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By Rodrigo Monzon Figueredo

A qualificação dos aços utilizados na construção de dutos para serviço ácido geralmente se faz através de testes laboratoriais em meios corrosivos normatizados, sendo os mais utilizados as soluções descritas nas normas NACE TM0284 e TM0177. Neste trabalho, o processo corrosivo do aço API 5L X52MS foi estudado por meio de curvas de polarização potenciodinâmica do material exposto às soluções 284-B, 177-A e 177-B. As taxas de corrosão desse tipo de aço foram determinadas em cada meio, concluindo-se que a severidade do meio de teste se reduz com o incremento do pH, o qual tem impacto direto sobre a solubilidade dos produtos de corrosão e também sobre a difusão de hidrogênio atômico para o interior do material.

Oct 30, 2017

By Jheison Lopes dos Santos

Neste trabalho, pela primeira vez, o sistema cerâmico Al2O3-Nb2O5-LiF teve suas propriedades mecânicas investigadas. Foram investigadas diferentes composições, em peso, para o composto (Al2O3–4%Nb2O5)–nLiF, com n variando entre 0 e 1,50%, a três temperaturas de sinterização diferentes (1300, 1350 e 1400 ºC). Como caracterização mecânica, avaliou-se a microdureza Vickers para todas as composições. A adição de LiF que apresentou os maiores valores de densificação teve seus módulos de Young e de cisalhamento, e as velocidades de ondas elásticas determinadas. Os resultados mostraram que todas as adições de LiF elevaram a microdureza do composto Al2O3–4%Nb2O5. Este fato pode estar relacionado com a densificação e fases obtidas após a sinterização. A adição de 0,5% de LiF ao composto cerâmico Al2O3-4% Nb2O5, promovendo maior densificação, quando sinterizado a 1300 ºC obteve valores de propriedades elásticas comparáveis aos obtidos por Al2O3–4%Nb2O5 sem LiF, sinterizado a 1400 ºC. Os resultados relevaram ainda uma coerente correlação entre dureza, módulo de elasticidade e densificação. Dessa forma, a adição de fluoreto de lítio ao sistema cerâmico alumina-nióbia possibilitou a redução em pelo menos 100 ºC na temperatura de sinterização, com propriedades mecânicas comparáveis.

Oct 30, 2017

By Francisco de Assis Altera

Os custos com reparos e substituições de peças, que são submetidas a trabalhos que proporcionam desgastes dos mesmos significam elevadíssimos gastos para as empresas. Os testes de campo geralmente são caros, além de necessitarem de um longo tempo para serem completados. A partir do momento que se notou a necessidade do desenvolvimento de materiais com maiores resistências ao desgaste começou a ser feitas várias pesquisas na área de desgaste abrasivo. De acordo com trabalhos realizados, pode-se concluir que existe uma grande variedade de parâmetros que influenciam os mecanismos de desgaste de maneira geral. Neste trabalho estudou-se o coeficiente de atrito bem como a resistência ao desgaste por abrasão em dois tipos de materiais, sendo uma amostra com revestimento de níquel e uma amostra revestida com liga binária de níquel com 7,3% de cobalto. O enfoque principal foi centrado na taxa de desgaste por abrasão, caracterizado pelo atrito de partículas entre dois corpos em contato. Como material abrasivo foi utilizado uma suspensão de diamante com diferentes granulometrias e foram aplicadas cargas diferentes, totalizando oito ensaios. Nestes, foi possível observar que maiores desgastes estão diretamente relacionados com material de maior dureza, abrasivo de maior granulometria e menor carga aplicada.

Aug 16, 2017

By Susanne Hahn

The Siemens VAI software model DynaPhase calculates thermodynamic properties depending on the chemical analysis of steel. It can be used online together with Siemens VAI’s secondary cooling model SIMETAL Dynacs 3D which is a unique feature. Offline it can be used to investigate the thermodynamic properties of steel grades and therefore supports the development of new grades. The core of DynaPhase is a substitutional solution model for the Gibbs free energy to calculate multi-component phase diagrams. The parameters of this model are determined by employing the CALPHAD approach. This model is combined with a microsegregation model to account for the interdendritic solidification process. New DSC (differential scanning calometry) measurements of the department of metallurgy of the Mining University of Leoben have been used to improve the DynaPhase database for high Al or Si concentrations. By comparing this experimental data to calculations it has been found that some of the widely used commercial software tools do not describe the ternary system FeAlC for high aluminum concentration correctly. In this paper we will show how thermal properties of high Al grades change with the optimized database and what impact this has on the secondary cooling of continuous casting, e.g. how the solidus point shifts on the strand. Moreover we will show that the online use of DynaPhase has many advantages for the production. Since DynaPhase uses the actual chemical analysis of the steel grade and not just concentration ranges or averaged concentrations it is possible to optimize the cooling strategy during casting for the actual chemical analysis of the actual heat.

Jul 30, 2018

By Benito Barbabela e Silva

O pelotamento é a mais complexa etapa de aglomeração de finos de minério de ferro. Sua resposta é naturalmente oscilante, sendo bastante influenciada pelas características físicas obtidas nos processos de beneficiamento mineral que a precedem e tem papel crucial para a etapa de tratamento térmico de sinterização à jusante. O presente trabalho aborda o processo de classificação de pelotas verdes, sólidos singulares de aspecto deformável e pegajoso, em peneiras de rolos por modelamento por aplicação de Método dos Elementos Discretos. Esta técnica mostra-se como uma importante ferramenta pois supera as limitações impostas na modelagem física (quantificação e identificação de fluxos por ausência de instrumentação em escala industrial, amostragem sem representatividade) ao reproduzir de forma verossímil as repostas do sistema para importantes variáveis de controle: comprimento de gap, umidade, dispersão de tamanhos e resistência das pelotas.

Oct 30, 2017

By Marco Antonio Meggiolaro

Most cyclic plasticity models used in multiaxial fatigue life predictions are based on a concept of a yield surface, which divides the elastic and plastic domains. Plastic straining occurs when the stress state reaches the surface and tries to move outward. Subsequent plastic straining causes the stress state to remain on the yield surface, which will translate to prevent the stress point from moving outside it according to a kinematic hardening rule that models the Bauschinger effect. The accurate modeling of the yield surface shape is fundamental to predict stress-strain relations. In this work, the main yield surface equations for isotropic materials are compared. Even though most materials can be modeled using Mises and Tresca surfaces, other need to consider the effect on the yield strength of the hydrostatic stress or the normal stress acting on a critical plane. It is shown that pressure-sensitive models originally devised for concrete can be applied to predict yielding in some materials, and even fatigue life for metallic structures with short cracks.

Aug 8, 2018

By Brunno Spinelli Pimentel

Ambientes contendo H2S e CO2 impõem condições severas a componentes fabricados em aços, já que estes podem sofrer corrosão com perda de propriedades mecânicas e falha das instalações. Uma preocupação é a quantificação dos fenômenos envolvendo difusão do hidrogênio atômico, o qual (seja pelo gás H2 em interfaces ou pela interação com ligações atômicas ou discordâncias) pode causar redução nas energias superficiais de fraturamento prejudicando ductilidade e tenacidade. Neste cenário, este trabalho investiga a fragilização por hidrogênio em um aço microligado API 5L X65 sour obtido de um tubo de diâmetro externo 32” e espessura de parede 20,6 mm fabricado pelo processo UOE. Amostras longitudinais e transversais de tração (ASTM E8/E8M) foram extraídas e imersas em solução saturada com H2S. O eletrólito empregado foi a solução A (ácido acético contendo cloreto de sódio) da norma NACE TM0284-2011, fazendo-se purga com N2 e injeções de H2S. Os tempos de imersão foram de 0, 96 e 360 horas, sendo os ensaios de tração realizados após doze dias do término da imersão. Os resultados não revelaram efeito estatisticamente relevante na resistência mecânica, na evolução tensão-deformação e tampouco no módulo de tenacidade. Entretanto, foi observado maior espalhamento dos resultados advindos de amostras submetidas a H2S. Esse comportamento sugere que o hidrogênio influenciou no micromecanismo local de fraturamento, mas com inexpressivo comprometimento das propriedades monotônicas macroscópicas. Tal desempenho pode ser fruto da microestrutura com grãos refinados e do baixo nível de inclusões encontrado, indicando poucos e uniformes sítios de ancoramento de hidrogênio irreversível.

Aug 8, 2018

By Pietro Palma

Universal cardan joints are widely used in drivetrains of rolling mills for steel and aluminum making, as well as for non ferrous alloy industry. Working conditions are extremely tough due to high alternating or pulsating rolling torques in the roughing stands and high torques and speeds in the finishing stands. Overloads and lubrication along with oxide and slag are also critical issues that contribute to create severe working conditions. For a constant and reliable power transmission rolling mills performance and uptime rely on Universal cardan Joints which are the most critical equipment of the drivetrain. Fatigue assessment of the most important components of the Universal cardan Joint is therefore definitely vital for the mill in order to avoid failures and consequently downtimes. Considering the component’s dimensions and weight and in addition the time needed in order to reproduce full scale tests, a new approach to study the Universal cardan joint’s main components fatigue behavior has been investigated. It consists in reproducing the local stress condition of the main joint components on small scale specimens that can be tested by conventional laboratory fatigue machines. The aim of this study is to analyze the most critical stress concentration areas in the universal cardan joints highlighting how a universal cardan joint Wöhler curve can be determined through laboratory tests of small scale specimens.

Aug 16, 2017

By Ana Larissa Melo Feitosa

Devido ao crescimento acelerado da construção civil e ao alto consumo de produtos metálicos nessa área, cada vez mais procuram-se, nesses materiais, propriedades que se adequem às diversas necessidades do mercado. O conhecimento microestrutural desses materiais, bem como a manipulação da microestrutura pela utilização dos tratamentos térmicos, é de extrema importância para garantir a segurança no desenvolvimento de novas construções. Para analisar e entender as mudanças que os tratamentos térmicos podem oferecer, utilizou-se como material de pesquisa, vergalhões da classe CA-50, visto que esse é o mais comum no mercado nacional atual, e realizouse o estudo de suas propriedades e de sua microestrutura em três estados distintos: como recebido, temperado em água e recozido ao forno. As propriedades e características dos três estados foram comparadas e analisadas por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de tração e microdureza, objetivando-se compreender a relação entre as alterações microestruturais promovidas pelo processo de tratamento térmico e as propriedades mecânicas resultantes. A análise por microscopia óptica foi utilizada com o objetivo de se determinar constituintes e fases presentes nos diferentes estados. A análise por microscopia eletrônica teve como ênfase o estudo da fratura após o ensaio de tração. Os resultados encontrados ficaram em concordância com os esperados, em termos de propriedades e microestrutura.

Feb 6, 2018

By Felipe Beluche Lima, Caio Augusto Silva Santos

Brazil is the largest producer of crude steel in the Americas by BOF process and many challenges come along with the increasing market demand. In the BOF, a tubular wall hood structure has been showing premature failures related to the overlay welded tube technology placed in the hood wall. The main root causes were: thermal fatigue at 1800°C, hot spot formation, high heat-affected zone (HAZ) leading to susceptibility of stress cracking, carburizing corrosion and superficial wearing. Based on that, co-extruded tube technology (named composite tube by Sandvik) was the alternative chosen to enhance hood performance without compromising BOF process. In order to rises safety and productivity, composite tube has 100% metallurgical bond assuring stable expansion, high heat exchange efficiency, better corrosion resistance and less rough surface finishing. It was highly suggested to many others mills due to similar and already existing reported cases.

Oct 1, 2019

By Diana Pérez Escobar

O efeito do caminho de solidificação de um aço High Temperature Processing (HTP) API 5L X65 com 0,09 %Nb, 0,039%C e 0,54% Mn (percentagem em massa) na segregação, microestrutura e distribuição dos precipitados de Ti,Nb(C,N) foi estudado por microscopia ótica, eletrônica de varredura (MEV) e simulação computacional (ThermoCalc e DICTRA). Os resultados foram comparados com os de um aço microligado comercial com 0,04 %Nb, 0,09%C e 0,97 %Mn. Foi encontrado que o principal parâmetro que influencia no caminho de solidificação é o teor de C, o que está de acordo com a maior micro e macrossegregação observada no aço microligado comercial, em comparação ao aço HTP.

Oct 30, 2017

By Ryoma Fujiyoshi

In this article, the technologies of highly durable MgO-C bricks for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters are demonstrated. On the bases of our recent investigations, wear of scrap impact zone and bottom tuyere are explainable in terms of crack initiation and propagation. Theoretically, crack propagation in brittle material is regarded as generation of new crack surface area. It occurs when the elastic strain energy stored in the material exceeds the energy required to generate a new crack surface area. Since the overall energy consumed for crack propagation until fracture is evaluated by fracture energy, materials exhibiting high fracture energy can be regarded as materials with high fracture resistance. Therefore, two fracture energy-improving technologies for MgO-C bricks were developed. One is matrix reinforcement and the other is carbon bond enhancement. These technologies were applied to bricks for the scrap impact zone and bottom tuyere. As a result of commercial applications, notable decreases in wear rates were recognized for high fracture energy materials for the scrap impact zone and bottom blowing tuyere of converters.

Oct 30, 2017

By Anna Carolina Cerqueira Neves

As fibras sintéticas vêm sendo gradualmente substituídas por fibras naturais. Em comparação com a fibra sintética, fibra natural demonstrou vantagens econômicas e ambientais. Visto que apresenta características interfaciais com matrizes poliméricas que favorecem a absorção de energia de alto impacto pela estrutura. No entanto, até agora pouco foi avaliado sobre a fibra de cânhamo incorporada em matrizes poliméricas. Este estudo tem o objetivo de avaliar a resistência ao impacto deste tipo de compósito com matriz de poliéster reforçada com diferentes porcentagens de fibras de cânhamo. A resistência ao impacto aumenta proporcionalmente com a quantidade relativa de fibras incorporadas como reforço na matriz polimérica. Este desempenho foi relacionado com a dificuldade de ruptura imposta pelas fibras, resultante da interação da matriz de fibra de cânhamo / poliéster de forma a ajudar a absorção da energia de impacto.

Aug 17, 2017

By Elaine Cristina de Azevedor

Em serviços de radioterapia são utilizados acessórios confeccionados com diversos tipos de polímeros para auxiliar no posicionamento dos pacientes durante o tratamento e na execução das rotinas de trabalho. A radiação gama pode causar nos polímeros degradação de sua estrutura molecular, dificultar a sua na assepsia e seu reduzir o tempo de vida útil. Neste trabalho é apresentado o estudo da degradação causada pela exposição à radiação gama em polímeros utilizados em serviços de radioterapia. Amostras de policarbonato (PC) e polipropileno (PP), foram expostas a doses de radiação gama de 5 kGy e 25 kGy, sendo analisadas por espectrometria de absorção na região do infravermelho e indentação instrumentada. O PC apresentou indícios de fragilização a partir de 5 kGy, reduzindo o tempo de vida útil e o PP apresentou se adequado para o uso em serviços onde haja exposição à radiação gama.

Aug 8, 2018

By Rosa Maria Sales da Silveira

O objetivo do presente trabalho foi caracterizar a camada de óxido formada na superfície externa de tubos de reforma retirados de serviço após diferentes tempos de operação, em função da temperatura em que os mesmos estão expostos que varia com altura dos tubos. A caracterização consistiu da análise morfológica da camada de óxido utilizando um microscópio eletrônico de varredura de alta resolução e mapeamentos de composição química por EDS para verificar a distribuição dos óxidos presentes na mesma. Observou-se que a distribuição dos diferentes óxidos apresentou uma sequência padrão e que a camada de óxido aumenta com a temperatura e tempo de operação, bem como a camada subsuperficial empobrecida de carbetos de cromo.

Oct 30, 2017

By Rogerio Martelli

Os mancais de rolamento dos rolos secadores da linha de estanhamento eletrolítico da CSN são expostos a severa contaminação por água e ácido sulfúrico. O tempo médio entre falhas (MTBF) de cada rolamento da linha é de apenas 30 dias. A CSN aceitou realização de teste com um par de rolamentos autocompensadores de rolos vedados que foram montados em um rolo, com a supervisão da SKF. Os rolamentos do teste operaram por mais de 150 dias, apresentando sobrevida superior a 400% até o momento, sendo que ainda continuam em operação. Há cerca de 60 rolamentos operando simultaneamente na linha, sendo que a solução poderá ser replicada para os demais pontos, aumentando a vida em serviço dos rolamentos e reduzindo custos de manutenção.

Oct 30, 2017

In today’s competitive steelmaking environment, the optimization and continuous supervision of the blast furnace process is of major importance. Modern probes and process measurement systems can assess the specific operation of the blast furnace. They provide a better and detailed process understanding and control. The benefits are even more important when they are combined with process models and expert systems. Everyday operation, productivity and even the lifetime of a blast furnace can be significantly improved by collecting, interpreting and acting upon such process data correctly. Only a comprehensive knowledge of the various process phenomena together with measurement of process variables inside the blast furnace enables the operators to optimize coke and fuel rates, to run the blast furnace smooth, reliable, and safe, and to make best use of the available raw materials. While the improvement of the blast furnace process with respect to productivity remains the main task, also, the timely identification of abnormalities and the assessment of process variations is an objective. This paper describes the blast furnace measurement systems that are available for everyday automatic use and provides an understanding for the possibilities of modern probes. The different applications are daily blast furnace supervision, charging process optimization, and observation of the internal state. Finally, the paper gives recommendations on probe configurations for different blast furnaces sizes, considering both a technical and an economical point of view.

Aug 2, 2018

By João Júnio Pereira Lino

Este trabalho tem como objetivo demonstrar a aplicação das técnicas de laminação termomecânica de aços microligados para obtenção de propriedades mecânicas elevadas em um laminador Steckel. O processamento de um aço com composição química favorável à obtenção de propriedades mecânicas compatíveis com o grau X60 especificado na norma API 5L é demonstrado. Foram alcançados limites de escoamento a 0,5% de deformação e a resistência à tração mínimos de 473MPa e 549MPa respectivamente, alongamento médio de 38%, razão elástica em 86% e temperatura de transição dúctil frágil em torno de -50°C atendendo às especificações da norma.

Aug 17, 2017

By Rafael Utsch Braga

Neste trabalho foi analisada a influência da microestrutura de diferentes composições químicas de aço de alta resistência (HSS, do inglês High Strength Steel) na resistência à corrosão sob tensão assistida por sulfetos (SSC, do inglês Sulfide Stress Corrosion). Quatro aços ao boro com quantidades variáveis de V e Ti foram tratados termicamente para atingir propriedades mecânicas de aços de alta resistência. A resistência à corrosão do material foi avaliada de acordo com a norma NACE-TM0177 Método D, utilizando corpos de prova do tipo DCB. A microestrutura dos aços foi caracterizada utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) através da análise de réplicas de carbono, por meio das quais foram determinados o tamanho e a distribuição dos precipitados, cuja composição química foi avaliada através de espectroscopia por dispersão de energia (EDS). Foi observada uma influência do teor de V, sendo o acréscimo de V favorável ao aumento da resistência à corrosão. O aumento do tamanho médio de precipitados de CrMo através do coalescimento dos mesmos também mostrou-se eficaz para melhorar a resistência a corrosão sob tensão em meio contendo H2S. As propriedades mecânicas e o tamanho de grão foram também avaliados, no entanto sem encontrar correlação com a resistência a corrosão sob tensão.

Aug 7, 2018

By Paulo Conceição, Carlos Sampaio, Carlos Petter, Ariane Kuerten

The Sensor Based-Sorting technology is an emerging technology applied in mineral separation and concentration. The technique consists in using a method known as Dual Energy X-ray Transmission sorting (DE-XRT). The particle's position over the conveyor belt was evaluated and, despite de variability of results, shows that there is no a position with greater accuracy on the sensor's reading. Results obtained indicated that DE-XRT sorting technology was able to significantly reduce the mass and the ash content of the ore feed, being an interesting option for reduction of costs and improvement of coal quality in beneficiation plants.

Oct 3, 2019