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By Vitor Falcão Artacho

As ligas de alta entropia são sistemas de ligas multicomponentes onde os elementos constituintes estão em proporções atômicas equivalentes ou quase equivalentes. As ligas de alta entropia são materiais avançados com propriedades únicas e promissores como materiais estruturais. Contrário as fases intermetálicas ordenadas esperadas pela metalurgia clássica, fase simples em solução sólida com estruturas CCC e CFC têm sido encontradas nos sistemas de ligas de alta entropia. O objetivo do presente trabalho foi preparar e caracterizar as ligas selecionadas FeCrNiCoAlCu e FeCrNiCo(AlCu)0,5. A preparação da liga foi realizada em forno a arco voltaico em atmosfera protegida. A caracterização microestrutural foi realizada através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura e por difração de raios-X. A caracterização mecânica foi realizada por medidas de dureza Vickers e por ensaio de compressão a frio. Os resultados mostram que ambas as ligas são constituídas por soluções solidas de estrutura dendrítica. A microdureza e o limite de escoamento compressivo da liga FeCrNiCo(AlCu)0,5 foi superior à liga FeCrNiCoAlCu.

Aug 8, 2018

By Carlos Eduardo Pinedo

A nitretação dos aços inoxidáveis tem sido objeto de diversos estudos nas últimas décadas. O objetivo primordial é promover o endurecimento superficial e com isso elevar a resistência ao desgaste, sem comprometer a resistência à corrosão. Em vista disto, a nitretação sob plasma a baixa temperatura, abaixo de 430oC, tem se mostrado um processo eficiente para inibir a precipitação de nitretos de cromo e promover o endurecimento superficial pela formação de fases expandidas pela supersaturação de nitrogênio. Este trabalho mostra a formação de ferrita expandida em um aço inoxidável ferrítico. Para isso foi utilizada o processo de nitretação sob Plasma-DC na temperatura de 400oC por 20 horas em mistura gasosa contendo 75%N2 e 25%H2. Os resultados de Difração de Raios-X mostraram que a nitretação em baixa temperatura é capaz de formar uma camada nitretada de ferrita expandida. Em Microscopia óptica observa-se uma camada homogênea com profundidade média de 32 microns de profundidade e dureza média de 1296 HV promovendo um endurecimento superficial do aço inoxidável ferrítico em mais de 5 vezes sem que ocorra a precipitação de nitretos de cromo e, com isso, preservado a resistência à corrosão.

Oct 30, 2017

By Gabriel Gonçalves Pessoa de Castro

O trabalho teve por objetivo produzir uma liga Al AA1070 com microestrutura ultrafina via prensagem por canais equiangulares. O processo empregou a rota C com 2 passes consecutivos a frio e acumulou uma deformação ?2 = 2,38. O material de partida é proveniente de um processo de laminação a quente na qual a microestrutura resultante era composta de grãos grosseiros com tamanho de grão de 14,5 ± 19,1 ?m e dureza de 31,1 ± 1,9 Vickers. Foi realizada a caracterização microestrutural com o auxílio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de difração de elétrons retroespalhados. O comportamento mecânico das amostras foi avaliado por ensaios de dureza Vickers, a fim de se determinar a energia armazenada durante os passes. Os resultados obtidos mostraram que o material de partida apresentou estrutura parcialmente recristalizada, decorrente do processo termomecânico de laminação. A deformação cisalhante severa que ocorre na interseção entre os canais durante o processamento via ECAP permitiu um intenso refinamento de grãos. O tamanho de grão após o 2° passe foi da ordem de 1,6 ± 1,7 µm. A dureza após o 1° passe quase dobrou em relação ao material de partida, mas praticamente se manteve no passe seguinte, sugerindo uma possível estabilidade. Pode-se concluir que ocorreu um considerável refinamento do tamanho de grão em função da elevada fragmentação e rotação da subestrutura após os passes de deformação.

Aug 8, 2018

By Rudineli Demarque

Este artigo apresenta um estudo das características metalúrgicas, geométricas e microestruturais da soldagem TIG autógena aplicada em chapas de um aço AISI 304, o processo autógeno tipo cordão sobre chapa foi utilizado com a finalidade avaliar o comportamento deste aço quando submetido a ciclos térmicos distintos. A soldagem foi automatizada, na posição plana, e realizada com controle de velocidade com a finalidade de regular a energia adicionada ao material soldado. As variáveis de entrada foram a velocidade da tocha de soldagem TIG, e a corrente setada na máquina de solda. Foram avaliados os efeitos da variação da energia de soldagem sobre as características metalúrgicas do processo, sobre as características geométricas (penetração e largura) do cordão se solda, microestrutura, espaçamento dendrítico e microdureza da seção transversal da junta soldada. Os resultados indicaram uma forte influência sobre a geometria da junta soldadas, aumento de 28,5% na largura, 59,6% na profundidade e 44,6% na área, além de alterações microestruturais, aumento de 100% na quantidade de ferrita d, 12% na microdureza e 51,69% no espaçamento das dendritas no metal de solda, Além disso observaram-se ausência de defeitos nos passes isolados sobre as chapas.

Oct 30, 2017

By Luciano Gianizeli Rodrigues

Este trabalho estuda a obtenção da fase S livre de precipitados, a partir da nitretação a plasma de pós de aço inoxidável austenítico 316, e analisa a variação do parâmetro de rede (aS) em função das diferentes condições de tempo e temperatura de tratamento. Os pós com granulometria entre 38 e 54 ?m foram nitretados em reator a plasma pulsado DC, sob atmosferas de 80%N2 e 20%H2, pressões de 400 Pa, por tempos de 1 a 9 h, e temperaturas de 420, 450 e 470ºC. Os resultados mostram que para a temperatura de 420ºC o parâmetro de rede (aS) aumenta continuamente com o tempo de tratamento, atingindo a máxima expansão (8,5%). Com o aumento da temperatura e do tempo de tratamento, verificou-se um recuo em aS associado à perda de nitrogênio e conseqüente formação de nitretos. É possível obter na temperatura 420ºC após 9 h cerca de 37% de fase S livre de precipitados, o que mostra a necessidade de realização de experimentos adicionais ou do desenvolvimento de métodos de separação das partículas nitretadas das não nitretadas.

Aug 8, 2018

By Gabriela Grespan Câmara

O processo de galvanização a zinco utiliza como principal passivante o metal cromo na sua forma hexavalente. O presente trabalho estuda a remoção por zeólitas do íon cromo (VI) do efluente de uma indústria metalúrgica. Devido a grande concentração de Cr (VI) na amostra, primeiramente foi realizada uma redução deste metal utilizando metabissulfito de sódio, que é o agente redutor e de precipitação ideal para efluentes contendo concentrações de Cr(VI) acima de 100 mg L-1. Em concentrações menores o precipitado apresenta baixa cinética de sedimentação, necessitando de um polimento com um tratamento terciário. Este estudo foi realizado em coluna de leito fixo contendo zeólitas, onde foram filtradas soluções com concentrações de Cr(VI) variando de 0,5 a 10 mg L-1. O efluente tratado foi aplicado no topo da coluna e retirado pelo fundo. A partir dos dados de adsorção foram calculados as isotermas de adsorção (Langmuir e Freundlich). O modelo de Langmuir obtido mostrou-se significativo e preditivo com 97,93% de confiabilidade. A capacidade máxima da zeólita em remover cromo (VI) foi estimada em 0,02 mg de Cr(VI) g-1 de zeólita.

Aug 16, 2017

By Felipe Pereira Finamor

O aumento da razão da carga transportada por eixo tem sido fundamental para redução dos custos do transporte ferroviário, exigindo rodas de maior resistência mecânica, mas com tenacidade assegurada. Uma das estratégias é se adicionar aos aços microadições (< 0,5 % em massa) de nióbio e ou vanádio, os quais, em solução sólida na austenita atrasam sua decomposição em produtos difusionais, elevando a resistência mecânica dos aços. Neste trabalho foram avaliados dois aços com 0,7%C microligados ou não ao nióbio e molibdênio e produzidos pela MWL Brasil para a fabricação de rodas ferroviárias segundo a classe D da AAR (Association of American Railroads). Foram realizados ensaios dilatométricos em regime isotérmico com um dilatômetro Bähr DIL 805A do Laboratório de Transformação de Fases da Escola Politécnica da USP e análises metalográficas por microscopia eletrônica de varredura e microscopia ótica. Observaram-se atrasos na cinética de transformação austenita/perlita através da microadição de nióbio e molibdênio na ordem de 4 vezes, uma diminuição do espaçamento interlamelar da perlita transformada a 600ºC da ordem de 15% e um pequeno aumento da dureza dos produtos de reação no aço microligado.

Aug 16, 2017

Os mais importantes processos de redução de minério de ferro em fornos de cuba convivem, com maior ou menor intensidade, o problema de precipitação de carbono no interior de seus reatores. Para melhor conhecer os efeitos dos parâmetros operacionais desses processos sobre as cinéticas simultâneas de redução das pelotas de minério de ferro e de precipitação de carbono, foi definido um programa cooperativo entre a Samarco e o Grupo de Siderurgia da PUC-Rio. O presente trabalho é a parte 1 deste programa, que analisou o comportamento de pelotas RD nas temperaturas de 500, 700 e 900 °C, vazões de 60 e 90 NL/min e pressões de 1,2 e 2,5 atm, quando reagiram com os gases de topo e sopro típicos das regiões superiores (Zona de Redução-ZR) dos fornos de produção de ferro esponja (DRI). O tratamento dos resultados obtidos nos testes programados pelo método estatístico fatorial, permitiu identificar as cinéticas concorrentes e propor um modelo global baseado no principio da superposição. Finalmente, utilizando as curvas “Grau de Reação Global-GR versus tempo”, mostrou correlações plenamente compatíveis com os dados experimentais levantados e plena viabilidade de aplicação a outros processos de produção de ferro primário.

Aug 1, 2018

By Douglas Batista Mazzinghy

O Projeto Minas-Rio possui o maior circuito de remoagem do mundo com o uso de moinho Vertimill. O circuito foi comissionado no final de 2014 e vem apresentando desempenho conforme projetado. São duas linhas de remoagem sendo que cada linha possui oito moinhos Vertimill modelo Metso VTM-1500 e quatro baterias de ciclones, totalizando dezesseis moinhos e oito baterias de ciclones. O circuito é do tipo reverso e são utilizadas bolas de alto cromo de 12,5 mm de diâmetro como carga moedora. O moinho Vertimill é bem robusto e não apresentou problemas maiores durante os primeiros seis meses de operação. O presente trabalho faz uma avalição da operação destes equipamentos e compara os dados de projeto com os resultados industriais obtidos através de campanhas de amostragens.

Aug 16, 2017

By Diego Berti Salvaro

A morfologia, dimensões e composição química de tribocamadas são fortemente dependentes das pressões e temperaturas existentes no contato e oriundas das reações das superfícies entre si, com a atmosfera, com os lubrificantes e contaminantes presentes no contato. No presente artigo foi analisada a formação de tribocamadas em pares DLCaço inoxidável testados por 180, 500, 1000 e 2500 horas em atmosfera de gás refrigerante R134a sem a presença de óleo lubrificante. A caracterização foi realizada por microscopia eletrônica de varredura espectroscopia de energia dispersiva (MEV-EDS) (morfologia e composição química) e interferometria ótica de luz branca (dimensões). Nas análises por MEV-EDS foram identificadas tribocamadas que se apresentaram mais pronunciadas nas superfícies do aço inoxidável sendo as mesmas oriundas de transferências mútuas entre os pares tribológicos bem como oxidação. A espessura das tribocamadas, por sua vez variou de 100 a 500 nm. Os resultados revelam que as tribocamadas são quimicamente estáveis e que suas espessuras não variam significativamente após mil horas de ensaio.

Aug 16, 2017

By Mariana Carla Mendes Rodrigues

The present study deals with the effects of strain rate on the functional behavior of NiTi thin wires. The samples, in the austenitic condition at room temperature, were mechanically cycled 20 times by loading up to 6% strain followed by complete unloading, at 25°C. Four different quasi-static strain rates were assessed: 1x10-4, 1x10-3, 1x10-2 and 5x10-2s-1. The functional properties are described by means of critical stress to induce martensite, stress at maximum strain, energy dissipated per cycle and residual strain. The sensitivity of repeated cyclic deformation to strain rate is also analyzed in terms of phase stability. The results show that the fluctuation in the loading plateau, due to non-homogeneous transformation, increases with increasing strain rate. During cycling, it is observed that higher strain rates result in lower critical stress to induce martensite after the 5th cycle. However, the stress at maximum strain is higher at high strain rates, regardless the number of cycles. The accumulation of residual strain also increases with the strain rate due to the higher applied stress. During unloading, both the elastic deformation of stress-induced martensite and the reverse transformation seem to overlap at high strain rates. The dissipated energy behavior changes between the 1st and 20th cycle. No martensite is stabilized after training, but the intensity of the X-ray diffraction peaks of austenite increases with strain rate, as a result of stress relaxation.

Aug 17, 2017

By Alexandre Gonçalves Andrade

A Samarco Mineração utiliza combustível sólido para geração de energia térmica nas pelotas de minério de ferro. Este insumo torna possível a redução da utilização de gás natural na etapa de queima nos fornos de endurecimentos e ainda melhora a qualidade física das pelotas. O tamanho das partículas é chave para eficiência do processo e a cominuição destes combustíveis é realizada nas plantas de moagem da empresa, tanto para o antracito quanto para o coque verde de petróleo. Tradicionalmente, um dos principais itens de controle de moabilidade do insumo é o HGI (Hardgrove Grindability Index), que avalia a dureza do combustível sólido no processo de moagem. Porém, este parâmetro não reflete as dificuldades produtivas encontradas nas plantas de moagem da Samarco Mineração. Portanto, foi desenvolvida metodologia através de uma modificação da equação proposta por Bond para avaliação energética de moagem. A lei de Bond tem origem empírica e considera que a energia consumida na cominuição é proporcional ao comprimento das fissuras iniciais que se desencadeiam na quebra das partículas. A metodologia proposta, no presente trabalho, avalia com maior representatividade as dificuldades encontradas na cominuição destes insumos. Ainda, testes em planta piloto de moagem de combustíveis sólidos foram realizados para validação da abordagem.

Aug 1, 2018

By Masakazu Iida

In this article, technologies of unburned Al2O3-MgO (UAM) refractories are demonstrated in terms of microstructure evolution. During operation, Mg2+ diffuses from MgO to Al2O3 through the liquid phase to form spinel (MgAl2O4) network. Molten slag tends to penetrate along the voids in the spinel network structure and spinel dissolves in the penetrated slag. Therefore, maintaining a high degree of spinel saturation in the penetrated molten slag is important. In order to achieve the condition described above, suppression of overall mass transfer through penetrated slag is effective. This is achievable by evolution of complicated spinel network structure with small pore diameter, which increases the flow resistance of molten slag. Thus, optimization of refractory composition and fabricating conditions, with the aim of creating on improved spinel network, is essential. The effectiveness of spinel network improvement was validated by commercial applications. According to the investigation of UAM brick after use, further densification due to heating under restrained conditions was recognized. Hence, it was concluded that the evolution of the spinel network structure in UAM refractories is essential technology needed to improve durability.

Oct 30, 2017

By Davidson Marcos de Oliveira, Antonio Adel dos Santos, Vicente Tadeu Buono

The benefits of using the controlled rolling process followed by accelerated cooling (TMCP), currently used in the main rolling mills in the world are already well known and metallurgically based. The need to obtain mechanical properties with a high degree of homogeneity means that in some situations the ends of the rolled material are discarded, negatively affecting the metallic yield of the process. Therefore, this work focused on the determination of the mechanical properties variation at the ends of thick plates processed by TMCP of steels for application in oil and gas pipelines, in order to map the extent of these differences and to correlate them with the microstructure obtained, the profiles of temperature and cooling rates in these regions. To perform the work, two slabs of the studied material were rolled, and the temperature profile was recorded along the plate in the controlled rolling and accelerated cooling processes. The ends of the material were sampled in sections at every 100 mm and subjected to tensile test, hardness and the Charpy V-notch impact test, as well as dilatometry and microstructure evaluations. For the used process conditions, the results indicated the formation of a banded microstructure, basically consisting of polygonal ferrite and bainite, occasionally containing small fractions of perlite. The mechanical properties in the top and the base were higher than the values found in the plate middle, justified by the microstructure found. The work allowed understanding the relationship between the mechanical properties, microstructures and process conditions at the ends, helping the team to improve the process in order to result in a high degree of homogeneity of the product and, thus, lead to optimization of the metallic yield.

Oct 1, 2019

By Rafael Arthur Reghine Giorjão

Microestrutura e propriedades mecânicas de tubos de aço inoxidável superduplex SAF 2507 processados por soldagem por atrito com pino não consumível foram analisadas. Juntas de alta qualidade foram produzidas com sucesso utilizando ferramentas de nitreto de boro cúbico policristalino (PCBN), controle de força de 38 kN, velocidade de avanço de 50 mm/min, velocidade de rotação de 200 RPM. Ensaios de dureza e tração foram realizados, evidenciando aumento de dureza na zona de mistura e falha no metal de base. Simulações térmicas calcularam temperaturas globais máximas em torno de 1176 °C e diferentes ciclos térmicos ao longo da espessura da junta, conferindo diferenças microestruturais e mecânicas nestas regiões

Oct 30, 2017

By Filipe Sathler

Mediante efeitos de sazonalidades do mercado Siderúrgico, períodos de crise, aliados às necessidades de reparos de equipamentos, os Altos Fornos são, eventualmente, submetidos ao desligamento. O procedimento específico mais utilizado é o Blowdown, com o abaixamento de carga até nível de ventaneiras, facilitando posterior limpeza e reparo. Para sucesso deste procedimento, é essencial um planejamento adequado das atividades. Informações técnicas e experiências operacionais permitiram o embasamento teórico e a execução do Blowdown do Alto Forno 03 da ArcelorMittal FCSA (Tubarão). Como preparação, foi efetuado o aumento do fluxo periférico (remoção de cascão) e o aumento da permeabilidade do Cadinho (maior circulação de líquidos, limpeza e drenagem). Realizou-se também a preparação de equipamentos específicos e controle dos parâmetros operacionais. O abaixamento de carga foi devidamente realizado conforme planejado, até o nível de ventaneiras e permitindo paredes internas livres de cascões.

Aug 16, 2017

By Evandro Armini de Pauli

Os aços inoxidáveis duplex apresentam propriedades superiores, quando comparados aos aços austeníticos e ferríticos, tornando-o bastante competitivo no mercado, inclusive na substituição dos aços AISI 316 e 316L. A soldabilidade dos aços duplex baixa liga, como o UNS S82441, não é tão boa quanto a dos austeníticos, exigindo um controle rígido da composição química do metal de solda e dos ciclos térmicos de soldagem, que afetam a fração volumétrica de austenita na junta soldada. O modo pelo qual o material é transferido no arco determina a estabilidade do processo e afeta fortemente a qualidade/geometria do cordão. O presente trabalho tem como objetivo estudar o formato do cordão de juntas soldadas do UNS S82441 comparando-o com os tipos de formato de onda da corrente de soldagem. Foram utilizados os processos MIG/MAG convencional, pulsado e curto-circuito controlado na realização de cordões de solda em chapas de dimensões de 100x300x6,1 mm com material de adição de arame tubular de núcleo metálico segundo a norma AWS A5.22 e gás de proteção com 98%Ar + 2%CO2. O metal de base foi caracterizado macroestruturalmente. Nas juntas soldadas foram realizadas macrografias para obtenção das características geométricas. O ataque eletrolítico foi efetuado com ácido oxálico 10%. Os resultados mostraram que a maior penetração e largura do cordão ocorreram para o MIG/MAG pulsado. O valor para a penetração foi de 4,3 mm e da largura 11,2 mm.

Aug 8, 2018

By Guilherme Santos Garcia

Este trabalho tem por objetivo avaliar a sinterização a plasma do alumínio com a utilização da técnica Active Screen, em comparação com o processo em forno resistivo. Foi utilizado pó de alumínio atomizado, com granulometria entre 30 e 100µm, sendo misturado junto aos pós cerca de 1% em massa de estearato de zinco como agente lubrificante. Foram confeccionados corpos de prova com 13mm de diâmetro e 10mm de altura. A compressão dos pós se deu através de uma prensa hidráulica, de ação simples, utilizando pressão de compactação de 600MPa. O tempo te sinterização foi mantido em 60min a temperatura de 500ºC, utilizando atmosfera de nitrogênio. Foram realizadas medidas de densificação, antes e após a sinterização, medição de rugosidade e microdureza superficial, bem como análises em MEV da superfície das amostras. O processo a plasma se mostrou satisfatório, sendo capaz de produzir amostras com boa densificação. As medições de microdureza superficial evidenciaram valores semelhantes entre os processos, sendo a amostra sinterizada via plasma a apresentar menor variação de microdureza. Através da análise de EDS das imagens, foi identificada a presença de estearato de zinco em ambos os processos, evidenciado que a extração do lubrificante não foi totalmente eficaz. Ainda, houve uma leve redução da rugosidade no processo a plasma em relação ao convencional.

Aug 17, 2017

By Vitor Guarnier Domiciano

Pre-shaped refractory burner blocks play an important role in reheating furnaces operation and melt shops production since they are responsible for heating the billets/plates so that they reach the temperature required for lamination. This paper presents the main characteristics and properties of a new refractory castable developed for pre-shaped burner blocks, which significantly improved the performance of reheating furnaces burner blocks. Tests carried out in 3 different melt shops have shown that the new refractory castable was able to extend the service life of the refractory burner blocks from 1 year (standard product) to more than 3 years (new castable), showing perfect conditions to continue operating for a longer period.

Oct 30, 2017

By Thiago Viana de Oliveira Turra

Foi estudado o comportamento do resultado de dureza com o acréscimo de tempo de patamar de tratamento térmico para alívio de tensões, em juntas soldadas com processos MAG e TIG. Utilizou-se o metal base ASTM A743 CA6NM, um aço inoxidável martensítico usado na fabricação de rotores para geração de energia hidroelétrica, e o consumível de soldagem AWS A5.9 ER410NiMo. No processo MAG, foi usado o gás mistura de 96% Ar + 4% CO2, e no processo TIG o gás 100% Ar. Para cada processo, foi soldado um corpo de prova, que foi cortado em sete fatias ao longo do comprimento. Observou-se redução na dureza do estado “como soldado” para o primeiro ciclo de oito horas de patamar. Nos demais ciclos a variação encontrada não tem significância dentro da dispersão da amostragem.

Oct 30, 2017