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By Elaine Carballo Siqueira Corrêa

Os aços rápidos são aços ferramentas de alta liga capazes de usinar metais a altas velocidades. Dentre estes, o aço rápido AISI M2 é um dos mais empregados, em função das boas propriedades alcançadas mediante a combinação de composição química e parâmetros de tratamentos térmicos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da temperatura de aquecimento na têmpera sobre a microestrutura e dureza do aço AISI M2 após revenimento em diversas temperaturas. Para tal, duas temperaturas de têmpera e cinco temperaturas de revenimento foram definidas. As transformações microestruturais foram analisadas por meio de microscopia eletrônica de varredura e difratometria de raios-X. A dureza foi obtida por ensaios Rockwell C. Foi observado que, de modo geral, o aumento da temperatura de aquecimento promoveu elevação nos valores de dureza do aço, sendo que, para a maior temperatura utilizada, notou-se a ocorrência do fenômeno de endurecimento secundário. As análises microestruturais revelaram a presença de maior quantidade de carbonetos nas amostras temperadas à menor temperatura.

Oct 30, 2017

By André de Albuquerque Vicente

Os aços inoxidáveis duplex caracterizam-se por apresentarem microestrutura bifásica, ferrítica-austenítica. A fração volumétrica ideal das fases é 50% de ferrita e 50% de austenita, entretanto, essa condição é de difícil obtenção quando realiza-se a união por soldagem a arco desses materiais. Neste trabalho estudou-se as melhores práticas de soldagem do aço inoxidável duplex UNS S31803 garantindo a obtenção de frações volumétricas ideais de ferrita e austenita. Foi soldado um corpo de prova pelos processos TIG e MIG-MAG. Para esse corpo de prova foi realizada a soldagem de um passe de raiz e um passe de reforço através do processo TIG e o preenchimento da junta através do processo MIG-MAG. Foram realizados os seguintes ensaios no corpo de prova: micrografia (metal base, ZAC face, ZAC raiz, face da Zona Fundida e raiz da Zona Fundida), medição da fração volumétrica de ferrita, microdureza Vickers (HV500), ensaio de tração da junta soldada, dobramento guiado, Charpy e ensaio de corrosão por pitting.

Oct 30, 2017

By Bernardo Martins Braga

O curto-circuito é um dos componentes dos modelos de compartimentos utilizados na análise das curvas de Distribuição de Tempos de Residência (DTR) de distribuidores para lingotamento contínuo. Foram identificados na literatura, no entanto, diversos exemplos de seu emprego incorreto. O presente trabalho discute a interpretação física do curto-circuito, as formas de sua quantificação e as consequências nocivas de sua presença sobre a limpidez do aço e o controle da temperatura do aço no molde. Mostra-se que o método de cálculo dos parâmetros dos modelos de compartimentos deve ser alterado caso haja curto-circuito no distribuidor. É constatado que o curto-circuito deve ser evitado durante o projeto de distribuidores destinados à fabricação de aços limpos devido ao risco de perdas metálicas por macroinclusões.

Aug 16, 2017

By Willy Ank de Morais

O estaqueamento profundo é necessário para obter fundações firmes e confiáveis, mesmo em solos de baixa resistência. Após completar a soldagem entre dois perfis, através do uso de talas, que compõe uma estaca de uma fundação profunda, essa união é inserida, juntamente com o restante da viga, através de uma máquina de estaqueamento. Neste processo a região da emenda pode sofrer choque térmico devido à umidade presente no solo. Este trabalho visa demonstrar a viabilidade da imediata inserção (‘cravação’) no solo de juntas entre perfis de aço ASTM A572 Grau 50, efetuadas através da operação de soldagem com eletrodo revestido (E 7018), simulada através de uma condição de maior criticidade pelo processo de arame tubular.

Oct 30, 2017

By Luana De Lucca de Costa

Este trabalho é um estudo sobre os aspectos tecnológico de sinter forjamento, onde são realizadas alterações nos parâmetros temperatura e deformação. Experimentos foram realizados para o estudo das variações microestruturais, e propriedades, tais como, densificação e dureza, e, ainda, quais as variações na força empregada para obtenção das deformações estabelecidas. A relação entre a tensão de atrito na interface e outras variáveis do processo é discutida e uma análise feita para o cálculo da distribuição da pressão e carga a partir das equações de equilíbrio. Os resultados são discutidos e os parâmetros de processamento envolvidos durante o processo de sínter forjamento são analisados.

Aug 8, 2018

By Cláudio Batista Vieira

Nos últimos dez anos grande atenção tem sido dada a tecnologia de realidade virtual, sendo sua aplicação cada vez mais marcante para o desenvolvimento de ambientes virtuais imersivos em diferentes áreas. Nesse trabalho é apresentada uma descrição da plataforma inovadora em realidade virtual de uma planta industrial de produção de ferro-gusa verde. O modelo 4D do alto-forno a carvão vegetal contempla o projeto detalhado de engenharia dos equipamentos e a partir da integração de softwares e hardwares foi modelado um ambiente tecnológico em realidade virtual de alto grau de realismo. Essa plataforma foi customizada para ser utilizada como Indústria-Escola de Educação Profissional para escolas técnicas, universidades, institutos de pesquisa, indústrias e museus. A Usina-Escola Siderúrgica utiliza um sistema de blended learning, agregando assim as vantagens existentes tanto na modalidade do ensino presencial tradicional, como na abordagem do ensino a distância.

Aug 1, 2018

By Wilton Pacheco de Araújo

A siderurgia gera grandes volumes de escória de aciaria como coproduto e precisa incrementar o aproveitamento desse material em novos processos para evitar a disposição em aterros, aumentando a competitividade do setor. Este estudo tem como objetivo caracterizar a escória de aciaria LD da Usiminas em Ipatinga-MG, buscando avaliar o seu potencial para uso como corretivo agrícola e fonte de nutrientes para agricultura. Foram utilizadas técnicas analíticas tradicionais e microscopia para determinar suas principais características. Os resultados mostraram que uma etapa a mais de separação por peneira (2 mm) no processo rotineiro de remoção de metálicos é possível produzir um produto com características químicas e granulométricas estáveis para se constituir um corretivo agrícola comercial. O material apresenta características superiores aos corretivos tradicionais, pois além de corrigir o pH, fornece nutrientes importantes para a agricultura. O processo mais lento de hidratação dos silicatos e de liberação dos nutrientes pode ser interessante para o fornecimento progressivo desses compostos dando longevidade ao corretivo, reduzindo potencialmente o custo de aplicação.

Aug 16, 2017

By Evandro Moraes da Gama

Os solos de capeamento de minas de minério de ferro, calcário, gnaisse, granito, entre outros, possuem um característica em comum, são solos lateríticos gerados a partir das intempéries e alteração das rochas citadas. Este fato proporciona a formação dos minerais caulinita, goethita, ilita, etc. na composição mineralógica desses estéreis. Em função de suas características químicas e mineralógicas esses estéreis argilosos podem ser utilizados como matéria-prima para produção de ligantes de alta resistência e de múltiplas aplicações. Nesse trabalho é apresentada a tecnologia flash para calcinação de solos de capeamento de minas para produção desses ligantes (PI 0604142-6A). Essa tecnologia permite processamento termoquímico de material pulverulento, ou seja partículas finas, o que não é possível em fornos convencionais de calcinação. No reator flash as partículas de estéreis argilosos são expostas a temperaturas moderadas durante frações de segundo, provocando o fenômeno de desidroxilação dos minerais hidratados contribuindo para a formação de metacaulinita, metagoethita, metailita, etc. Em função das condições cinéticas e termodinâmicas reinantes no processo os constituintes mineralógicos produzidos são amorfos e possuem uma alta superfície de reação, permitindo alcançar valores típicos de área superficial do ligante acima de 90 m2/grama. Os ligantes produzidos a partir desses estéreis apresentam aplicações em diversas áreas tais como indústria cimenteira, construção civil, pavimentação e metalurgia.

Aug 1, 2018

By Luciano Aparecido Kempski

O ferramental utilizado em processos de conformação é de grande interesse da Engenharia de Superfícies devido às características tribológicas específicas encontradas nestes processos. Portanto busca-se sempre melhorar o ferramental para se obter menores coeficientes de atrito, desgaste e adesão de material sobre a superfície da ferramenta, sendo empregadas diversas técnicas de tratamentos superficiais como a nitretação e os revestimentos depositados via PVD. Uma variável importante do par tribológico é o coeficiente de atrito desenvolvido entre as superfícies em contato nos processos de conformação a frio, portanto foram realizados ensaios de pino-sobre-disco e ensaios DST, para determinação de coeficientes de atrito em pares tribológicos. Desta forma, chapas de aço inoxidável austenítico AISI 304 foram conformadas sobre uma superfície de um aço ferramenta DIN X100CrMoV8-1-1, com o propósito de se conhecer o atrito desenvolvido entre os materiais. As amostras foram nitretadas a plasma e ou revestida com TiCN, posteriormente, a caracterização da microestrutura e as propriedades avaliadas através de ensaios mecânicos e tribológicos. O ensaios proporcionaram obter valores de coeficiente de atrito para as condições de tratamentos e lubrificação utilizados e as análises dos resultados mostram um aumento da dureza superficial das amostras tanto nitretadas quanto revestidas com TiCN e uma redução do coeficiente de atrito significativa quando se faz uso do revestimento.

Aug 8, 2018

By Vinicius Cardoso Ottani

Os processos de estampagem de materiais de alta resistência requerem o uso de aços ferramenta de alto desempenho, uma vez que a aplicação de pressões elevadas produz o desgaste acelerado das ferramentas de conformação, e até mesmo a ocorrência de falhas catastróficas e prematuras. Frequentemente, o desgaste de ferramentas é superado pelo aumento da dureza dos punções e matrizes, o que implica na diminuição da tenacidade. Esta estratégia, entretanto, não pode ser aplicada em operações de conformação de alta solicitação em que os componentes devem ser tenazes o suficiente para suportar as cargas elevadas envolvidas. A maior dureza retarda o início das trincas, porém também diminui a tenacidade do material, facilitando sua propagação. Uma dureza mais baixa, por outro lado, propicia maior resistência do material à propagação de trincas pela maior tenacidade, porém facilita sua nucleação. Constata-se então, que a relação dureza e tenacidade em aços ferramenta deve ser aprimorada através de um design microestrutural preciso, no qual ambas as propriedades possam ser melhoradas. O presente estudo buscou avaliar a vida útil de punções e matrizes de aços ferramenta AISI D2 e VF800AT limitada por trincas e lascamentos em processos de estampagem. O VF800AT apresentou resultado satisfatório e contribuiu para um aumento de até cinco vezes da vida útil da ferramenta quando comparada com o aço AISI D2. Os ferramentais empregados nesse trabalho foram também caracterizados em laboratório por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura. O superior desempenho das ferramentas produzidas em aço VF800AT é justificado pela sua superior tenacidade em relação ao AISI D2, devido a uma microestrutura composta de uma matriz de martensita revenida e carbonetos primários em menor fração volumétrica.

Jul 30, 2018

By Leonardo Sales Araujo

Ligas de zircônio encontram grande aplicação em componentes estruturais do núcleo de reatores nucleares, dadas suas vantagens como resistência mecânica e a corrosão e baixa seção de choque de nêutrons térmicos. Contudo, por se tratar de uma liga reativa e necessitar de homogeneidade química e microestrutural, requer processos de fusão especiais como refusão a arco em vácuo. No presente trabalho, foi produzido um lingote de liga de zircônio a partir de briquetes de zircônio esponja compactados e unidos por soldagem para a composição do eletrodo. Foram realizadas duas refusões para aumento do tamanho do lingote e aumento da sua limpeza. As duas fusões foram analisadas por meio de observação das variáveis de processo. Foi possivel corroborar a viabilidade do processo de fabricação do lingote de zircônio em duas etapas de refusão. A análise das variáveis de processo mostrou que a primeira etapa de refusão apresentou maior instabilidade durante a fusão, o que poderia afetar a estrutura de solidificação. Com isso, uma etapa de refusão foi realizada, com maior estabilidade, além de potencialmente propiciar maior grau de limpeza e homogeneidade da liga.

Aug 16, 2017

By Cristian Deiner Dutra

O desgaste dos metais afetam diretamente os componentes de um eixo de transmissão cardan. Este estudo analisou o desgaste apresentado pelo eixo cardan em contato com a luva interna e externa, até o momento da fratura. A análise da região fraturada se deu por imagens metalográfica geradas pelo Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV); e a análise química pelo sistema Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), contida também no MEV. Observou-se pela micrografia, uma fratura caracterizada pelo desgaste, agravada pelo esforço em fadiga. A análise química detectou ausência de importantes elementos químicos em aços com aplicações em desgaste.

Oct 30, 2017

By Etiene Pereira de Andrade

Em decorrência de índices de emissão de poluentes cada vez mais restritivos, de programas de incentivo à eficiência energética e do uso de fontes de energia renováveis, a indústria automobilística se renova e desenvolve tecnologias que permitam redução de massa dos veículos conciliada a bom desempenho estrutural e em serviço. Nesse contexto pode-se destacar o processo de Tailor Welded Blank (TWB). Esse processo permite que se reduza o número de reforços empregados no veículo, bem como a necessidade de um maior número de etapas de manufatura. Este estudo trata da caracterização das fraturas observadas em chapas obtidas pelo processo de TWB, para aplicação em portas laterais de veículos, quando submetidas à operação de estampagem profunda. Para a identificação da causa raiz foram realizados os ensaios de tração (de forma qualitativa, buscando apenas definir a região de falha), embutimento e análises metalográficas usando microscópio óptico (MO) microscópio eletrônico de varredura por feixe de elétrons (MEV). Os resultados indicaram que a fratura ocorreu na zona termicamente afetada, e não na zona fundida. Verificou-se, ainda, que a fratura ocorreu por esforços de tração simples, gerados pelo processo de estampagem do componente.

Oct 30, 2017

By Larissa de Barros Machado Vilela

O lingotamento contínuo é um processo de solidificação de aço líquido onde o conhecimento de suas variáveis é de extrema importância para a produção de aços de qualidade. Este processo contém um reator denominado distribuidor que se localiza entre a panela e o molde e tem como função tradicional, distribuir o aço que sai da panela para o molde, mas também realiza outras importantes funções. Devido a essa importância no processo, este trabalho objetivou realizar o estudo do escoamento do aço no distribuidor com duas configurações diferentes, sendo uma sem injeção de gás inerte e a outra com injeção de gás inerte. Neste estudo foram utilizados softwares para a realização das simulações matemáticas onde se podem notar as diferenças das curvas DTR, grandezas de turbulência e perfil de velocidade quando se tem ou não a injeção de gás inerte.

Aug 7, 2018

By Luís Marcelo Marques Tavares

Conforme apresentado na parte 1 do artigo, uma metodologia inédita de previsão de resultados de degradação mecânica de pelotas, desde a usina pelotizadora até o pátio ou forno do cliente, foi proposta, resultando no desenvolvimento de um simulador do processo, o qual permite inserir as características das pelotas produzidas, bem como o fluxograma de manuseio. A fim de demonstrar a utilidade já encontrada pela Samarco na aplicação do simulador, três estudos de casos foram apresentados: no estabelecimento, junto a um cliente, da faixa de tamanhos ótima das pelotas a serem fornecidas, que permitiu o aumento da sua resistência à degradação, minimizando os custos de produção; no auxílio à tomada de decisão em um projeto de expansão na instalação portuária em Ponta Ubú. O último estudo de caso tratou do apoio aos esforços de um cliente situado no Oriente Médio na identificação e tomada de decisão sobre ações que poderiam minimizar a degradação dentro de suas instalações.

Aug 16, 2017

By Clara Lana Bispo Fidelis

Nos últimos anos, um grande destaque na área dos biomateriais tem sido dado aos compósitos produzidos a partir de fosfatos de cálcio e biomateriais poliméricos, uma vez que podem ser empregados eficazmente em substituições do sistema ósseo e cartilaginoso. Este trabalho teve por objetivo desenvolver filmes poliméricos a partir de blendas entre dois polímeros biodegradáveis: o PLGA e o PHB, associadas ao BCP na forma de material particulado. Foram produzidas e caracterizadas duas formulações, 50/50 e 70/30 de PLGA e PHB, respectivamente. Em cada formulação dessas blendas foram introduzidas 10% e 25% de BCP, em relação à massa da matriz polimérica. Os compósitos foram processados pelo método Casting, sendo obtidos os compósitos pela evaporação do solvente utilizado - clorofórmio. É possível observar pela microscopia eletrônica (MEV) que as partículas de BCP formam uma fase dispersa em torno da matriz polimérica. A combinação destes materiais promoveu uma melhoria na performance mecânica dos compósitos. A conjugação de polímeros e biocerâmicas garantem elasticidade associada ao material polimérico, enquanto o BCP promove o aumento da rigidez e resistência à tração. Análises físico-químicas (DSC e DRX) demonstram a possibilidade de existir uma interface difusa entre os polímeros e a biocerâmica. Estes filmes parecem apresentar grande potencial para obtenção de biomateriais para substituições osteocondreais e/ou como membranas reabsorvíveis do periósteo.

Aug 8, 2018

By Geraldo Lúcio de Faria

O parafuso Tirefond é um importante componente da via permanente ferroviária. Ele é um componente de fixação responsável por fixar a placa de apoio que, por sua vez, garante a estabilidade dos trilhos. Este componente é comumente fabricado no Brasil por processos de conformação mecânica a quente de aços baixo carbono. Entretanto, com o aumento da carga transportada por eixo de locomotiva nos últimos anos, este componente tem falhado de forma recorrente em serviço. Com o objetivo de entender os efeitos dos filetes do parafuso sobre o comportamento mecânico do componente, este trabalho apresenta um estudo sobre a susceptibilidade do parafuso à concentração de tensões sob carregamento estático. Análises químicas por espectrometria de emissão óptica, análises microestruturais por microscopia óptica, ensaios de tração e dureza foram realizados. Por meio da aplicação de modelos computacionais, foi possível determinar a distribuição de tensões ao longo do parafuso, assim como entender as principais causas destas falhas recorrentes. Fazendo-se uso de modelos matemáticos de mecânica de fratura, associados a simulações computacionais de carregamento estático, foram propostas modificações no projeto original do parafuso que prometem melhorar o seu desempenho em serviço.

Aug 16, 2017

By Suzane de Sant’ana Oliveira

A exigência atual de novos materiais com alta resistência mecânica levou a um aumento da pesquisa abordando os aços de alta dureza e baixa liga. Estes aços possuem características que os qualificam para uma elevada gama de aplicações, dentre as quais destaca-se o uso em blindagem balística. O estudo das falhas decorrentes à altas taxas de deformação apontam como principal causa o surgimento das bandas de cisalhamento adiabático. Este trabalho visa caracterizar a microestrutura de um aço de alta dureza e baixa liga, após a realização de um ensaio balístico com um projétil 7.62x51 mm perfurante (Pf). A análise superficial do material foi realizada por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde pode-se observar a ocorrência de uma fratura após a formação da banda de cisalhamento adiabático (adiabatic shear band).

Aug 16, 2017

By Christoph Sedivy

Industrie 4.0 is slowly but surely arriving in the melt shops. Furnaces are being equipped with more and more sensors, digital models are increasing the degree of automation, and information is being shared between different aggregates within the plant. Because the electrode control system plays a key role in electric steelmaking, it naturally assumes an important position in the melt shop’s Industrie 4.0 strategy. In addition to reliable, state-of-the-art core regulation functionality, monitoring and reporting tools and the ability to communicate with other equipment are also required. Therefore, the latest generation of our electrode control system, the Melt Expert, was developed based on Industrie 4.0 design principles. Intelligent plant condition diagnostics, performance monitoring, and user-defined reporting are essential modules in this new system. With these functionalities, electrode control systems are developing into the information and control center of the furnace. A newly developed software app brings most relevant process information to mobile devices. This feature allows steelmakers to keep an eye on the performance of their equipment anytime and anywhere. This paper describes the new features of the electrode control system and shares our customers’ operational experience. Our focus is on the practical aspects of plant status monitoring, KPI reporting, and diagnostic functionality as well as the improvements achieved.

Oct 30, 2017

By Jorge Alberto Soares Tenório, Susana Marracini Giampietri Lebrão, Guilherme Wolf Lebrão, Jefferson Salvador de Moraes, Viviane Tavares de Moraes

Os resíduos de mineração ou lamas são derivados dos processos de extração e beneficiamento mineral e por sua vez são geralmente armazenados em barragens de rejeitos, que são passivos ambientais. Algumas formas de recuperação de materiais desses resíduos já foram desenvolvidas, contudo a sua aplicação principal ocorre pela incorporação destes rejeitos em agregados da construção civil, visando a diminuição da geração de resíduos. Desta forma o objetivo deste trabalho é a caracterização do resíduo de lama vermelha visando a identificação de elementos que viabilizem os processos de reciclagem para a diminuição dos rejeitos. Para isso se fez uso de técnicas ambientais de classificação de resíduos, tais como: determinação da umidade; classificação granulométrica; determinação da alcalinidade; MEV/EDS e fluorescência de raios-X. As análises de caracterização convergiram para os resultados quantitativos elementar de 8,3 % de Al; 3,8 % de Na; 6,3 % de Si; 0,4 % de Fe; 0,4 % Zr; 0,004 % de Y, 2 % Ti e 0,009 % de Sc. Esta caracterização pode definir parâmetros que influenciam nos métodos para a recuperação de metais.

Oct 3, 2019