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By Luiz Henrique Accorsi Gans

First, this works carries an experimental evaluation for austempered ductile iron (ADI) as a gear material. And second, in order to provide a better understanding of the microstructural effect on the stress state of subsurface regions, a finite element method approach was considered using the submodeling tool in ANSYS 11.0. For this, ADI gears were produced from continuous cast iron bars, heat and thermochemical treated and tested in FZG test rig. The results were compared to those of carburized steel AISI 8620 and induction hardened steel AISI 4140 gears. The wear experiments were performed at the temperature of 90ºC with two torque stages: 135 N.m (running-in) and 302 N.m (steady-state). The time for pitting and spalling on the gears surfaces were measured using image analysis. The results showed a very good potential of using ADI for manufacturing gears, replacing induction hardened steels. Also, the ADI gear with smaller nodules showed higher life for pitting. In contact fatigue tests with severe load, the carburized AISI 8620 steel proved more adequate than the austempered ductile iron, showing that the mechanical properties are critical in the resistance to damage in gear contact. The austempered ductile iron with smaller nodule size showed to be very competitive with wear resistance similar to AISI 4140 steel induction hardened. With ANSYS, it was verified that the nodule size affects the gears life independently of the mechanical properties of the matrix. The results showed that the nodules indicate the presence of a concentration stress, but their size doesn’t affect the contact fatigue life as much as the total amount of nodules, regardless of the ductile iron microstructure. The size and number of nodules affects both the nucleation and the propagation stage of cracks. ADIs with higher amount of nodules have a greater wear resistance. Also, compared to the Hertz contact theory (isotropic material), the presence of graphite nodules indicates a non-isotropic material and made the maximum shear stress point moves toward the surface.

Jul 31, 2018

By Leonardo Zuchi Guio

A ArcelorMittal Tubarão vem trabalhando continuamente no aumento de produção de seu Laminador de Tiras a Quente (LTQ). Com o aumento da produção, o risco de colisão de material ao longo do LTQ, com maior possibilidade de ocorrência na mesa de resfriamento de tiras, se elevou. De forma a permitir aumento de produção e evitar colisão de material, desde o início de 2016 iniciou-se um trabalho de ajuste no modelo. Dado que o modelo consiste na determinação do ritmo de laminação a partir da liberação de extração de placas dos fornos, início do processo de laminação, o trabalho envolveu a criação de um ponto de controle de ritmo no meio da linha do laminador. Para suportar um controle adequado nesse ponto, foram necessários ajustes de parâmetros e cálculos para aumento da precisão do modelo. Esse trabalho apresenta os ajustes realizados para utilização do novo ponto de controle, bem como os ajustes realizados para aumento da precisão do modelo e os ganhos de produtividade obtidos a partir desses ajustes.

Oct 30, 2017

By Eduardo Spinelli Oliveira

Devido à possibilidade de se remover quantidades muito pequenas de material de cada vez, a ablação seletiva por laser tem se mostrado um método muito eficaz para remoção de finas camadas de materiais depositados sobre um substrato. Neste trabalho, um laser de femtossegundo foi utilizado para remoção de um filme fino de nitreto de titânio (TiN) depositado sobre um substrato de carboneto de tungstênio (WC), configuração comum em pastilhas de usinagem mecânica, objetivando fornecer um método eficiente para tal processo. Os limiares de ablação do filme e do substrato foram determinados, evidenciando a problemática do trabalho, remover um filme com limiar maior que o substrato. Um sistema de controle de espectrometria de emissão atômica induzida por laser (LIBS) foi testada, com a intenção de controlar em tempo real, a espécie do material ablacionado, mostrando-se muito eficiente. Os parâmetros do laser bem como da varredura de usinagem ainda estão sendo testados para definir a viabilidade do processo.

Aug 17, 2017

By Gabriela Moreira Lana

A radiação solar apresenta uma enorme variedade de aplicações de engenharia, dentre elas, a conversão em energia térmica em concentradores solares. Os tubos absorvedores dos concentradores solares podem ser recobertos por cromo negro, com o objetivo de otimizar a absorção energética e a durabilidade. Esse trabalho é parte de um estudo complexo sobre esse tipo de recobrimento. Foram desenvolvidos filmes de cromo negro por eletrodeposição sobre aço inoxidável AISI 304 e tratados termicamente a 600°C por 2 horas. Os filmes foram caracterizados antes e depois do tratamento térmico, utilizando-se microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios X a baixo ângulo de incidência (GAXRD). Além do cromo, observou-se deposição de cobalto e elementos residuais do banho eletrolítico. O estudo da estrutura cristalina mostrou formação de óxidos após tratamento térmico. Microestruturalmente, foram observados filmes com estrutura lamelar ou nodular. O estudo permitiu sugerir modificações do banho eletrolítico, do substrato e métodos adicionais de caracterização.

Aug 17, 2017

By Paula Aliprandini

Os minérios limoníticos de níquel apresentam na sua composição metais como ferro, níquel e cobalto, sendo o primeiro o elemento majoritário. A presença majoritária de ferro prejudica a separação dos demais metais que possuem interesse comercial. Para remoção do ferro, técnicas hidrometalúrgicas são usadas. A extração por solventes é uma técnica com foco na separação seletiva de metais. Neste trabalho, foi preparada uma solução sintética baseada nas concentrações dos metais presentes na lixiviação de um minério limonítico de níquel. A solução foi colocada em contato com o extratante Cyanex 272. Este extratante é conhecido pela sua seletividade ao ferro em valores de pH próximos a 2,0. As amostras foram analisadas utilizando a técnica de Espectroscopia de Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva (EDX). Após concluídos os ensaios foi encontrado que durante a extração do ferro, o cobalto foi coextraído junto, mesmo em pHs entre 0,5 e 2,0, indicando que a presença do ferro altera o comportamento do cobalto.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Monzon Figueredo

Neste trabalho foi estudada a corrosão dos aços API 5L B e X52MS em soluções ácidas descritas nas normas NACE TM0284 e TM0177. A susceptibilidade ao trincamento induzido pelo hidrogênio (HIC) foi determinada em cada meio, os produtos de corrosão foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura e espectrometria de energia dispersiva de raios-X e, posteriormente identificados por difratometria de raios-X. Conclui-se que o pH afeta diretamente a solubilidade dos produtos de corrosão e a permeação de hidrogênio. Na solução 177-A, ambos os aços sofreram corrosão generalizada, enquanto que na solução 177-B foi evidenciada a presença de um filme fino descontinuo. Somente o API 5L B não passou no teste de HIC. Na solução 284-B de maior pH, os aços apresentaram filmes espessos e o trincamento pelo hidrogênio não foi observado.

Oct 30, 2017

By Mariana Sizenando Lyrio, Fernanda Nascimento Moreira, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, Gabriella Maria Silveira de Sá, Ana Gabriella Conceição dos Santos

surgimento de fases intermetálicas em aços é matéria de grande interesse devido ao caráter nocivo que elas podem conferir às propriedades mecânicas do material. No presente trabalho, foi estudado o efeito do surgimento da fase sigma em um aço inoxidável duplex através de modelamento numérico-computacional. A microestrutura duplex foi obtida via simulação, sendo, então utilizada como matriz para a nucleação e crescimento da fase sigma, também via simulação. O método do Cone Causal foi utilizado para o desenvolvimento da microestrutura e os resultados foram comparados com a metodologia da cinética formal de JMAK para fins de validação do modelo. Os resultados da simulação permitem obter, através da Regra das Misturas, predições sobre as propriedades mecânicas do material, no caso, o limite de resistência à tração, que foi comparado com os dados encontrados na literatura. Foi possível constatar o aumento do limite de resistência à tração para maiores frações volumétricas de sigma, o que traz como resultado a diminuição da ductilidade para o aço.

Nov 17, 2019

By Alessandro Francelino Nogueira

A utilização de lasers de pulsos ultracurtos é uma alternativa para a realização de microusinagem em superfícies de metais, com aplicações diversas em inúmeros segmentos industriais, além das áreas aeronáutica, aeroespacial e naval, onde há crescente preocupação com a eletrônica embarcada. Neste trabalho foram realizadas microusinagens em superfícies de titânio utilizando laser de pulsos ultracurtos de femtossegundos. Tal processo resultou em mínima transferência de calor para o material, evitando assim e deformação superficial da chapa de titânio e a formação de material ressolidificado na região ablacionada, que são inconvenientes presentes na utilização do laser chaveado de pulsos longos da ordem de nanossegundos. Foram executados três tipos de microusinagens, com variações nas distâncias entre as linhas usinadas. Foi verificado ainda que a molhabilidade aumenta quando há o aumento da distância entre linhas usinadas. Finalmente, para a alteração da superfície com uma ínfima remoção de material, constatou-se que a utilização de lasers de pulsos ultracurtos proporcionam grandes benefícios para a integridade do material ablacionado.

Oct 30, 2017

By Fabiane Leocádia da Silva

Cristais da família cristalográfica do sal de Tutton A2B(XO4)2.6H2O, A=K, NH4, Rb, Cs, Tl, B=Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, V, Cr, X=S e Se tem sido investigados por diversas técnicas experimentais com o objetivo de compreender suas propriedades físicas e potenciais aplicações tecnológicas. Investigações sobre o comportamento estrutural têm sido realizadas por difração de raios-x a fim de compreender suas propriedades estruturais, principalmente a distorção Jahn-Teller presentes nos cristais com cromo e cobre. Soluções sólidas destes sais na forma A2B'xB”(1-x)- (SO4)2.6H2O, têm sido relativamente pouco investigadas embora possam apresentar distorção Jahn-Teller. A estrutura dos cristais desta série à temperatura ambiente é monoclínica, grupo espacial P21/a com duas moléculas por célula unitária. Bons monocristais da série (NH4)2NixCu(1-x)(SO4)2.6H2O com 0

Aug 16, 2017

By Márcia M. S. M. Pereira, Hervé Tavernier, Gérson T. Ferreira, Caio Nogueira Araujo Diniz, Fabio Luiz Lourenço, Wagner C. Moreira, Vinicius Cunha Aranda

Pós fluxantes desempenham um papel significativo na qualidade do aço durante o processo de lingotamento contínuo. Os pós fluxantes são escórias sintéticas usadas para lubrificar o molde durante o lingotamento contínuo do aço. Para que isso ocorra, o fluxante deve apresentar as seguintes funções: isolamento químico e térmico do aço, absorção de inclusões não metálicas do aço, lubrificação do molde e controle da transferência de calor entre o aço e o molde. O desempenho de cada função está relacionado às propriedades químicas e físicas do pó fluxante, que são dependentes de sua composição química e sua composição mineral, devido a sua relação com a taxa de fusão do material. A fim de garantir uma produção eficiente e de alta qualidade durante o lingotamento de um aço ultra baixo carbono, os pós fluxantes A e B foram investigados de acordo com diferentes propriedades físico-químicas. Diversos experimentos laboratoriais foram realizados para comparar o desempenho dos materiais A e B, visando à diminuição de captura da escória pelo aço no molde: avaliação do comportamento de fusão e fluidez, composição química e viscosidade. As temperaturas de processo foram avaliadas através de testes estatísticos, visando caracterizar o fluxo de calor e o trabalho de fricção durante lingotamento. Os testes industriais preliminares, realizados na Ternium Brasil, foram conduzidos com o objetivo de analisar o comportamento do pó fluxante durante a operação de lingotamento contínuo em relação a alguns aspectos operacionais e fornecer informações sobre sua influência na qualidade superficial do aço. Os resultados mostraram que, aumentando a viscosidade do fluxante, o consumo de pó tornou-se menor, levando a um maior trabalho de fricção e menor fluxo de calor no molde. No entanto, o comportamento da camada de escória mostrou que, apesar do aumento da força de atrito no molde, a espessura da escória foi adequada e não houve relatos de defeitos superficiais durante o uso do material fluxante de maior viscosidade.

Oct 1, 2019

By André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva

O sistema ferro-oxigênio alumino tem sido investigado há muitos anos em função de sua importância para a indústria do aço. Uma grande fração de todo o aço plano produzido é de aço de baixo carbono acalmado ao alumínio, não apenas pelo baixo conteúdo de oxigênio residual em solução que pode ser obtido mas, também, pela importância do alumínio residual na formação de AlN, ferramenta importante no controle de estrutura e textura obtidas. O sistema Fe-O é relativamente bem compreendido e quantificado, da mesma forma que o sistema Fe-Al. Entretanto, há discrepâncias significativas na quantificação do comportamento do sistema Fe-Al-O havendo, ainda, bastante controvérsia com respeito a equilíbrios importantes. Assim, o objetivo deste trabalho é (a) realizar uma revisão crítica dos experimentos e avaliações termodinâmicas principalmente do equilíbrio Al-Fe-O–Al2O3 (b) avaliar os métodos atualmente usados para descrever este equilíbrio e (c) apresentar recomendações sobre os dados, com base em sua confiabilidade e consistência.

Aug 16, 2017

By Fabiana da Silva Santos

O presente estudo fez uso de uma liga de NiTi, rica em Ni, elaborada em um forno de fusão por indução a vácuo - VIM e posteriormente refundida em fornos de arco elétrico com eletrodo não consumível de tungstênio – VAR. Com base nos resultados de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) / Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), foi possível observar a heterogeneidade composicional/ típica de fundido por processo convencionais, as inclusões de TiC e Ti4Ni2O provenientes da fusão no forno VIM, e o refinamento microestrutural e manutenção da sua composição original com uso de cadinho de cobre e câmara/atmosfera dos fornos VAR.

Oct 30, 2017

By Edmilson Renato de Castro

O presente trabalho apresenta um forno para a produção de ferro gusa por redução carbotérmica estimulada por micro-ondas de minério de ferro, na forma de pelotas autoredutoras. O forno de redução com potência regulável de até 15 kW de micro-ondas de 2.45 GHz foi especialmente projetado e construído para este processo. A estrutura do forno é em aço inoxidável e utiliza três geradores de micro-ondas focados para o centro de um aplicador cilíndrico. Com esta configuração conseguiu-se produzir um campo eletromagnético de alta densidade energética. As cargas de pelotas auto-redutoras, com massas em torno de 90 g e 30 g foram reduzidas em um cadinho de carbeto de silício. A potência de micro-ondas irradiada foi de 6 kW. A montagem do forno dispõe de uma balança elétrica adaptada para suportar o cadinho de redução. O presente forno dispõe de controle e medida da potência fornecida e refletida, permitindo medir a energia de micro-ondas efetivamente aplicada à carga. Esta característica permite realizar balanços de massa e de energia além de determinar a evolução da taxa de reação através da medida contínua da massa das pelotas sob redução, ao longo do tempo de processamento. Obtiveram-se curvas cinéticas de redução carbotérmica de minério de ferro incentivada por micro-ondas e de seu consumo de energia durante o processo.

Aug 16, 2017

By Maria Vianna Rigatto

Nesse trabalho, foram realizados ensaios de abrasão do tipo roda de borracha em um aço ASTM A242, com o intuito de verificar se a orientação do desgaste em relação à da laminação influencia no comportamento em desgaste do material. Estes ensaios foram executados seguindo a norma ASTM G65-16. Todas as amostras foram fresadas e lixadas para a realização dos ensaios, além de limpas com acetona para medição da massa tanto antes quanto depois do ensaio de desgaste. Utilizando a massa perdida após o ensaio e considerando um possível desgaste da roda de borracha, foi calculado o volume perdido nos ensaios. Além disso, foi medida a microdureza do aço, nos sentidos transversal e longitudinal à laminação, bem como analisadas as microestruturas nos respectivos sentidos antes e depois dos ensaios de desgaste. Os resultados mostraram que a orientação do desgaste em relação à orientação de laminação possui influência na taxa de desgaste e que no sentido transversal à laminação essa taxa foi 9,6% menor que no sentido longitudinal.

Oct 30, 2017

By Thaís da Silva Leite Garcia

Com as mudanças comportamentais do consumidor foi necessário que o mercado automotivo se adaptasse rapidamente para atender exigências relacionadas ao desempenho, qualidade, segurança e impactos ambientais impulsionando a procura de novas alternativas em materiais utilizados e processos. O presente trabalho apresenta a importância do pré-tratamento da superfície da carroceria automotiva e a aplicação do antioxidante para a qualidade do produto final, realizando uma análise dos defeitos gerados por falhas no processo e propondo, se possível, melhorias. O estudo foi realizado em uma empresa automotiva com o foco na fase final do processo descrito acima, onde foi realizada a análise dos dados coletados no período de janeiro a março de 2016. A fim de identificar os principais problemas de falta de camada da cataforese, verificou-se a necessidade do uso de ferramentas de controle para detectar sua causa raiz e encontrou um desvio no pH causado por bactéria no banho. Neste trabalho, verificou-se que a utilização de ferramentas de controle possibilitam a rápida identificação e correção de desvios.

Oct 30, 2017

By Lucas Teixeira Costa

Um modelo matemático foi criado para simular a dessulfuração do aço no desgaseificador RH na condição de uma camada de escória sobrenadante adicionada dentro da câmara de vácuo após a subida do aço sob efeito da pressão. Tomou-se como base o modelo físico do LaSiP (Laboratório de Simulação de Processos) em escala 1:5 para a instalação industrial de uma usina brasileira. A validação do modelo foi realizada por meio da taxa de circulação do modelo físico e de sua simulação. A dessulfuração do aço foi realizada pelo modelo matemático para as condições operacionais da indústria e a avaliação de parâmetros como composição química e volume de escória foram investigadas. Ao final, obteve-se resultados compatíveis com os presentes na literatura e um modelo capaz de prever com grande confiabilidade a evolução do teor de enxofre ao longo do processo de dessulfuração. Considera-se, portanto que a prática de remoção de enxofre no RH é viável e tem-se uma rota adicional/alternativa ao forno panela.

Aug 16, 2017

By Luiz Henrique Dias Alves

O trabalho consiste na avaliação das Tensões Residuais através da técnica dos Furos-Cegos. O componente em estudo consiste em chapas de Aço A36 aplicadas para compor a estrutura de prensas hidraulicas. Com auxílio do software Solid Works versão 2013, foi realizado a simulação do estado de tensões sofridos pelas chapas quando a prensa hidraulica encontra-se em trabalho, determinando assim o seu fator de segurança. Em seguida, pelo método da aproximação sucessiva, foi adicionado furos-cegos ou furos passantes com diâmetros variados ao longo da geometria das chapas a fim de verificar o comportamento dos estados de tensões. Portanto, através da aplicação de furos-cegos nas chapas, foi possível identificar o diâmetro e posição ideal que permitiu um ganho significativo no fator de segurança das chapas, permitindo assim, reduzir o número de chapas no processo impactando diretamente nos custos e no tempo de fabricação do equipamento.

Oct 30, 2017

By Anna Carolina Cerqueira Neves

Muito se tem estudado sobre materiais alternativos, como os compósitos de matriz polimérica reforçados por fibras lignocelulósicas. Isso se justifica pelo fato das fibras naturais terem vantagens no que tange ao meio ambiente, bem como relativo baixo custo. Além disso, a fibra natural apresenta características de interface com a matriz polimérica que favorecem as propriedades mecânicas pela estrutura do compósito. Esse presente trabalho objetiva analisar as propriedades de tração de compósitos de matriz de poliéster reforçados com 10,20 e 30% em fração volumétrica de fibras de cânhamo, que foram preparados alinhando as fibras em moldes e deixando-os curar por 24 horas em temperatura ambiente. Os corpos de prova foram testados numa máquina de ensaios Instron e os resultados mostraram um aumento na tensão máxima de ruptura com o aumento da porcentagem de fibra incorporada.

Aug 17, 2017

By Thiago Guimarães Teixeira

Produtos químicos são os ingredientes essenciais para os processos de tratamento de águas e efluentes. A GDU consome mais de 30 produtos químicos diferentes utilizados em suas 17 estações de tratamento de água e efluentes distribuídas em toda a Usina Presidente Vargas (UPV). A gestão dos estoques dos produtos químicos, acompanhada do consumo padrão de cada um, contribuem para a garantia da qualidade da água tratada e no custo de tratamento de cada ETE. Por outro lado, a falta ou a deficiência de um sistema de gerenciamento acarreta em descontroles dos parâmetros de qualidade da água e aumenta custos por imprevisibilidades no processo, podendo inclusive causar danos aos processos clientes. O grupo em conjunto implantou um sistema de gerenciamento visual dos estoques de produtos químicos em cada área de sua responsabilidade, pois foi evidenciado muitas ocorrências de descontrole da qualidade da água devido à falta de produtos químicos na área, e como consequência, elevados pedidos de produtos químicos em emergência. A principal ação tomada para a implantação desse sistema de gerenciamento de produtos químicos foi estabelecer, por meio de gráficos de controle, um sistema de gerenciamento visual, permitindo conhecer, acompanhar e prever o consumo e data de novos pedidos. Dentre os benefícios da implantação deste trabalho, podemos citar: a) Efetivação dos pedidos de produtos químicos com antecedência; b) Entregas programadas na data de necessidade, com estabelecimento de nível de estoque de segurança de produto nas áreas; c) Redução do número de solicitações de produtos químicos em emergências; d) Envolvimento dos operadores nos consumos e controles de estoques de produtos químicos, através do sistema de gerenciamento; e) Parâmetros de qualidade da água estabilizados; f) Redução do risco de interferência nos clientes por má qualidade da água; g) Redução de desperdícios; h) Custos evitados com transportes e multas ambientais.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Rocha de Meira

O laminador de tiras a frio n° 3 da CSN apresentava perdas de produtividade ao processar aços de elevada resistência microligados, com limite de escoamento mínimo igual a 340 MPa, dotados de largura superiores a 1400 mm. Devido à crescente demanda do mercado automotivo relativa a esta família de aços, tornou-se necessário um estudo para optimizar a produtividade do equipamento e não desestabilizar o fornecimento aos clientes. O estudo consistiu em testar parâmetros de processo alternativos, objetivando abastecer o laminador de tiras a frio com bobinas laminadas a quente dotadas de resistência mecânica ligeiramente menor, para promover maior estabilidade operacional no equipamento a partir da redução das cargas de laminação. As alterações propostas resultaram no aumento de produtividade do laminador de tiras a frio, sem comprometer as características mecânicas do produto final.

Jul 30, 2018