analysis. FTIR spectra of both pure etheramine and etheramine with NTCs clearly showed peaks with the same wavelengths and diagnostics of the cation etheramine and acetate anion. Thermogravimetry indicated that the etheramine + NTCs-COOH mixture lost approximately the same weight percentage over a larger temperature range. In addition, the interaction of the nanotubes with the etheramine caused them to decompose at a lower temperature.

Oct 3, 2019

By Lucas Xavier Soares de Souza

No contexto de eficiência energética nos setores automobilístico e aeronáutico, a redução de peso em estruturas assume um papel importante. Como alternativa para isso, as espumas metálicas, mais especificamente, as espumas de magnésio e de ligas de magnésio, surgem com grande potencial. Isso se deve, primeiramente, às propriedades desse elemento químico, que é o mais leve entre os metais estruturais. Já a estrutura em forma de espuma aparece como fator capaz de potencializar as propriedades desse elemento. Um dos processos para produção de espumas de magnésio é a metalurgia do pó e uma das etapas desse processo é a compactação dos pós. Busca-se com este trabalho, avaliar a densidade relativa de amostras que foram compactadas a partir da prensagem uniaxial a frio de pós da liga de magnésio AZ91 com hidreto de titânio. Foi verificado que para uma mesma pressão, variando a granulometria da liga AZ91 e a quantidade de hidreto, a variação nas densidades relativas é desprezível. A partir das curvas obtidas nos ensaios de compactação foi possível verificar que na faixa de 130 a 230 MPa ocorreu deformação plástica dos pós de forma gradual e foi possível constatar que a partir de 300MPa não ocorre variação significativa da densidade relativa com o aumento da pressão.

Oct 30, 2017

By Mariana Hellen de Freitas Fonseca

Os produtos feitos de ferro puro contendo Ni expandiram enormemente as aplicações de produtos sinterizados, incluindo a fabricação de peças que suportam altas cargas em automóveis tais como transmissões. Deste modo, este trabalho pretende contribuir com um estudo direcionado à identificação de fases em ligas Fe- Ni-Mo sinterizadas a temperatura de 1.100°C e processadas por moagem de alta energia (MAE), buscando relacionar a variação do percentual do molibdênio (0%, 1% e 2%) e a respectiva dureza da liga sinterizada. O estudo demonstrará as fases presentes pela técnica de difração por raios X (DRX) e o perfil de dureza obtidos após a sinterização. Os resultados mostraram a presença de uma fase estável a (CCC ferrita) e uma fase meta-estável ? (CFC Austenita) com formação de solução sólida de molibdênio na ferrita. O perfil de dureza mostrou que existe uma relação linear entre o % de Mo e a dureza das ligas para os valores utilizados neste estudo.

Aug 16, 2017

By Wilian da Silva Labiapari

Austenitic stainless steels are widely known for their good weldability, excellent mechanical properties for deep drawing and superior corrosion resistance in environments where most of the metals fail. Their uses include many applications subjected to a combination of mechanical and corrosive wear, such as pumps, valves and surgical implants. Although their corrosion resistance has been largely investigated, their resistance to mechanical wear is less studied. In particular, their performance under conditions involving combined corrosive and mechanical wear is not well understood. The aim of this study is to demonstrate the effect of the mechanical component on the electrochemical signal of an anodic polarization curve. A test rig was developed to investigate micro-abrasion-corrosion using a fixed ball configuration. Tests were carried out using stainless steel AISI 304 samples and 25.4 mm zirconia balls as counter bodies. The electrolyte was a 1N H2SO4 solution with SiO2 as abrasive dispersed at the concentration of 10 wt%. The results showed an increase in current density when the counter face roughness and the normal load applied during the tests are increased, evidencing a mechanical influence on the surface activity of this material in a corrosive environment.

Jul 31, 2018

By Pedro Antunes Amaral

Currently there is a constant and essential concern of preserving nature. Over the years the concern with the environment is increasing, new environmental laws are emerging and being applied more rigorously and consequently emerge economic needs and mineral processing practices and other materials. In this sense briquetting becomes an alternative to fine particles agglomeration by means of pressure and or temperature, with the aid or not of a binder, which allows to get a product not only compressed, which presents shape, size, and adequate mechanical properties. The reduction in volume of the material in some cases (beyond the technological benefits) also allows fine materials can be transported and stored more economically, safely and effectively. The production of coke is greater as the content of better coking coal is, thus he low capacity coking coal is not much used in coke ovens. This research aims to demonstrate that briquetting of mineral coals with low coking coal capacity is possible, additionally allows increased coke production, obtaining then a better yield of coke. Basically they take advantage of low price of no coking coals without changing the quality of the coke produced. Anyway, briquetting became a smart alternative to aggregate values, economy and care for the environment.

Oct 30, 2017

By Niédson José da Silva

Ligas com memória de forma (LMF) são materiais ativos que apresentam como característica a resposta a impulsos externos, recuperando deformações aparentemente plásticas. Esses materiais têm forte potencial aplicativo como atuadores termomecânicos em diversos setores industriais, sendo de interesse o aperfeiçoamento de suas propriedades termomecânicas. A conformação mecânica do ECAE (Equal Channel Angular Extrusion) resulta em melhorias quanto às propriedades mecânicas destas ligas. Esta melhoria está relacionada à redução de tamanho de grãos devido ao cisalhamento interno que estes sofrem ao passar pelos canais interceptantes, apesar de não ocorrer nenhuma alteração na área da seção transversal do corpo de prova. Neste trabalho, realizou-se a fabricação de ligas com memória de forma da família NiTi e da matriz para a extrusão em canal angular. A conformação mecânica foi realizada numa máquina de ensaios universal. O resultado desse estudo foi a observação da melhoria das propriedades mecânicas e alteração das temperaturas de transformação, as quais são essenciais para a utilização do efeito de memória de forma. Essa análise se torna relevante quando da aplicação desse tipo de material em situações em que se requer elevada resistência mecânica aliada a eficácia dos fenômenos de memória de forma.

Aug 8, 2018

By Antonio Augusto Gorni

O posicionamento de bobinas a quente com seu eixo na direção horizontal protege suas bordas, mas restringe sua área de apoio sobre o solo. Logo, é inevitável que a bobina sofra algum grau de ovalização pela ação de seu próprio peso, o qual se torna particularmente acentuado em algumas situações, como no caso de aços com médio e alto teor de carbono após bobinamento sob temperaturas relativamente altas. O objetivo desse trabalho foi identificar as possíveis contramedidas para minimizar o grau de ovalização das bobinas a quente. Foi constatado que a ocorrência desse problema é crítica para bobinas mais finas, com maior peso e com menor tensionamento entre as espiras, bem como quando seu bobinamento termina antes da transformação total da austenita, particularmente no caso de aços com alto carbono equivalente. Por outro lado, o posicionamento das bobinas em berços com ângulos otimizados contribui para minimizar a ovalização. A seleção das medidas a ser adotadas para reduzir esse problema deve ser ponderada caso a caso, pois elas podem eventualmente interferir com as características finais do produto solicitadas pelo cliente.

Jul 30, 2018

By Bruna Brito Freitas

O processo de soldagem por fricção é uma técnica recente que vem sendo desenvolvida a fim de melhorar a qualidade das estruturas offshore. Com a finalidade de aperfeiçoar essa técnica é importante estudar as propriedades metalúrgicas do material soldado. Este trabalho tem como objetivo avaliar a tenacidade ao impacto de um aço C-Mn soldado por fricção com pino consumível, conhecido como FHPP (Friction Hydro Pillar Process). Desta forma, no presente estudo o material foi soldado, tratado termicamente, e após avaliado através de análises metalográficas, de microdurezas e ensaios de impacto Charpy. Como resultados foram geradas microestruturas para as diferentes regiões da solda e foram obtidos valores de energia, segundo a norma ASTM E-23. Por fim, conclui-se que o material não processado apresentou uma tenacidade superior a região de interface soldada, devido as diferentes microestruturas geradas no processo.

Aug 16, 2017

By Elaine Carballo Siqueira Corrêa

A busca por redução de peso e maior segurança dos veículos vem impulsionando a obtenção de novos aços de elevado desempenho. Os aços bifásicos vêm sendo desenvolvidos e utilizados devido a sua considerável resistência mecânica e boa conformabilidade. No presente trabalho foram realizados os recozimentos intercríticos direto e contínuo em um aço de composição 0,121%C-0,499%Si-1,58%Mn-0,021%Cr com o objetivo de avaliar os efeitos do tempo e temperatura de intercrítica na dureza da ferrita e do constituinte MA (martensita e austenita retida). A avaliação dos resultados foi realizada por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e ensaios de ultramicrodureza. Foi observada a influência do tempo e da temperatura na morfologia e na quantidade de constituintes formados. Também foram verificados diferentes valores de dureza nos constituintes e ainda em distintas regiões dos grãos de ferrita. Os resultados indicaram maiores durezas para regiões próximas da interface ferrita/martensita e diminuição de dureza do constituinte MA e aumento dos valores na ferrita com a elevação do tempo.

Oct 30, 2017

By Dário Freire Arrais

Atualmente, há uma grande preocupação em criar materiais cada vez mais sustentáveis, dentro desse contexto, encontra-se, o compósito de matriz polimérica adicionado de fibra natural. Dentro dessa classe de fibras, uma das mais utilizadas é a fibra de bambu, a qual apresenta um grande desafio devido a dificuldade para a sua obtenção ultrapassando o comprimento crítico de utilização, que é em média 200 mm. Fibras com essa dimensão são consideradas longas, sendo utilizadas principalmente para a confecção de compósitos como carga de reforço dentro da matriz. Logo, é de fundamental importância determinar métodos simples de obtenção das fibras para se obter melhores resultados diante da finalidade do compósito. Esse trabalho visa apresentar de forma clara processos mecânicos e químicos para se obter fibras de bambu curtas, particuladas e longas, apresentando o seu potencial mecânico através de ensaios mecânicos. Ao realizar ensaios químicos e mecânicos, os procedimentos que apresentaram melhores resultados em relação a fibra ensaiada natural foram a mercerização a 5% de NaOH em solução aquosa e acetilação por uma hora a 100ºC.

Aug 16, 2017

By Jorge Alberto Soares Tenório, Denise Crocce Romano Espinosa, Beatriz Peralta Oruê

Manganese, a toxic mineral, related to manganism may have high added value for the steel industry. The difficulty in obtaining manganese encourages the exploration of new secondary sources such as the lateritic nickel effluent. In Brazil, nickel reserves are predominantly lateritic, making the country a potential producer. For the tests, a synthetic solution was used which simulates the lateritic nickel effluent from leaching. The oxidative precipitation with ozone occurred at the oxygen flow rates: 0.5; 1.0 and 2.5L/min, at the original pH 1.5 at 21°C in a 500 mL bubble column reactor. O3 was produced in the benchtop generator feed by 99% oxygen. The ozonation time was determined by the oxidation potential1.55V. The ozonated solution was centrifuged and filtered. The filtrate and collected samples were characterized in ICP-OES. Optimization tests with ultracentrifuge were performed. The best precipitation reached 97% at 0.5L/min O2 at 6.07 ± 0.045mg/min of O3 dosage and resulted in a solution 10-15mg/L Mn+2, above 1mg/L, maximum value acceptable by Conama 2011, to be retreated before being discharged into the water body or being reused as a manganese source.

Oct 3, 2019

By Aline Silva Magalhães

Os aços rápidos são assim chamados por sua capacidade de reter elevadas durezas mesmo quando submetidos a altas temperaturas, em geral decorrentes de elevadas velocidades de corte no processo de usinagem. No entanto, para que esses aços apresentem as propriedades mencionadas, faz-se necessária a combinação adequada da composição química e dos parâmetros dos tratamentos térmicos. Dentro deste contexto, o objetivo do trabalho é avaliar os efeitos da temperatura de austenitização e do tempo de encharque na têmpera na microestrutura e na dureza do aço rápido AISI M2, ligado ao tungstênio e ao molibdênio. As análises foram conduzidas através de testes de dureza e microscopias óptica e eletrônica de varredura, além de difração por raios-x, considerando três temperaturas e três tempos de austenitização. Foi observado que, de maneira geral, os valores de dureza aumentaram com a elevação da temperatura de austenitização para os três diferentes tempos de encharque utilizados, de forma concomitante com a redução na quantidade de carbonetos dispersos na matriz martensítica.

Aug 8, 2018

By Lucas Tedesco Bolzan

Blindagens contra armas de fogo são de grande importância para proteção do homem, no contexto atual de violência urbana e conflitos armados. Destacam-se os sistemas de blindagem multicamada (SBMs), constituídos por materiais diferentes, pelo seu bom desempenho e menor peso. Um SBM típico é constituído de uma camada cerâmica frontal, uma segunda camada de compósito e uma camada posterior de metal dúctil. Apesar de serem tipicamente fabricados em materiais sintéticos, uma alternativa é a utilização de compósitos reforçados com fibras naturais como segunda camada. Este trabalho tem como objetivo verificar a eficiência de SBMs que utilizam compósitos de poliéster com 30%vol. de fibras ou tecido de sisal. Foram realizados ensaios balísticos com munição 7,62 mm, e verificou-se que os SBMs com fibras e tecido de sisal se enquadram no critério da norma internacional (NIJ 0101.06), de resistir ao impacto balístico e imprimir deformação menor que 44 mm no material de referência (plastilina), além de manterem sua integridade após o impacto.

Aug 17, 2017

By Paul Pugsley

The EMSpec sensor employs the principle of measuring the complex impedance of the target steel over a range of frequencies these impedance values in turn varies with transformation fraction of the steel. A full scale implementation of the Real Time Transformation Monitoring has been installed at a quality large European steel producer to show the benefits of such a system. A total of three EMSpec sensor heads have been installed between the exit Finishing Mill and the Down Coiler on a HSM. For the successful production of Dual Phase, TRIP and TWIP steels increased control of the cooling regime is demanded; the use of surface temperature measurements alone cannot guarantee to achieve the desired mechanical properties. The EMSpec sensor, which is engineered to withstand this harsh environment, in real time directly measures the percentage transformation of the steel in the cooling area, typically in the accelerated water cooling zone. Using the information from the sensors integrated into the mill model enhances the models ability to predict the transformation profile.

Aug 17, 2017