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By Marcella Gautê Cavalcante Xavier

A presente proposta tem por objetivo desenvolver uma análise experimental da liga hipereutética Sn-0,5%Ni solidificada unidirecionalmente em regime transitório de fluxo de calor contra chapa molde de cobre. A liga foi avaliada quanto a sua microestrutura bruta de fusão e suas respectivas correlações com os parâmetros térmicos (velocidade da frente eutética -VE e taxa de resfriamento eutética -?E) e propriedades mecânicas. Os resultados mostram que a morfologia microestrutural predominante é composta por células ricas em estanho (β-Sn) circundadas por mistura eutética Sn+intermetálico tipo NiSn. Uma transição microestrutural foi observada entre as posições 15mm (?E=1,7°C/s) e 30mm (?E=1,1°C/s), de célula regular (CR)?célula tipo placa (CTP). Notou-se ainda a presença de intermetálicos primários NiSn distribuídos ao longo da matriz nas posições iniciais do lingote. Valores superiores de limite de resistência à tração (σu=26 MPa) e limite de escoamento (σy=21 MPa) foram encontrados para a posição 6mm a partir da base refrigerada do lingote, podendo estar relacionados com a estrutura celular mais refinada e também com a presença dos intermetálicos primários NiSn. O alongamento específico (?) comportou-se de maneira inversa, visto que as estruturas mais grosseiras (CTP) e a ausência de intermetálicos primários são responsáveis por facilitar a deformação plástica na estrutura da liga Sn-0,5%Ni, aumentando seu nível de ductilidade.

Oct 30, 2017

By Marcos Natan da Silva Lima

O aço com alto manganês tem sido estudado como alternativa mais barata em substituição às ligas de aço mais utilizadas, devido as suas propriedades de resistência, ductilidade e tenacidade. Foi alterada a composição de manganês para teores acima dos teores dos aços Hadfield, visando sua aplicação em temperaturas criogênicas. Foram obtidas ligas de aço com alto teor de Manganês através do processo de fundição. O objetivo é avaliar as alterações provocadas pelo aumento do Manganês no aço fundido. Através do estudo realizado no Thermo-Calc®, as amostras da liga fundida foram submetidas à laminação a quente e posterior tratamento térmico de solubilização a 700 ºC, com o intuito de manter a microestrutura austenítica. As mesmas foram analisadas quanto à microestrutura por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os ensaios de dureza realizados confirmaram a elevada dureza das ligas, bem como a variação entre as ligas no estado fundido e solubilizado.

Oct 30, 2017

By Lucas Ribeiro Ramos

Este trabalho investigou as alterações microestruturais e de dureza em amostras da liga eutética Al-11%Si-5%Ni submetidas ao tratamento por refusão superficial a laser (RSL). Nos tratamentos, foram realizadas seis combinações de parâmetros de velocidade de varredura (V) e potência (P) do laser. As seis trilhas resultantes do processo de refusão a laser foram examinadas por microscopia óptica para verificação da mudança das dimensões das trilhas, por microscopia eletrônica de varredura para averiguação do refino microestrutural e por ensaios de microdureza Vickers para verificação do aumento de dureza. Foi estabelecida uma correlação entre espaçamento dendrítico primário (?1) e microdureza envolvendo resultados do presente experimento RSL e outro envolvendo fundição convencional. A RSL foi eficaz no refinamento da microestrutura, formando dendritas de a-Al e região eutética interdendrítica, obtendo ?1 mínimo de 0,86 µm e elevação da microdureza em até 88% se comparada a microestrutura bruta de fundição.

Oct 30, 2017

By Karina Aparecida Martins Barcelos Gonçalves

A evolução da microestrutura e propriedades mecânicas de dois aços inoxidáveis duplex foram estudadas via microscopia óptica e de varredura, ensaios de dureza e tração. As amostras dos aços inoxidáveis duplex foram laminadas a frio com percentual de 18,50 e 62% para o aço S32304 e 21,52 e 64% para o aço S31803. As amostras com 62 e 64% de redução foram recozidas a uma temperatura de 1055ºC com 20 s de encharque. Os resultados mostraram o efeito da deformação a frio na espessura das lamelas de ferrita e austenita, sendo este mais pronunciado na austenita. O aço inoxidável duplex S31803 apresentou maiores valores para o limite de escoamento e dureza devido ao maior percentual de molibdênio e nitrogênio, elementos que atuam como endurecedores por solução sólida.

Aug 17, 2017

By Raimison Bezerra de Assis

Ferritas são compostos cerâmicos que apresentam propriedades magnéticas, sendo estas dependentes da sua estrutura cristalina. Dentre as ferritas, a do tipo Ni-Zn é uma das mais promissoras, em virtude da microestrutura e das propriedades magnéticas deste material. Este trabalho teve como objetivo analisar a microestrutura e propriedades magnéticas da ferrita Ni-Zn dopada com íons (TR) Sm3+. A ferrita Ni-Zn-Sm foi obtida pelo método dos precursores poliméricos, a partir da dissolução do ácido cítrico, nitrato de ferro, nitrato de níquel, nitrato de zinco, nitrato de samário e etilenoglicol. A resina obtida foi pirolisada a 350°C/2h com taxa de aquecimento de 10°C/min. e calcinada a 650°C/3h com taxa de aquecimento de 10°C/min. O material resultante foi caracterizado por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Os resultados mostraram a formação de fase única da ferrita Ni-Zn-Sm, com partículas aglomeradas e características magnéticas de material macio "soft", com baixa coercividade (0,189 kOe) e magnetização de saturação (47,699 emu/g).

Aug 8, 2018

By Leandro Scheffer Cipriani

A microestrutura e as propriedades mecânicas de um aço de alta resistência submetido a resfriamento rápido empregando equipamentos (Roller Quench e CLC - Continuous On-Line Control), presentes na linha de laminação a quente da Usina de Ipatinga – Usiminas, foram avaliadas nesse estudo. A microestrutura obtida foi composta por bainita e ferrita, com frações desses constituintes variando em função do equipamento utilizado. Devido a essa diferença, os valores de limite de escoamento e de resistência foram maiores no aço submetido a resfriamento via CLC. O resfriamento imposto via Roller Quench propiciou ao aço uma maior tenacidade, medida pela energia absorvida em ensaio de impacto Charpy.

Oct 30, 2017

By Leandro Brunholi Ramos

As superligas de níquel apresentam boa combinação de resistência à corrosão e à oxidação, resistência mecânica, resistência à fadiga e à fluência, além de conseguirem operar em temperaturas elevadas, mantendo tais propriedades. A liga Inconel 625 vem sendo estudada como revestimentos, obtidos por cladeamento ou aspersão térmica, para tubos de aços ao carbono utilizados nas indústrias de petróleo e gás. Esses tubos poderão ser unidos pela técnica de soldagem, quando então se obtém uma junta Inconel-Inconel, e isso pode acarretar modificações nas propriedades dessas superligas. O presente trabalho objetiva obter uma junta soldada da liga Inconel 625 empregandose o processo de soldagem a arco utilizando eletrodo revestido Ni-Cr-Mo 3 e caracterizar o cordão de solda quanto à microestrutura, à dureza e à corrosão. A microestrutura foi avaliada por microscopia óptica; para dureza foi realizado perfil de microdureza Vickers ao longo da junta soldada; quanto à corrosão foram realizadas curvas potenciodinâmicas em três diferentes soluções: 3,5% NaCl, 3,5% NaCl + 0,01M Na2S2O3 e 3,5% NaCl + 1N H2SO4. Os resultados obtidos mostraram que a zona fundida tem microestrutura dendrítica, sendo a zona afetada pelo calor de aproximadamente 1,2 mm de extensão. A solda não alterou significativamente as propriedades de corrosão e dureza.

Aug 17, 2017

By Bruno Deves Flores, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Eduardo Osório, Anderson Azevedo Agra, Antônio Cezar Faria Vilella, Anderson Nicolodi

A microestrutura porosa do coque pode ser definida como a relação espacial entre a matriz carbonosa e seus poros. A formação da microestrutura ocorre durante o processo de carbonização dos carvões coqueificáveis. Portanto, o conhecimento das propriedades que governam a formação da microestrutura torna-se atrativa como uma ferramenta na escolha estratégica de carvões na composição de misturas para produção de coque. Neste trabalho coques laboratoriais foram produzidos por carvões com diferentes propriedades, visando a formação de coques com microestrutura com propriedades microestruturais distintas. A caracterização microestrutural foi realizada a partir de uma ferramenta de microscopia ótica associada a análise de imagens. A partir dos parâmetros obtidos na análise, foi estudado a influência das propriedades dos carvões nos parâmetros analisados. Além disso a convergência com outros modelos (MOF e CBI) foi estudada. Os resultados obtidos mostraram que carvões com estágio plástico desenvolvido e elevado teor de matéria volátil geram coques de alta porosidade e com poros de tamanho excessivo. Carvões ricos em componentes inertes apresentam microestrutura de baixa porosidade, composta de poros pequenos, no entanto, com poros de baixa circularidade. Os carvões com as melhores propriedades (critérios dos modelos MOF e CBI) resultaram nos coques com as microestruturas mais regulares, de baixa porosidade, com pequenos poros e com formatos adequado.

Oct 1, 2019

By Bruno Deves Flores, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Eduardo Osório, Anderson Azevedo Agra, Jamile Guarda, Antônio Cezar Faria Vilela, Anderson Nicolodi

Na literatura são descritos basicamente dois modelos de relações entre resistência mecânica e parâmetros microestruturais: (1) relações entre parâmetros microestruturais médios do coque e índices de ensaios mecânicos e (2) quantificação dos poros mais críticos a resistência mecânica, a partir de determinados critérios que levam em conta o tamanho e a forma dos poros. Nesse trabalho coques laboratoriais produzidos a partir de carvões com propriedades distintas foram caracterizados pela associação das técnicas de microscopia ótica e análise de imagens. Os principais modelos da literatura de relação entre resistência mecânica e parâmetros microestruturais foram avaliados. Foi demonstrado que nenhuma das relações estudadas conseguem descrever o comportamento mecânico de coques produzidos a partir de carvões de alto teor de componentes inertes (>40%). A partir desses resultados duas novas abordagens foram realizadas a fim de obter modelos que contemplem tais coques: (1) introdução de uma nova relação entre resistência mecânica e os parâmetros microestruturais e (2) um novo critério de classificação das regiões derivadas de componentes inertes como críticas a resistência mecânica.

Oct 1, 2019

By Vítor Covre Evangelista da Silva

Esta proposta objetivou desenvolver uma análise teórico/experimental da influência de 2% Ag (em peso) em uma liga de solda Sn-40%Bi solidificada unidirecionalmente em regime transitório de fluxo de calor. Correlações experimentais entre os parâmetros térmicos de solidificação como velocidade de deslocamento da isoterma liquidus - VL, taxa de resfriamento - ?L e parâmetros microestruturais como espaçamentos dendríticos secundários – l2 foram determinados. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia ótica e eletrônica, difração de raios-x, além de fluorescência de raios-x para obtenção dos perfis de macrossegregação dos solutos (Bi, Ag). Para determinação do perfil de dureza foram realizados ensaios de dureza Vickers. As microestruturas brutas de fusão da liga Sn-40%Bi-2%Ag são compostas de dendritas ricas em Sn decoradas com partículas de Bi circundadas por uma mistura eutética (Sn+Bi) e partículas primárias de Ag3Sn. Os parâmetros térmicos decresceram com aumento da camada solidificada, permitindo uma ampla variação: ?L ? 0,1 a 10,0°C/s, VL ? 0,2 a 0,9mm/s e GL ? 0,4 a 11,0°C/mm. O teor de bismuto não variou significativamente, ao passo que a prata variou de forma efetiva, concentrando-se no início do lingote (até próximo de 35mm). O surgimento de braços dendríticos terciários em 15mm conteve a diminuição da microdureza Vickers, esperada para as posições mais afastadas da interface metal/molde.

Aug 16, 2017

By F. -U. Schneider, F. Wellenkamp

Based on previous investigations of ultrafine comminution in planetary ball mills, a new centrifugal mill has been developed which permits similar high stress conditions. Because this new type of mill is equipped with an immobile chamber, devices for measuring energy, for cooling the milling vessel, as well as, in continuous operation, for material feed and discharge can be more easily attached than to planetary ball mills. Observations of particle behaviour have shown that, in the case of dry grinding, most of the material is found on the mill walls even after short grinding times. Due to the fact that energy dissipation takes place mainly in the zone near the wall, a grinding system which reduces the amount of ball filling required is at an advantage.

Jan 1, 1995

By J. Drzymala, K. L. Wolters, T. Chmielewski, T. D. Wheelock, D. H. Birlingmair

Microflotation tests were conducted with a modified Hallimond tube equipped with a fritted glass disk and magnetic stirrer to determine whether the results would support an equation that predicts a linear relationship between particle size and the reciprocal of particle density in water for a specified flotation recovery in a given time. Data obtained with the tube for either hydrophilic or hydrophobic solids fit the equation satisfactorily. It was also shown that the natural flotability of molybdenite is somewhat less than that of elemental sulphur and that sodium dithionite is a good depressant for sulphurised pyrite. In addition, it was found that the untreated pyrite and galena used in the study were hydrophilic and did not float by particle-bubble attachment.

Jan 4, 1992

By B Oostendorp, R van der Merwe, P

In order to assess whether polysaccharide depressants are strongly or weakly and reversibly bound to the surface of talc, a series of experiments was conducted on New York talc in which the floatability of the talc in a microflotation cell was determined. The talc was conditioned in solutions of carboxymethyl cellulose (CMC) or guar gum in 10-2 ionic strength Ca(NO3)2 or Mg(NO3)2. The talc was then washed with four successive aliquots of water, or cation solution, to try to remove the polymer and the flotation response of the talc was assessed. CMCs of different charge (DS) were used to assess the effect of charge on the strength of bonding. The results show that CMC and guar gum could be removed to a large extent from the talc surface by washing with water (the floatability was restored), however very little could be removed from the surface by washing with cation solution. The higher charge CMC was easier to remove from the talc planes in the absence of cations than the lower charge CMC. Thus CMC bonding to talc has been shown to be irreversible or very slowly reversible only if cations are present, implying that cations are necessary to keep the polymer bound to the surface of the planes to effect depression. The presence of ions in solution also had the effect of maintaining surface coverage of the talc by guar gum.

Jan 1, 2005

Microfluidic Solvent Extraction for Mineral Processing of Copper Leach Solutions

Sep 13, 2010

By Elisabeth Kolar, Rik Catthoor, Frederik H. Kriel, Rossen Sedev, Gareth Hatch, Army Research Laboratory, Craig Priest, Scott Middlemas

"This paper reports solvent extraction of rare earth elements (REEs) carried out using a microfluidic device and considers the REE loading limit of the organic phase under laminar flow. The microfluidic device contacts aqueous and organic phase streams for a precisely defined contact time (subsecond resolution) and then separates them for offline analysis. Experiments are reported examining the effect of contact time on extraction. We focus on three REEs: one ‘light’ (Nd), one ‘mid’ (Dy), and one ‘heavy’ (Yb) REE, which are extracted using Cyanex® 572. It appears that loading limits may be locally exceeded in the organic phase near to the liquid-liquid interface, where third phase deposits are observed. Third phase formation was also observed close to the liquid-liquid interface in two-dimensional confinement, showing similar third phase adsorption on glass plates. It is also shown that, under microfluidic flow, a typical first ‘split’ between heavy REEs and light REEs can be carried out without exceeding loading limits.INTRODUCTIONMicrofluidic solvent extraction has emerged as a useful tool for studying extraction of metals in a mineral processing context (Ciceri, Mason, Harvie, Perera, & Stevens, 2013; Ciceri, Perera, & Stevens, 2011; Kriel et al., 2015; Mason, Ciceri, Harvie, Perera, & Stevens, 2013; Priest, Zhou, Klink, Sedev, & Ralston, 2012; Priest et al., 2011). The main advantages are the extremely well-defined and tunable flow behaviour, large surface-to-volume ratios, short contact times, and minimisation of sample and reagent amounts. Two main flow configurations have been studied to date: droplet-based and co-flowing streambased extraction. In the former, droplets are formed at a microchannel junction (usually a T-junction or flow-focusing junction) and flow downstream as plugs or ‘free’ droplets. In our case, stream-based extraction, the chip is a plate (often glass) with embedded microchannels (i.e. with cross-sections of tens of micrometres) that carry the aqueous and organic phases in contact without forming droplets. Thus, these chips play the role of a mixer in a conventional mixer-settler and phase separation takes place by branching the streams or collection in a vessel at the chip outlet. Stream-based extraction requires stable streams that are usually supported by a particular channel geometry (e.g. guide structure or small ‘pillars’) or surface chemistry, and flow parallel bounded by the liquid-liquid interface(Aota, Nonaka, Hibara, & Kitamori, 2006; Hibara et al., 2005; Hibara et al., 2002). Phases are disengaged downstream at a Y-junction, which is a qualitative difference between microfluidic and bulk extractions."

Jan 1, 2016

By Shaohua Ju, Feng Jiang, Jian Jian, Hongying Xia, Jinhui Peng, Libo Zhang

Microfluidic solvent extraction of zinc from sulfate solution was studied using di-2-ethyl hexyl phosphoric acid, D2EHPA, in sulfonated kerosene as diluent. The influence of different parameters on the extraction of zinc, such as flow rate, temperature, flow rate ratio, extraction concentration, and saponification ratio of extractant were investigated and the conventional and micro fluidic extraction were compared. Under the optimized conditions, micro fluidic extraction efficiency of zinc is up to 97.1%. It is better than that conventional extraction. Therefore, microfluidic solvent extraction can achieve high efficiency and low consumption of extraction process.

Mar 1, 2018

By Norman Pilling

The micrographic analysis of silicon steels is possible if a dilute solution of nitric acid and methyl alcohol in nitrobenzol is used. The action of this reagent differs from that of sodium picrate in that there is no persistent deep-seated staining and the solution is used cold. THE technical difficulties hampering the metallographic analysis of silicon steels are chiefly the result of the extreme corrodibility of these alloys. The addition of silicon to iron in increasing quantities, up to about 6 per cent., rapidly increases the susceptibility of the alloy to chemical attack, not only in acid solution, but in water. This renders the preparation of metallographic sections very difficult, because of a non-selective attack upon the finely polished surface by the water used as a lubricant in polishing. This water attack masks the true structural details revealed by suitable etching reagents. It is thus necessary to use alcohol as a polishing lubricant in the last stages of preparation and to avoid all etching reagents having an aqueous base. A specific reagent for the identification of iron carbide in ferrous alloys, and the one hitherto used almost exclusively by metallurgists, is an alkaline aqueous solution of sodium picrate, which stains this constituent selectively. Its application to silicon steels has not proved successful, as its distinctive selective action is more or less completely hidden by the general attack of the aqueous solvent on the silico-ferrite, greatly accentuated by the fact that this reagent must be used at its boiling temperature (105° C.). Thus, a powerful metallographic aid to the study of the higher silicon alloys, such as transformer steels, is lost. A new reagent has been developed for the purpose of overcoming this difficulty. It is with some hesitation that the list of etching reagents, already overburdened, is increased, but the properties of this new reagent are advantageous in several ways and a definite field for it may be found in the metallography of ferrous alloys.

Jan 1, 1924

By R. M. Brick, R. G. Treuting

DESPITE the basic importance of slip in the plastic deformation of metals, and the considerable experimental investigation, thought, and speculation that have been devoted to the fundamental nature of these processes, surprisingly few data have been reported regarding the microscopic appear- [ ] ance and distribution of slip lines,[$] the external manifestation of the slip process. Photographs hitherto reproduced in the literature are in general at low or unspecified magnifications with no correlation to the prior shear. A single-crystal cylindrical tensile specimen of alpha brass about ½ in. in diameter, one of many previously prepared by H. L. Burghoff,1 was available for study. A plane about 3/16 in. wide, parallel to the specimen axis and normal to the plane containing the slip direction and the specimen axis, was ground and metallographically polished along the entire 5-in. gauge length. Heavy etching produced a surface free of both scratches and flow. The specimen was strained in tension until slip markings first became visible on the polished surface (Figs. I and 2). Restressing the crystal caused additional markings to appear at an initially lower [ ] stress than previously was required. Stretching the specimen to produce a dense concentration of slip lines caused such variations in level in the polished surface (normal to the slip direction) that microscopic study at higher magnifications became impossible. After annealing 15 hr. at 850°C., the specimen recrystallized to form two grains with a boundary approximately normal to the specimen axis and about midway along its length. Each was X-rayed, and two planes were again polished along the length of the specimen, in this case each parallel to the slip direction in one of the two crystals. A light longitudinal scratch parallel to the specimen axis was drawn down the center of each plane. A Huggenberger extensometer was attached to the crystal A, whose slip plane would have the higher resolved shear stress of the two, and the specimen was again strained in tension.

Jan 1, 1941

By Yonghua Li, Fanling Meng, Weitao Zheng, Xiaodong Wang

The NiTi thin films were deposited onto copper substrates by magnetron sputtering. Tensile tests were carried out on CSS-44100 electron universal test-machine. X-ray diffraction profile Fourier analysis method has been used to study the mechanical properties of deformation NiTi thin films. The surface micrographs of the NiTi thin film were obtained using scanning electron microscopy (SEM). It has been found that the dislocation density and the deformation storage energy density increased with elongation increased. Microhardness was calculated from the dislocation data. The results showed that the microhardness values were not in a good agreement between calculated values and measured values. The oxide layer on the surface of NiTi thin film affects the measured values of microhardness. The Vickers hardness measured values are larger than the calculated values. The experimental results showed that a series of parallel cracks grew in a concerted fashion across the thin film and the cracks were equally spaced.

Jan 1, 2015

By L. L. Swift

AT the present time there are four base metals being used for automotive bearing alloys. Of course there are numerous variations in the amounts of alloying elements added to each base metal and nearly all of these alloys have the conventional, if not classical, duplex structure; that is, they are composed of a hard constituent embedded in a soft matrix. The well-known theory is that the former will wear well, while the latter will be plastic enough to allow the bearing to be broken in and conform to the contours of the shaft. The requirements of the modern bearing have been most aptly described by W. M. Corse: In order to meet the engineering demands of today a good bearing metal must be able to carry the weight of the shaft and stand up under steady or suddenly applied loads, or even blows in some types of service. A certain amount of plasticity is desired to compensate for minute irregularities in the shaft or bearing surface, and to permit yielding, thereby avoiding dangerous stresses in bearing and shaft and preventing overheating and rapid wear of parts. Less plasticity is required in a bearing metal if the surfaces of bearings and journals are machined accurately, aligned, and kept in alignment. It is desirable, of course, that a bearing metal have a low coefficient of friction. Under most operating conditions the friction depends on the unit pressure of the bearing, the speed, the temperature, and the properties of the lubricant. A good bearing metal must have a low rate of wear to reduce the necessity for frequent replacements, and adjustment of the bearings. It must wear more rapidly, however, than the journal or shaft running on it, because replacement of the journal or shaft is more difficult and costly than replacement of the hearing., The hardness of, the bearing alloy is a property closely related to several of the foregoing. With a duplex microstructure, the measurement of hardness with any of the usual commercial devices means little. The Bierbaum method of measuring the hardness of the individual constituents was developed to, fill this need. MICROCHARACTER The Bierbaum microcharacter2.3 measures the scratch-hardness of a solid by pulling a weighted diamond point over the surface. The diamond point is ground. so that it is the corner of a cube, and mounted

Jan 1, 1938