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Os ferros fundidos branco alto cromo (FFBAC), são amplamente empregados na fabricação de componentes sujeitos ao desgaste abrasivo, especialmente no setor de mineração. Muitos estudos e pesquisas estão sendo desenvolvidas com objetivo de aumentar a vida útil dos componentes submetidos as solicitações de desgaste abrasivo, pela adição de elementos químicos formadores de carbonetos duros do tipo MC, como o nióbio. Este trabalho constituiu-se na avaliação da influência adição de 0,3%, 0,6% e 1,0% em massa de nióbio em uma liga de FFBAC, conforme norma ASTM A532-19 classe III tipo A, em comparação com a mesma liga sem a adição de nióbio, submetidas ao clico térmico de recozimento, têmpera e revenimento. As técnicas de análise utilizadas foram: espectrometria de emissão óptica, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX), espectrometria de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES), metalográfica qualitativa e quantitativa por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) complementada pela análise de espectro e mapa composicional EDS, difração de raios-X, macrodureza Rockwell C, microdureza Vickers, ensaio de Charpy e ensaio de desgaste pela técnica roda borracha à seco. Foi avaliado que a microestrutura se constituiu de uma matriz martensítica, com carbonetos eutéticos (Fe, Cr)7C3, promoveu a formação de carbonetos secundários do tipo (Fe, Cr)7C3 e Cr23C6 com a presença de austenita retida em todas as amostras estudadas. Foi observado a presença de carbonetos NbC de morfologia compacta (hexagonal e circular) e não compacta (em formato de agulhas e de gancho). A adição de nióbio promoveu uma redução na fração volumétrica de carbonetos M7C3 e aumento na fração volumétrica de carboneto NbC, assim como uma redução no espaçamento entre os carbonetos M7C3 e aumento na microdureza da matriz. Quanto a macrodureza superficial e a energia ao impacto, não foi observado alterações estatísticas. Quanto ao volume perdido no ensaio de desgaste abrasivo, houve uma redução de 27%, 16% e 22%, respectivamente para as ligas contendo 0,3%, 0,6% e 1,0% em massa de nióbio, quando comparada a liga base sem adição de nióbio. Sendo o mecanismo de desgaste atuante por deformação plástica preferencialmente na matriz por sulcamento e com pouca presença de micro corte. High chromium white cast irons (HCWCI) are widely used in the manufacture of components subject to abrasive wear, especially in the mining sector. Many studies and researches have being developed with the objective of increasing the useful life of the components subjected to abrasive wear by the addition of chemical elements that form hard MC carbides type, like the niobium. This work constituted the evaluation of the influence of 0.3%, 0.6% and 1.0% in mass of niobium addition in an HCWCI alloy, according ASTM A532-19 class III type A standard, in comparison with the same alloy without the niobium addition, submitted to thermal cycle of annealing, quenching and tempering. The analysis techniques used were: optical emission spectrometry, energydispersive X-ray spectroscopy (EDXS), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), scanning electron microscope (SEM) complemented by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) by spectrum and elemental mapping analysis, X-ray diffraction, Rockwell C macrohardness, Vickers microhardness, Charpy test and dry sand rubber wheel abrasion test. It was evaluated that the microstructure consisted of martensitic matrix, with eutectic carbides (Fe, Cr)7C3, promoted the formation of secondary carbides (Fe, Cr)7C3 and Cr23C6 with presense of austenite retained in all studied samples. It was observed the presence of NbC carbides of compact (hexagonal and circular) and non-compact (needle-shaped and hook-shaped). The niobium addition promoted a reduction in the volumetric fraction of M7C3 carbides and an increase in the volumetric fraction of NbC carbides, as well as a reduction in the spacing between M7C3 carbides and an increase in the matrix microhardness. None statistical change in the macrohardness and in the impact energy was observed. For the volume lost in the abrasive wear test, there was a reduction of 27%, 16% and 22%, respectively, for the alloy containing 0,3%, 0,6% and 1,0% in mass of niobium, when compared to the base alloy without the addition of niobium. The wear mechanism observed due to the plastic deformation, preferably in the matrix by ploughing and with low presence of micro cutting.

Submitted by Saimon Vendrame (saimon.vend@gmail.com) on 2019-11-26T21:28:29Z No. of bitstreams: 1 tese_vfinal.pdf: 3829661 bytes, checksum: 9e5a41d2a85d788c4b6fee666b750bc7 (MD5) Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2019-11-27T13:17:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_vfinal.pdf: 3829661 bytes, checksum: 9e5a41d2a85d788c4b6fee666b750bc7 (MD5) Made available in DSpace on 2019-11-27T13:17:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_vfinal.pdf: 3829661 bytes, checksum: 9e5a41d2a85d788c4b6fee666b750bc7 (MD5) Previous issue date: 2019-10-25 Aços-rápidos são materiais que exibem elevada resistência ao desgaste abrasivo, aliada a uma tenacidade relativamente alta, propriedades estas que os tornam adequados para se fabricar ferramentas de corte. Grande parte de suas propriedades se deve a presença de carbonetos na microestrutura. Ao mesmo tempo que estas propriedades mecânicas são favoráveis para a utilização como ferramentas, tornam-se desafios na sua fabricação. O processo de retificação é empregado nas últimas etapas de fabricação de ferramentas de corte como machos e brocas e a presença dos carbonetos afetam a eficiência dos rebolos. Neste contexto, este trabalho visa investigar o quanto a diferença de microestrutura de aços-rápidos classe AISI M3:2, obtidos de diferentes fornecedores, influencia na retificação, levando em consideração a integridade superficial. Os materiais, aqui nomeados como M-A, M-B e M-C, foram avaliados sob três aspectos: características da microestrutura, resistência à abrasão e integridade da superfície após a retificação. Da microestrutura os carbonetos tipo MC e M6C, foram descritos quanto à forma e a distribuição, utilizando para isso MEV e EDS. A resistência à abrasão dos materiais foi medida recorrendo ao método de ensaio tribológico pino-lixa. Após esta caracterização, foram realizados ensaios de retificação tangencial plana com rebolo de Carboneto de Silício (SiC) em várias penetrações de trabalho (entre 10 µm e 30 µm). As superfícies das amostras foram avaliadas mensurando a rugosidade, avaliadas com MEV, e descrito o perfil de microdureza próximo a superfície. Como resultados, na microestrutura os materiais apresentaram diferentes morfologias e distribuição de carbonetos, sendo que para o material M-A apresentou os maiores carbonetos de vanádio tipo MC. O coeficiente de desgaste abrasivo (k) para os três materiais avaliados apresentaram valores próximos (entre 9,18 e 13,45 mm³.N-1.m-1), mas o material M-A, apresentou instabilidade no desgaste abrasivo (até 28% de variação entre os resultados). Após a retificação a superfície do material M-C apresentou riscos irregulares com características de remoção de material de forma frágil. Foram medidas microdureza acima da média (40% maiores) em uma camada de até 100 µm a partir da superfície nos três materiais. Atribui-se a esses resultados o efeito da fragilização da matriz e dos carbonetos tipo M6C, que por se fraturarem resultam em remoção de material de modo frágil. High-Speed Steels are materials that exhibit high abrasive wear resistance coupled with relatively high toughness, properties that make them suitable for making cutting tools. Much of its properties are due to the presence of carbides in the microstructure. While these mechanical properties are favorable for use as tools, they impose challenges in their manufacture. The grinding process is employed in the final stages of the cutting tools manufacturing, such as taps and drills and the presence of carbides affects the efficiency of the grinding wheels. In this context, this work aims to investigate how the microstructure difference of class AISI M3: 2 steel, obtained from different suppliers, influences the grinding, taking into consideration the surface integrity. The materials, here named M-A, M-B, and M-C, were evaluated under three aspects: microstructure characteristics, abrasion resistance, and surface integrity after grinding. From the microstructure, carbides type MC and M6C were described regarding the shape and distribution, using for this purpose SEM and EDS. The abrasive wear resistance of the materials was measured using the pin-abrasive tribological test. After this characterization, flat tangential grinding tests were performed, using silicon carbide grinding wheel (SiC), in various work depths (between 10 μm and 30 μm). The ground samples surfaces were evaluated by measuring the roughness parameters, evaluated by SEM, and the microhardness profile near the surface was described. As a result, in the microstructure, the materials presented different morphologies and carbide distribution, and for the material, M-A presented the largest MC type vanadium carbides. The abrasive wear coefficient (k) for the three evaluated materials showed similar values (between 9.18 and 13.45 mm³.N-1.m-1), but the MA material presented abrasive wear instability (up to 28% variation between results). After grinding the surface of material M-C showed irregular scratches with material removal characteristics of fragile form. Was measured above-average microhardness (40% higher) in a layer up to 100 μm from the surface in the three materials sample in almost all conditions. These results are attributed to the effect of matrix brittleness and M6C carbides, which by fracturing result in fragile material removal.

O presente trabalho teve por objetivo realizar ensaios de desgaste abrasivo em juntas soldadas pelo processo MAG, em dois aços estruturais de alta resistência e baixa liga utilizados no transporte ferroviário de minério, os quais apresentavam diferentes propriedades mecânicas. No aço de menor resistência (Aço A) foram utilizados os metais de adição AWS ER70S-G (Aço A-70) e AWS ER80S-G (Aço A-80), enquanto no aço de maior resistência (Aço B) os metais de adição AWS ER80S-G (Aço B-80) e AWS ER110S-G (Aço B-110). Os conjuntos soldados foram caracterizados quanto às suas microestruturas, dureza e resistência ao desgaste abrasivo em ensaios de degaste roda de borracha e ensaios de desgaste por deslizamento a seco e com adição de um meio corrosivo (NaCl 0,05M, água arti cial ). Os resultados obtidos a partir dos ensaios de desgaste roda de borracha mostraram que para o Aço A a junta soldada do Aço A-70 apresentou melhor resistência ao desgaste, enquanto para o Aço B a maior resistência ao desgaste foi obtida na junta soldada Aço B-110. Dos resultados dos ensaios de desgaste por deslizamento a seco, as zona afetada pelo calor de grãos grosseiros (ZAC-GG) foram as regiões que apresentaram a maior resistência ao desgaste. Das condições soldadas no Aço A, o metal base (MB) apresentou a menor resistência ao desgaste, entre os metais de solda (MS), o MS do Aço A-80 apresentou a maior resistência ao desgaste. No Aço B, o MS do Aço B-80 apresentou a menor resistência ao desgaste, e o MS do Aço B-110 apresentou a resistência ao desgaste similar ao MB. Foi observado um maior desgaste para as amostras que foram submetidas ao ensaio de desgaste por deslizamento com solução, comparativamente às amostras submetidas aos ensaios a seco, o que, de acordo com a literatura, está associado ao efeito sinérgico entre corrosão e desgaste. The present work had the objective perform abrasive wear tests on GMA welded joints in two high strength low alloy structural steels used in rail transport of ore, which presented di erent mechanical properties. The AWS ER70S-G and AWS ER80S-G wires were used in the lower strength steel (Steel A), whereas the AWS ER80S-G and AWS ER110S-G wires were used in the higher strength steel (Steel B). The welded joints were characterized in terms of their microstructures, hardness and abrasive wear resistance in dry sand/rubber wheel tests and sliding wear tests dry and with a corrosive medium (0.05M NaCl, arti cial water ). The results obtained from the dry sand/rubber wheel tests showed that for Steel A the welded joint with the wire AWS ER70S-G showed better wear resistance, while for Steel B the highest wear resistance was obtained with the AWS ER110S-G wire. From the results of dry sliding wear tests, the coarse grained heat a ected zone were the regions that presented the highest wear resistance. In Steel A, the base metal (BM) showed the least resistance, and between the weld metals (WM), the WM Steel A-80 showed the highest wear resistance. In Steel B, WM Steels B-80 showed the least wear resistance, while the WM Steels B-110 showed the wear resistance similar to BM. It was observed a higher wear for the samples that were submitted to the sliding wear test with solution, compared to the samples submitted to the dry wear test, which, according to the literature, is associated with the synergic e ect between corrosion and wear.

Submitted by GABRIEL INÁCIO PONTIN null (gabrielguaira@hotmail.com) on 2017-08-15T18:00:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Gabriel Inacio Pontin.pdf: 2725651 bytes, checksum: f1433687bb33e3c16dd042c87cb686db (MD5) Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-08-22T17:44:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pontin_gi_me_ilha.pdf: 2725651 bytes, checksum: f1433687bb33e3c16dd042c87cb686db (MD5) Made available in DSpace on 2017-08-22T17:44:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pontin_gi_me_ilha.pdf: 2725651 bytes, checksum: f1433687bb33e3c16dd042c87cb686db (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O desgaste abrasivo é uma das causas de falhas em equipamentos e responsável por prejuízos nos processos industriais. Uma técnica capaz de minimizar os efeitos deste fenômeno é a aplicação de revestimentos duros nas superfícies críticas. Recentemente foram desenvolvidos revestimentos contendo carbonetos de titânio formados pela fusão de misturas contendo cavacos das ligas ASTM F67 e ASTM F136 sobre peças de aço-carbono ASTM A-36. Após a aplicação do processo de soldagem GTAW obteve-se significativa fração volumétrica de TiC grosseiro com elevada dureza. No presente trabalho foi investigada a refusão dessas soldas pelo processo de soldagem a Laser Nd:YAG pulsado. A microestrutura das amostras foi analisada por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microdureza Vickers. A caracterização microestrutural mostrou que houve refinamento dos carbonetos de titânio (TiC) na matriz ferrítica refundida com o Laser, cujo principal efeito foi um endurecimento do metal de solda. A caracterização mecânica demonstrou um aumento na microdureza da superfície do material. Este comportamento favorece o uso da refusão a Laser para a melhoria da qualidade das superfícies que demandam maior resistência ao desgaste abrasivo. The abrasive wear is one of the causes of failures in equipment and responsible for damages in industrial processes. A technique capable of minimizing the effects of this phenomenon is the application of hard coatings on critical surfaces. Recently, coatings containing titanium carbides produced by melting mixtures containing ASTM F67 and ASTM F136 chip blends on ASTM A-36 carbon steel parts have been developed. After an application of the GTAW get process, an important volumetric fraction of coarse TiC with high hardness was obtained. In the present work the remelts is investigated for welds by the pulsed Nd: YAG Laser process. A microstructure of the samples was analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and Vickers microhardness. The microstructural characterization showed that there was a refinement of the titanium carbides (TiC) in the ferritic matrix remelt with the Laser, whose main effect was a hardening of the weld metal. The mechanical characterization showed an increase in the microhardness of the material surface. This behavior favors the use of laser cladding to improve the quality of surfaces that require high abrasive wear resistance.

O objetivo desta pesquisa é realizar um estudo sobre o desgaste abrasivo do ferro fundido branco alto cromo de acordo com a norma ASTM A532 II D, submetidas à diferentes faixas de temperatura de austenitização, decompondo a faixa de 950 a 1.150 ºC, amplamente usada nas fundições, em intervalos de 50 ºC. Esta liga foi escolhida para estudo em virtude de sua extensa aplicação na indústria de mineração, possuindo como principal característica a utilização em revestimentos de moinhos e martelos de britadores, onde a resistência ao desgaste abrasivo é exigida. Os corpos de prova foram caracterizados através de análise química, dureza, e estrutura metalográfica, avaliando as mudanças na microestrutura, e consequentemente, alterações nas propriedades de resistência ao desgaste abrasivo do material. Na avaliação das amostras, foi utilizada a microscopia ótica e, para simular a condição de desgaste abrasivo, determinando a perda de massa, foi empregando o abrasômetro do tipo roda de borracha, seguindo a norma ASTM G65. Os testes práticos demostraram que o ciclo de temperatura é uma etapa importante na determinação da dureza, que por sua vez, é uma característica fundamental à resistência ao desgaste abrasivo, visto que para o material estudado, quanto maior a dureza, maior foi a resistência ao desgaste abrasivo. The objective of this research is to perform a study on the abrasive wear of high chromium white cast iron according to ASTM A532 II D, submitted to different austenitizing temperatures, in the range of 950 to 1150 ºC with 50 ºC steps, widely used in foundries. This alloy was chosen for study because of its extensive application in the mining industry, having as main characteristic the use in mill and hammer coatings of crushers where abrasive wear resistance is required. The specimens were characterized by chemical analysis, hardness, and metallographic analysis, evaluating the changes in the microstructure, and consequently changes in the abrasive wear properties of the material. In the evaluation of the samples, optical microscopy was used and, to simulate the abrasive wear condition, determining the mass loss, the rubber wheel type abrasive test was used, following the ASTM G65 standard. The practical tests demonstrated that the temperature cycle is an important step in determining the hardness, which in turn is a fundamental characteristic to the abrasive wear resistance, since for the material studied, the higher the hardness, the higher the resistance to abrasive wear.

A presente pesquisa teve como objetivo, investigar o efeito do teor de carbono e do tamanho do abrasivo na resistência ao desgaste e no fenômeno de encruamento superficial de quatro aços Hadfield. Para esse estudo, foi montado, o equipamento pino contra disco, e, como abrasivo utilizou-se lixas de ferro, com o tamanho médio entre 36 µm e 93 µm. Para o alcance do objetivo proposto foram delimitados materiais e métodos, a saber: (a) montagem do abrasômetro pino-disco a partir de um dispositivo desativado disponibilizado pelo LFS-USP; (b) confrontar resultados experimentais – dois materiais (Aço 1045 e alumínio 6351) foram submetidos a ensaios realizados na UFPE e USP para fins de estudos comparativos; (c) avaliação da influência de parâmetros do ensaio – três abrasivos com diferentes tamanhos de partículas e diferentes cargas foram submetidos e avaliados mediante o desgaste abrasivo; (d) avaliação do comportamento de diferentes composições do aço Hadfield perante ensaios de abrasividade – aços contendo quatro diferentes teores de carbono foram submetidos a ensaios com lixas #220 e #320; (e) análise das superfícies desgastadas – após os ensaios dos materiais, as superfícies foram realizadas análises por microscópio eletrônico de varredura (MEV) das superfícies desgastadas. Os resultados obtidos com o equipamento na metodologia empregada tiveram uma boa reprodutibilidade. Foram observadas diferenças nos resultados entre os equipamentos da UFPE e da USP. Quanto a este tópico, o desgaste abrasivo do aço Hadfield foi influenciado pelo teor de carbono apresentando uma relação em que maiores teores demonstraram menor efeito de desgaste, diferentes tamanhos de abrasivo ocasionam um efeito de encruamento significativo, onde se observou o ganho de dureza em aços com menores teores de carbono. Contudo, foi apresentada uma oscilação do efeito no abrasivo #320. As micrografias revelaram microssulcos e microcortes provenientes do ensaio e não foram observadas diferenças nas marcas de desgaste quando utilizados tamanhos diferentes de partícula abrasiva. Ao final, chegou-se a conclusão de que os resultados obtidos demonstram que o teor de carbono influência na resistência ao desgaste do aço e consequentemente no encruamento superficial do aço. Observa-se também a influência do tamanho do abrasivo e carga aplicada o ensaio. This research aimed to investigate the effect of the carbon content and the size of the abrasive in the wear resistance and surface hardening phenomenon four Hadfield steel. For this study , has been assembled , the disc against pin device and abrasive was used iron sandpapers, with average size between 36 m and 93 micrometers. To achieve the proposed objectives were defined materials and methods, namely: (a) mounting the pindisk abrasômetro from a disabled device provided by the LFS-USP; (b) comparing experimental results - two materials (1045 steel and aluminum 6351) were submitted to tests performed at university and USP for purposes of comparative studies; (c) evaluation of the influence of the test parameters - Three abrasive particles with different sizes and different loads were submitted and evaluated by the abrasive wear; (d) assessment of the behavior of different steel compositions Hadfield before abrasiveness tests - steels containing four different carbon contents were subjected to tests with sandpaper # 220 and # 320; (e) analysis of the worn surfaces - after the tests of materials different analyzes were performed by scanning electron microscope (SEM) of worn surfaces. The results obtained with the equipment in the methodology employed had good reproducibility. There were differences in results between the equipment and the UFPE USP. On this topic, the abrasive wear Hadfield steel was influenced by carbon having a relationship in which higher levels showed less wear effect, different abrasive sizes cause a significant strain hardening effect, which was observed gain hardness steel with lower carbon content. However, an oscillation of the abrasive effect on the # 320 was presented. The micrographs revealed microssulcos and microcuts from test and differences were observed in wear marks when using different sizes of abrasive particle. In the end, came to the conclusion that the results show that the influence of carbon content in the wear resistance of steel and consequently the surface of the steel hardening. It is also observed the influence of abrasive size and load applied to the test.

Os aços Hardox possuem microestrutura de martensita revenida e são caracterizados pelas elevadas dureza e resistência à tração, sendo empregados em situações que requerem alta resistência ao desgaste. Entretanto, os processos de soldagem alteram significativamente a sua microestrutura e propriedades. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a resistência ao desgaste de juntas soldadas de um aço Hardox 500 produzidas através do processo MAG convencional e, juntamente, com o Hardox sem soldagem (metal base), para comparação. A soldagem ocorreu utilizando dois consumíveis, um recomendado pela empresa fabricante do aço, o AWS ER80S-G, e outro de maior resistência mecânica, o consumível AWS ER120SG. As propriedades mecânicas das juntas soldadas foram avaliadas através de perfis de microdureza, ensaios de tração e dobramento. Ainda, foi realizada uma análise da superfície de fratura dos corpos de prova do ensaio de tração, em microscópio eletrônico de varredura. Foram executados ensaios de desgaste por um abrasômetro do tipo roda de borracha. Análises através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas para verificar os mecanismos de desgaste nas superfícies submetidas à abrasão Nos ensaios de dobramento, constatou-se que a condição soldada com o arame de menor resistência apresentou maior ductilidade. Verificou-se, também, que com a soldagem houve uma diminuição da resistência mecânica das juntas em comparação ao metal sem soldagem. Em relação aos ensaios de desgaste, com o uso do arame de maior resistência foi atingido um melhor desempenho no desgaste abrasivo em comparação ao de menor resistência, pois as taxas de desgaste foram de 0,058 e 0,083 mm³/m, respectivamente, mas o comportamento foi ainda inferior ao exibido pelo aço Hardox 500 sem soldagem, que apresentou uma taxa de desgaste de 0,031 mm³/m. Constatou-se, também, que os mecanismos de desgaste foram dúcteis em todas as condições estudadas, pois as superfícies desgastadas mostravam predominantemente micro sulcamento e regiões com micro fadiga; essa última parece ter aumentado de tamanho à medida que a dureza do material testado aumentava. The Hardox steels have a martensite microstructure and are characterized by high hardness and tensile strength. This steel has been used in situations that require high resistance to wear. However, the welding processes significantly alter their microstructures and properties. Thus, the purpose of this study was to evaluate the wear resistance of welded joints of Hardox 500 steel produced by the conventional MAG process and with Hardox without welding (base metal), for comparison. The welding took place using two consumables, one recommended by the steel manufacturer, the AWS ER80S-G and another with higher resistance, the consumable AWS ER120S-G. The mechanical properties of welded joints were evaluated through micro hardness profiles, tensile and bending tests. In addition an analysis of the fracture surface of the tensile test specimen was carried out by scanning electron microscopy. Wear tests were performed by a rubber wheel type abrasometer. Analyses by optical microscopy and scanning electron microscopy were used to verify the mechanisms of wear on surfaces subjected to abrasion In the bending tests, it was verified that the welded condition with the filler metal of lower resistance presented greater ductility. It was also verified that with the welding, there was a decrease in the mechanical strength of the joints in comparison with the base metal. In relation to the wear tests, with the use of the higher strength wire, a better performance was obtained when compared to the lower one, since the wear rates were 0.058 and 0.083 mm³/m respectively, but the behavior was lower in the Hardox 500 steel without welding, which presented a wear rate of 0.031 mm³/m. It was also observed that the wear mechanisms were ductile in all the studied conditions, since the worn surfaces showed predominantly micro plowing and regions with micro fatigue, the latter seem to have increased in size as the hardness of the tested material increased.

Neste trabalho estudou-se a perda de massa de revestimento duro aplicado pelo processo de soldagem com arame tubular com a variação de energia de soldagem, gás de proteção e número de camadas do revestimento. Com arame tubular autoprotegido de liga Fe-Cr-C-Ti foram depositados cordões sobrepostos na formação de camadas de revestimento sobre chapas de aço ao Carbono AISI 1020 para a análise da perda de massa, dureza, microestrutura. Foram realizadas medições de dureza na superfície dos corpos de prova de desgaste. Abrasômetro tipo roda de borracha foi usado para determinar a perda de massa dos revestimentos. Os revestimentos apresentaram microestrutura martensítica e austenita retida com carbonetos finamente dispersos na matriz. Os principais fatores que contribuíram para o aumento na perda de massa foram as trincas devido a maior taxa de resfriamento das amostras depositadas com baixa energia de soldagem, a diluição na primeira camada de todas as amostras também contribuiu para o aumento na perda de massa. As menores perdas de massa foram dos revestimentos de duas e quatro camadas depositados com alta energia de soldagem. A fração volumétrica de carbonetos de Titânio contribuiu para a diminuição do caminho livre médio entre as partículas de carbonetos aumentando a resistência ao desgaste dos revestimentos. In this papper, have been studied the mass loss of hardfacing applied by flux cored arc welding. Heat input, shielding gás and number of layers coating were changed to application of Fe-Cr-Ti-C self-shielded tubular wire. Beads overlapped were deposited on plates of carbon steel AISI 1020 to analyze the mass loss, hardness and microstructure. For the analysis of mass loss were deposited beads forming overlapped layers coatings. Hardness measurements were performed on the surface of the specimens of wear. Rubber wheel abrasion tester was used to access the mass loss of coatings. The coatings had retained austenite and martensite microstructure with carbides finely dispersed in the matrix. The main factors that contributed to the increase in mass loss were the cracks due to higher cooling rate of the samples deposited with low heat input, the dilution in the first layer of all samples also contributed to the increase in mass loss. The smallest mass losses were those deposited coatings with high heat input the second and fourth layer, the samples AC2, AC4 and AS2. The volume fraction of titanium carbides contributed to the decrease in the mean free path between the particles of carbides increase the wear resistance of the coatings.

Deep water oil production imposes several challenges to the oil companies. One of the greatest difficulties is related to the damages that the flexible riser pipes are subjected. These pipes conduct the produced oil to the platform. They are also used to inject water in the well in order to recover its production capacity. Among the damages mentioned, its worth to mention the abrasive wear that takes place at the touchdown point (TDP). In order to reduce this tribological degradation, PU coats have been used at the TDP region. Considering the diversity of PU that can be used in this application, it is highly desired that the PU plaques quality are controlled before its installation. Based on this demand, a portable apparatus was designed and constructed in the Laboratory for Friction and Wear at the Federal University of Uberlândia to simulate the tribological interactions between the riser pipe and the sea bed. So this work aims to produce WC-Co indenter for this test apparatus. To accomplish that, the following steps were proposed: a) equipment preparation for wear tests; b) determination of test parameters (cycle number and load) through a full factorial design; c) geometric and dimensional control of the indenters before and after machining processes; d) realization of wear tests before and after machining the indenters; e) machining of indenters using honing and lapping and f) analysis of the improvements achieved on the wear results. The results obtained allowed the following conclusions: 1) the proposed machining processes and parameters for are appropriate to manufacture the indenter In accordance with their selected dimensional and geometric tolerances. Roughness values of about 2.0 μm has been reduced by at least 60%, while for values lower than 2.0 μm this reduction was at least 33%, and 2) abrasion tests using the new indenters provide more precise and reliable results. A extração de petróleo em águas profundas impõe diversos desafios às empresas petrolíferas. Um dos principais são os danos que os dutos flexíveis, as tubulações que levam o petróleo do poço de extração até a plataforma flutuante, sofrem ao serem expostos ao hostil ambiente subaquático. Dentre estes danos, destaca-se o desgaste abrasivo na região onde o duto toca o solo marinho, chamada de touchdown point (TDP). Para prolongar a vida útil do duto e evitar vazamentos de óleo no mar, são empregados revestimentos protetores poliméricos, usualmente chamados de calhas. A partir de uma necessidade da indústria petrolífera de testar e controlar o recebimento destes revestimentos foi projetado e construído um equipamento denominado de Simulador de Interações Marítimo-Mecânicas em Calhas (SIMMC) no Laboratório de Tecnologia em Atrito e Desgaste UFU que visa à realização de testes em campo. Assim sendo, o objetivo deste trabalho foi fabricar, controlar e testar penetradores de metal duro visando à realização de ensaios de desgaste por abrasão que permitam avaliar a resistência ao desgaste abrasivo de materiais poliméricos usados na proteção de risers. Para tanto, foram propostas as seguintes etapas: a) preparação do SIMMC Portátil para realização dos ensaios de desgaste; b) determinação dos parâmetros de teste ideais para o SIMMC Portátil (número de ciclos, carga externa e velocidade de rotação) por meio de um planejamento fatorial completo; c) controle dimensional e geométrico dos penetradores antes e após a usinagem; d) realização de testes de desgaste antes e após a retífica; e) usinagem dos penetradores utilizando afiação e lapidação e f) análise da influência das melhorias trazidas por esses processos para os resultados dos testes de desgaste. Os resultados obtidos permitem concluir que: 1) os processos de usinagem propostos são adequados para fabricação dos penetradores dentro das tolerâncias dimensionais e geométricas definidas no projeto. Valores de rugosidade da ordem de 2,0 μm foram reduzidos em pelo menos 60%, enquanto que para valores menores que 2,0 μm esta redução foi pelo menos de 33% e 2) os ensaios de abrasão utilizando os penetradores fabricados fornecem resultados mais precisos e confiáveis. Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karla Dubberstein Tozetti.pdf: 2038739 bytes, checksum: f6618f8c3d4a6be204f5f15fc187f5a1 (MD5) Previous issue date: 2013-04-01 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior No trabalho foi investigado o efeito da carga e do tamanho da partícula abrasiva na resistência ao desgaste da liga de ferro fundido branco alto cromo (FFBAC) com composição química de 2,9% de carbono e 19,9% de cromo em massa. A microestrutura da liga é composta por uma matriz de martensita revenida a 200 ºC com carboneto eutético. No ensaio abrasivo pino sobre lixa foram utilizadas lixas de sílica e de granada como abrasivo, com três granulometrias distintas: 63 μm, 149 μm e 177 μm, sob a aplicação de duas cargas: 5 N e 10 N. Em abrasão no roda-deborracha utilizou-se como abrasivo a areia normal brasileira (ANB) com três tamanhos médios: 87 μm, 115 μm e 170 μm e três cargas: 44 N, 80 N e 130 N. As superfícies de desgaste foram analisadas com um analisador tridimensional de superfícies e os micromecanismos de desgaste foram caracterizados usando microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos nos ensaios mostraram, de maneira geral, um aumento no volume perdido no desgaste com o aumento da carga e do tamanho da partícula abrasiva e permitiram, para a roda-de-borracha, a observação de um tamanho crítico do abrasivo. No ensaio pino sobre lixa de sílica, para o maior tamanho de abrasivo, o volume perdido no desgaste triplicou com o aumento da carga de 5 N para 10 N In this research, the effects of different applied load and abrasive size on the martensitic high-chromium write cast iron (with a chemical composition: 2,9% carbon and 19,9% chromium) abrasive wear was investigated. The alloy s microstructure consists of: a matrix martensite tempered at 200 ° C with eutectic carbide. Abrasive wear tests using a pin test on silica and garnet paper were carried out using three different abrasives sizes: 63 μm, 149 μm e 177 μm and two applied load: 5 N e 10 N. And the rubber wheel abrasion test (ASTM standard G-65) was carried out using three abrasives sizes: 87 μm, 115 μm e 170 μm and three distinct applied loads: 44 N, 80 N e 130 N. The specimens wear surface was examined by scanning electron microscopy (SEM) for identifying the wear mechanism. The rubbers wheel abrasion test results show that: the mass loss of the write cast iron alloy increases linearly with the increase of particle size until the critical particle size is reached. In pin test on silica paper, to the largest abrasive size, the lost volume in abrasion tripled with applied load increasing of 5 N to10 N. In general, the mass loss increases with the increase of the load applied and the abrasive size

As ligas metálicas aplicadas por soldagem em superfícies, objetivando a proteção contra o desgaste e o conseqüente aumento da vida útil de peças e equipamentos, têm sido utilizadas em larga escala nas indústrias de bens de consumo e nos setores de mineração e sucroalcooleiro. O desgaste abrasivo em peças e equipamentos representa, nestas industriais, um dos principais fatores de depreciação de capital e uma importante fonte de despesas com manutenção. Para a aplicação do revestimento por soldagem, os arames tubulares têm sido uma alternativa cada vez mais viável, devido à sua alta produtividade e qualidade de solda, substituindo, em parte, o uso do eletrodo revestido. O objetivo deste trabalho é fazer um estudo comparativo da resistência ao desgaste abrasivo do revestimento aplicado por soldagem com arames tubulares autoprotegidos de três ligas metálicas utilizadas na indústria, uma do tipo Fe-Cr-C, outra do tipo Fe-Cr-C com adição de nióbio e boro e a terceira, do tipo Fe-Cr-C com adição de nióbio. Os revestimentos anti-desgaste, conhecidos como revestimento duro, foram aplicados em chapas de aço carbono, com os mesmos parâmetros e procedimentos de soldagem. Os corpos de prova foram obtidos por corte e retificação e foram submetidos a ensaios de desgaste abrasivo, em um abrasômero Roda de Borracha, conforme procedimento estabelecido pela norma ASTM G65-91. Os resultados obtidos demonstraram que a liga Fe-Cr-C com adição de Nióbio e Boro apresentou desempenho superior em relação ao desgaste abrasivo. The metal alloys deposited by welding on the components surface, with the objective of protection against wear and the consequent increase in the lifetime of parts and equipments, have been used extensively in the consumer products industry and sectors of Mining and Sugar & alcohol. The abrasive wear on parts and equipments represents one of the main depreciation factors of capital and the major source of expenditure on maintenance in industries. For the application of the coating by welding, cored wire have been a viable alternative, because of its high productivity and high weld quality, replacing in part, the use of the stick electrode. The objective of this work is to make a comparative study of the abrasive wear resistant coating deposited by welding with selfshielded cored wires of three metal alloys used in industry, first the Fe-Cr-C alloy, the second the Fe-Cr-C alloy with niobium and boron addition, and the third the Fe-Cr-C with niobium addition. The wear resistant coatings, known as hardfacing were deposited on carbon steel plates, with the same parameters and procedures of welding. The samples were obtained by cutting and grinding and were subjected to abrasive wear tests, in a Rubber Wheel apparatus, according to procedure established by ASTM G65-91. The results showed that the Fe-Cr-C alloy with Niobium and Boron addition presented superiority in terms of wear resistence.

O setor sucroalcooleiro tem apresentado um expressivo crescimento nos últimos anos no Brasil, entretanto, a manutenção das indústrias apresenta um elevado custo devido à perda de metal dos equipamentos por mecanismos de desgaste. O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência ao desgaste abrasivo e a microestrutura de revestimentos duros depositados em camada única. Foram utilizados quatro tipos de consumíveis utilizados na indústria sucroalcooleira: um eletrodo revestido da liga FeCrC de 4,0 mm de diâmetro e três arames tubulares autoprotegidos de 1,6 mm de diâmetro, de ligas FeCrC, FeCrCNb, FeCrCTiMo. O metal de base utilizado foi um aço SAE 1020. As soldagens com os arames tubulares foram efetuadas no modo de transferência por curto-circuito, com mesmos valores de corrente e tensão de soldagem. Para o ensaio de desgaste utilizou-se o abrasômetro Roda de Borracha, segundo a norma ASTM G65-91. Os corpos de prova de desgaste foram retirados da região central das chapas de testes e da mesma região retirou-se dois conjuntos de amostras para análise microestrutural (microscopia ótica). Os resultados dos ensaios com a roda de borracha mostrou que a liga FeCrCNb apresenta maior resistência ao desgaste, seguida do eletrodo revestido e com pior desempenho a liga FeCrCMoTi e a liga FeCrC. A liga FeCrC (tanto para o eletrodo revestido como para o arame tubular) apresentou microestrutura formada por carbonetos primários M7C3 distribuídos em uma matriz de menor dureza; a liga contendo Nb apresentou microestrutura similar além da presença de carbonetos NbC; por sua vez, a liga com adição de Ti e Mo apresentou a presença de grandes carbonetos primários de titânio. The Brazilian sugar/alcohol sector presented expressive growth in recent years. However, maintenance cost is high due to metallic losses by wear. This paper studies the application of hardfacing by flux cored arc welding on the wear resistance and microstructure of single layer weld beads. Four types of consumable were used: three selfshielded flux cored wires of 1.6 mm diameter of alloys FeCrC, FeCrCNb, FeCrCMoTi and a covered electrode of FeCrC alloy of 4 mm diameter. The base metal was SAE 1020 steel. Test specimens were evaluated using Rubber Wheel Abrasion Test (ASTM G65). The selfshielded flux cored wires were welded in short-circuit transfer mode with the same current and voltage values. Wear evaluation was by mass loss and microstructure analysis by optic microscopy. The results of the trials with Rubber Wheel Test showed that the FeCrCNb alloy presented the largest wear resistance, followed by the covered electrode. The FeCrC+Ti alloy and the FeCrC alloy presented the worst performance. The FeCrC alloy (for both covered electrode and tubular wire) presented microstructure formatted by primary M7C3 carbides distributed in a smaller hardness matrix; the alloy containing Nb presented a similar microstructure apart from its carbides that were mainly NbC. The alloy with Ti and Mo addition presented large titanium primary carbides.

Universidade Federal de Uberlândia Abrasive wear is currently classified according to different particle dynamics: a) the sliding of active particles on the sample surface and b) the rolling of abrasives between the surfaces. The prevailing particle dynamics depends on the system features. In this thesis, instrumented laboratory tests are used to present a new methodology for the simulation of abrasive wear. The rolling of the abrasives is represented by a sequence of indentations, and the sliding of the active particle by a sequence of scratches. Two new equipments were especially developed to reproduce the action of an abrasive particle: a macro-simulator and micro-simulator. Two high resolution sliders drive the sample horizontally while the indenter is moved vertically by another slider. A 3D load cell controls the intensity of the process. The load limit of the macro-simulator is 500 N and that of the micro-simulator is 18 N. A high resolution piezoelectric translator is used to control the indenter movement in the micro-simulator. A worn surface produced in an abrasive test was used as a reference for the simulation. Its topography was assessed using laser interferometry and scanning electron microscopy. The morphology of the wear surface is defined by the predominant abrasive wear mechanism, and this defines the simulation configuration as follows: indentation alone, scratches alone and a mixture of indentations and scratches. The effect of the simulation parameters on the morphology was studied in the preliminary tests. The macro-simulator and tool-steel samples were used for the tests. The preliminary results showed that the simulation process was not possible when using the macro simulator because the load cell is out of range for the required loads. The micro-simulator was used to simulate the rolling of the particles on tool steel, glass and 1010 steel. The indentations were randomly positioned. The controlling variables were the normal load (0,29; 0,44; 0,49; 0,59; 0,98; 1,47 and 1,96 N) and the quantity of interactions (1000; 1500; 2000; 3500 and 5000). The results showed that the superimposition of indentations has a great effect in the morphology and topography of the simulated surfaces. A special method to describe the average depth of the indentations/scratches in function of the distance between them was developed. The ratio of the distance between the events to the size of a single event defined the value of superimposition. These tests showed that positive values of superimposition affect the average depth of the events. Wear occurs when superimposition is greater than 50%. The average depth of the deformation marks increased according to an elevation in the degree of superimposition and to the augmentation of normal load. The study of superimposition was used to relate the topography of the reference to the control parameters in two cases of simulation: a) the rolling and b) parallel sliding of the abrasive particles. In both cases, the simulation methodology produced surfaces topographically and morphologically similar to these of the respective references. The simulation process produces information relative to the position and to the interaction forces associated with each event. This information opens up great possibilities for a computational simulation of abrasive wear. O desgaste abrasivo pode ser classificado em função do movimento das partículas atuantes na interface de desgaste: rolamento e deslizamento das partículas abrasivas entre as superfícies. O predomínio de uma dessas dinâmicas é função dos parâmetros tribológicos. O presente trabalho propõe uma nova abordagem para simular o desgaste abrasivo em laboratório: o rolamento das partículas abrasivas é representado por seqüências de indentações e o deslizamento por seqüências de riscos/sulcos. Os equipamentos utilizados nesta simulação foram especialmente desenvolvidos para reproduzir a atuação de um único grão abrasivo. São eles: macro-simulador e micro-simulador. Estes equipamentos consistem em um sistema de mesas coordenadas de alta resolução, que movimentam a amostra no plano horizontal e o indentador no eixo vertical. Sensores de força permitem o controle da intensidade durante a realização de cada evento (indentação ou deslizamento). O macro-simulador opera até 500 N e o micro-simulador até 18 N. A topografia de uma superfície desgastada real é a referência para a simulação. Essa topografia é acessada usando interferometria laser, enquanto a morfologia é visualizada via microscopia eletrônica de varredura. A análise da morfologia da referência permite determinação do tipo de mecanismo de desgaste predominante. De acordo com o tipo de mecanismo encontrado na referência, define-se a configuração da simulação, a saber: somente indentações; somente riscos/sulcos; ou uma mistura de indentações e riscos/sulcos. Em uma etapa preliminar buscou-se avaliar efeito dos parâmetros de simulação na morfologia da superfície gerada na simulação. As amostras foram confeccionadas em aço ferramenta, e o equipamento utilizado foi o macro-simulador. Os resultados preliminares mostraram que a simulação não é viável nesse equipamento, pois o sensor de força não permite a correta medição na faixa de força normal pretendida. No micro-simulador foi estudada a simulação do rolamento puro das partículas abrasivas para os materiais aço ferramenta, vidro e aço carbono. Utilizou-se a configuração indentação com posicionamento aleatório. As variáveis de controle estudadas foram: força normal (0,29; 0,44; 0,49; 0,59; 0,98; 1,47 e 1,96 N) e número de eventos (1000; 1500; 2000; 3500 e 5000). A interação entre os eventos afetou consideravelmente a morfologia e a topografia das superfícies obtidas. Foi desenvolvido um método para medir a profundidade média dos eventos em função da distância entre os mesmos. A relação entre a distância entre os eventos e sua dimensão foi denominada superposição. Esse método mostrou que a profundidade média dos eventos é afetada por valores positivos de superposição. Foi identificado que ocorre desgaste para valores acima de 50% de superposição. A variação da profundidade média dos eventos foi equacionada em função da superposição e da força normal nas condições que levam ao desgaste. Essa relação matemática foi utilizada para definir os parâmetros de simulação em função da topografia da referência para em dois casos: rolamento puro e deslizamento paralelo das partículas abrasivas. Em ambos os casos foram obtidas superfícies topográfica e morfologicamente semelhantes às respectivas referências. No processo de simulação são armazenadas as informações relativas ao posicionamento e às forças de interação associadas a cada evento. Estas informações abrem uma grande perspectiva para a simulação computacional do desgaste abrasivo. Doutor em Engenharia Mecânica

n the last year the Petrobras Company gone self sufficiency of Brazil in the production of petroleum, It s take great effort to achieve technology in the exploration of deeper oil-well offshore. The extraction of petroleum deeper off-shore is make through flexible pipes that has multi layers of metal materials and polymeric materials, connected semi-submersible platform. This flexible pipes into contact with surface marine, in the area of touchdown point (TDP), sufferable abrasive wear. Currently the flexible pipes, at the TDP, are protected with bi part sleeve made in elastomer of polyurethane. This type of polyurethane has shown high performance against abrasive wear, when compared another polymers materials. This work has the objective of optimize the performance of elastômeros of polyurethane against abrasion wear at the TDP. This optimization was carried through formulation of various combinations of isocyanate and poliol, raw material by production of elastomer of polyurethane, with addition of solid lubricant molybdenum disulfide in the half of formulation. The evaluation of the molybdenum disulfide in the polyurethane was carried through structural characterization. The mechanical properties of formulations were carried through standard test methods for tension, elongation, tear strength, hardness, and rebound resilience. The wear resistance of formulations was carried through standard test methods for abrasion resistance according to the DIN 53.516 and Simulator of Interaction Marine-Mechanical in Sleeve (SIMMC), that it was development to evaluate sufferable abrasive wear for flexible pipe. The formulation of high performance had been submitted hydrolysis in hydrostatic compressive test equipment with heating. A correlation was looked among the properties obtained in the mathematical model efficient in the theoretical reproduction of the abrasive wear produced by SIMMC. In the end of this work got two formulations with high performance against wear abrasion. No último ano a Petrobras conseguiu a auto-suficiência do Brasil na produção de petróleo, isso graças aos esforços para dominar a tecnologia em exploração de poços cada vez mais profundos. A extração de petróleo em grandes profundidades é realizada através linhas flexíveis compostas por multicamadas de materiais metálicos e poliméricos, acopladas a plataformas flutuantes. Essas linhas ao entrarem em contato com o solo marinho, numa região chamada TDP, sofrem desgaste abrasivo. Atualmente as linhas flexíveis nessa região são protegidas com calhas bipartidas fabricadas em elastômero de poliuretano. Esse tipo de poliuretano tem mostrado um desempenho superior contra o desgaste abrasivo em relação a outros materiais poliméricos. O presente trabalho tem o objetivo de otimizar o desempenho de elastômeros de poliuretano contra o desgaste abrasivo no TDP. Essa otimização foi realizada formulando-se diversas combinações de isocianatos e polióis, matérias-primas básica na produção de elastômeros de poliuretano, com a adição do lubrificante sólido bissulfeto de molibdênio em metade das formulações. A avaliação dos efeitos causados pela adição de lubrificante nos poliuretanos foi realizada através de ensaios de caracterização. O comportamento mecânico das formulações foi avaliado através de ensaios normatizados de tração, alongamento, resistência ao rasgo, dureza e resiliência. O desempenho das formulações contra o desgaste abrasivo foi avaliado através de ensaio de abrasão DIN 53.516 e um Simulador de Interações Marítimo-Mecânicas em Calhas (SIMMC), que foi especialmente desenvolvido para avaliar o desgaste abrasivo sofrido pelas linhas flexíveis. Além desses ensaios, as formulações de melhor desempenho foram submetidas à hidrólise em câmara hiperbárica com aquecimento. Procurou-se correlacionar as propriedades obtidas em um modelo matemático eficaz na reprodução teórica do desgaste abrasivo produzido pelo SIMMC. E ao final do trabalho foram obtidos dois materiais com excelente resistência ao desgaste abrasivo. Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Guilherme Lemeszenski (guilherme@nead.unesp.br) on 2013-08-22T19:01:46Z No. of bitstreams: 1 S0104-14282007000300017.pdf: 363571 bytes, checksum: f6b9ca282437aa9221fa2e6b4397cd29 (MD5) Made available in DSpace on 2013-08-22T19:01:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 S0104-14282007000300017.pdf: 363571 bytes, checksum: f6b9ca282437aa9221fa2e6b4397cd29 (MD5) Previous issue date: 2007-09-01 Made available in DSpace on 2013-09-30T20:02:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0104-14282007000300017.pdf: 363571 bytes, checksum: f6b9ca282437aa9221fa2e6b4397cd29 (MD5) S0104-14282007000300017.pdf.txt: 26473 bytes, checksum: 8e8886747ea777cbdf3282d7ec8148bd (MD5) Previous issue date: 2007-09-01 Submitted by Vitor Silverio Rodrigues (vitorsrodrigues@reitoria.unesp.br) on 2014-05-20T13:27:20Z No. of bitstreams: 2 S0104-14282007000300017.pdf: 363571 bytes, checksum: f6b9ca282437aa9221fa2e6b4397cd29 (MD5) S0104-14282007000300017.pdf.txt: 26473 bytes, checksum: 8e8886747ea777cbdf3282d7ec8148bd (MD5) Made available in DSpace on 2014-05-20T13:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0104-14282007000300017.pdf: 363571 bytes, checksum: f6b9ca282437aa9221fa2e6b4397cd29 (MD5) S0104-14282007000300017.pdf.txt: 26473 bytes, checksum: 8e8886747ea777cbdf3282d7ec8148bd (MD5) Previous issue date: 2007-09-01 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O propósito deste trabalho é fazer uma comparação entre resinas poliméricas dentárias, polimerizadas por aparelhos baseados em lâmpada halógena e diodo emissor de Luz (LED), utilizando-se o método do disco retificado aperfeiçoado para odontologia e os respectivos valores de microdureza. Foram realizados testes em amostras de resinas compostas de 5 diferentes marcas, polimerizadas a tempos de 10, 20 e 40 s, pelos dois aparelhos. A análise estatística dos valores de microdureza e agressividade permitiu concluir que estatisticamente não há correlação entre essas propriedades. Na análise de microdureza, a heterogeneidade característica do material implicou em resultados com valores de desvio padrão relativamente altos, de forma que não foi encontrada diferença estatística entre as amostras avaliadas. Na análise estatística dos ensaios baseados no método do disco retificado, a resina que apresentou maior desgaste nos ensaios, foi a Tetric Ceram, polimerizada pelo aparelho de LED por 10 s, cujo valor médio de agressividade obtido foi 0,170 mm³/N.m. A resina que sofreu menor desgaste foi a Charisma, polimerizada por Lâmpada Incandescente, por um tempo de 20 s, cuja média dos valores de agressividade foi 0,057 mm³/N.m. The purpose of this work was to compare polymeric dental resins cured with halogen lamp and with light emission diode (LED) devices, using the grinding disk method customized for dentistry and the corresponding microhardness values. Tests were carried out on resin samples of five brands, which were cured for 10, 20 and 40 s with the two devices. The analysis of microhardness and aggressiveness has allowed us to conclude that there is no correlation between these properties. In Microhardness tests, the material heterogeneity has produced relative high standard deviation values and has not shown statistical differences between the analyzed samples. In the statistical analysis for the results with the grinding disk method, the resin with highest wear was the Tetric Ceram, cured with LED device for 10 s (aggressiveness average 0.170 mm³/N.m ). The composite resin with least wear was Charisma, cured with halogen lamp device for 20 s (aggressiveness average 0.057 mm³/N.m ). UNESP Faculdade de Engenharia de Bauru USP Faculdade de Odontologia de Bauru UNESP Faculdade de Engenharia de Bauru

A otimização de processos abrasivos é alvo constante de estudos científicos, seja no sentido de minimizar a perda de massa de um sistema tribológico sujeito à presença de abrasivos, seja no sentido de melhorar a qualidade superficial em processo de fabricação, que utilizam abrasivos para remover material. Recentemente, os sistemas de desgaste abrasivo têm sido classificados em função da dinâmica das partículas atuantes: (a) deslizamento das partículas sobre a superfície produzindo sulcamento e/ou riscamento; (b) rolamento dos abrasivos entre as superfícies, levando a formação de indentações múltiplas. O predomínio de uma destas dinâmicas é função das características do sistema, destacando-se a carga por abrasivo, geometria da partícula abrasiva e relação de dureza entre as superfícies. O presente trabalho propõe uma metodologia que relaciona os principais parâmetros dos ensaios laboratoriais de desgaste abrasivo através de uma simulação instrumentada. O equipamento utilizado nesta simulação é um esclerômetro retilíneo que reproduz a atuação de um grão abrasivo sobre a superfície de uma amostra. A partir das informações contidas na superfície desgastada original realiza-se uma seqüência de indentações e riscos/sulcos em posições aleatórias dentro de uma área pré-determinada obtendo uma nova superfície. É possível dimensionar a quantidade, intensidade e direção (no caso de riscos/sulcos) dos eventos. Usando interferometria laser e MEV constatou-se a semelhança entre a topografia e os mecanismos de desgaste da superfície produzida na simulação e a superfície original. Observou-se, também, que a simulação é sensível ao direcionamento dos eventos e mecanismos de desgaste. The optimisation of the abrasive process is the constant aim of scientific studies, either to minimize the mass lost of any tribological system submitted to abrasive presence, or to improve the superficial quality in the machining and/or finishing processes which use abrasives to remove materials. Recently, the wear system has been classified in two different groups, according to its particle dynamic: (a) sliding of the acting particles on the sample surface producing the mechanism of microcutting and/or microploughing or microcracking; (b) the rolling of the abrasives between the surfaces leading to multiple indentation formation. Predominance of one or the other dynamic is due to system features, especially the force by particle, abrasive particle geometry and hardness ratio between the surfaces. The present work proposes a methodology that shows the principal parameters of laboratory abrasive wear tests by instrumented simulation. The equipment used in this simulation is a rectilinear esclerometer that reproduces the act of one abrasive particle on a sample surface. By an original wear surface analysis, a sequence of indentations and scratchs/grooves in random positions inside a pre-defined area can be obtained. It is possible to dimension the quantity, intensity and direction (in case of scratch) of the events. A surface similar to the original can be obtained by simulation. The wear mechanism and topography of this new surface can be described using laser interferometry and SEM. It can also be observed that the simulation is sensible to the direction of events and wear.

The oil and gas extraction in deep waters by Petrobras has been expanded progressively in the recent years. In this condition, oil and gas can be extracted by Jacket type and semi-submersible platforms, which are connected to the wells through flexible risers. These components are constituted of a multilayer system with internal and external coatings made of polymers. On inspection of these risers, scratches and a significant reduction of the riser protection layer were observed. These damages were found to be related to the relative movement of the pipe in the area of the touchdown point (TDP). In order to reduce this problem the risers have being coated externally with plaques of polyurethane. High chemical inertia and good mechanical and abrasion resistance characterize these materials. Besides, they allow the riser to have a good flexibility. Thus, the abrasive wear of these risers was reduced. However, optimizations still must be reached. Currently, the abrasive wear resistance of these materials is evaluated by means of abrasive wear tests according to the DIN 53.516 norm and the single-pass scratching technique, both at a temperature of 4ºC. The latter one is appropriate for testing polymeric riser protections but it does not simulate the repetitive action of hard particles acting against the plaques. In the present work, a new test rig for abrasive wear testing is presented, which is based on multiple interactions between indenters and plaques. So, the deep water wear conditions were simulated and the wear micromechanisms of different polyurethane materials were observed to be similar to those of field application. The wear rate results showed that wear in these materials is basically due to microcracking. It was also noticed that materials with a good wear performance have a high tearing elongation and strength and a high resilience. A correlation between abrasive wear and mechanical properties of five different types of polyurethane was proposed. The obtained equation showed no linear relation with these results, suggesting that terms of higher degree may be important. Nos últimos anos, a extração de petróleo em águas profundas pela Petrobras tem sido expandida progressivamente. Uma das formas de extração do petróleo nessa condição é através de plataformas móveis, que são conectadas aos poços através de linhas flexíveis, também chamadas de risers. Esses componentes são constituídos por um complexo sistema de camadas concêntricas, sendo os revestimentos (interno e externo) confeccionados em polímeros. Recentemente, constatou-se que, no ponto de início do contato da tubulação com o fundo do mar (Touch Down Point - TDP), as linhas flexíveis experimentam um progressivo desgaste por abrasão. Para reduzir esse problema, esses componentes vêm sendo revestidos externamente com luvas bipartidas em poliuretano. Estes revestimentos são caracterizados por elevada inércia química, boa resistência mecânica, aliadas à flexibilidade necessária à estrutura. Assim, o desgaste abrasivo dessas linhas foi reduzido, necessitando, todavia, de otimizações adicionais. Atualmente, a avaliação do desempenho destes materiais vem sendo feita através de ensaios de desgaste abrasivo normatizados pela DIN 53.516 e de ensaios de esclerometria pendular, ambos a 4ºC. No presente trabalho, foi desenvolvido um equipamento e uma metodologia de ensaio de desgaste abrasivo, baseada no princípio da esclerometria pendular, capaz de facilitar a seleção e classificação de materiais para essa aplicação. As condições de desgaste existentes no fundo do mar foram simuladas reproduzindo satisfatoriamente os micromecanismos de desgaste observados na prática. A falha nesses materiais é basicamente por microtrincas, e muito provavelmente, propriedades que reprimam esse fenômeno, colaboram para uma maior resistência ao desgaste abrasivo. Pôde-se notar que materiais que têm um bom desempenho ao desgaste abrasivo têm uma boa capacidade de alongamento durante o rasgo e uma alta resiliência, somados a uma boa resistência ao rasgamento. Propôs-se, ainda, uma correlação entre desgaste abrasivo e as respectivas propriedades mecânicas de cinco tipos de poliuretanos. A equação obtida mostrou não existir uma relação linear entre esses resultados. Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Guilherme Lemeszenski (guilherme@nead.unesp.br) on 2013-08-22T19:02:39Z No. of bitstreams: 1 S0366-69132004000200015.pdf: 589329 bytes, checksum: e4a965ce836226ea2817219a291c6667 (MD5) Made available in DSpace on 2013-08-22T19:02:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 S0366-69132004000200015.pdf: 589329 bytes, checksum: e4a965ce836226ea2817219a291c6667 (MD5) Previous issue date: 2004-06-01 Made available in DSpace on 2013-09-30T18:10:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0366-69132004000200015.pdf: 589329 bytes, checksum: e4a965ce836226ea2817219a291c6667 (MD5) S0366-69132004000200015.pdf.txt: 21431 bytes, checksum: 5069721071bbb205e6f12f56bcb37963 (MD5) Previous issue date: 2004-06-01 Submitted by Vitor Silverio Rodrigues (vitorsrodrigues@reitoria.unesp.br) on 2014-05-20T13:27:17Z No. of bitstreams: 2 S0366-69132004000200015.pdf: 589329 bytes, checksum: e4a965ce836226ea2817219a291c6667 (MD5) S0366-69132004000200015.pdf.txt: 21431 bytes, checksum: 5069721071bbb205e6f12f56bcb37963 (MD5) Made available in DSpace on 2014-05-20T13:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0366-69132004000200015.pdf: 589329 bytes, checksum: e4a965ce836226ea2817219a291c6667 (MD5) S0366-69132004000200015.pdf.txt: 21431 bytes, checksum: 5069721071bbb205e6f12f56bcb37963 (MD5) Previous issue date: 2004-06-01 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O presente trabalho apresenta uma metodologia confiável e de execução rápida para a avaliação do desgaste abrasivo entre as cerâmicas Duceram e Vita nas resinas compostas Z-100 e Charisma. Estes materiais são amplamente utilizados nos consultórios e clínicas dentais para restaurações funcionais e estéticas dos dentes. Para avaliar o desgaste abrasivo entre os materiais, um disco dinâmico revestido com porcelana foi utilizado sobre um disco estático revestido com resina. Os resultados indicaram que a cerâmica Vita apresenta desgaste inferior a Duceram nas resinas analisadas. This work presents a fast and trustworthy methodology for the evaluation of the abrasive wear between the ceramics Duceram and Vita and the composites resins Z-100 and Charisma. These materials are widely used in dental clinics to restoration of function and aesthetics of the teeth. To evaluate the abrasive wear between the materials, a dynamic disk covered with ceramic was used contrary to a static disk covered with resin. The results showed that Vita presents an inferior wear against Duceram in the resins tested. Universidade Estadual Paulista Faculdade de Engenharia de Bauru Departamento de Engenharia Mecânica Universidade Estadual Paulista Faculdade de Engenharia de Bauru Departamento de Engenharia Elétrica Universidade de S. Paulo Faculdade de Odontologia de Bauru Departamento de Materiais Dentários Universidade Estadual Paulista Faculdade de Engenharia de Bauru Departamento de Engenharia Mecânica Universidade Estadual Paulista Faculdade de Engenharia de Bauru Departamento de Engenharia Elétrica

O presente trabalho apresenta uma metodologia confiável e de execução rápida para a avaliação do desgaste abrasivo entre as cerâmicas Duceram e Vita nas resinas compostas Z-100 e Charisma. Estes materiais são amplamente utilizados nos consultórios e clínicas dentais para restaurações funcionais e estéticas dos dentes. Para avaliar o desgaste abrasivo entre os materiais, um disco dinâmico revestido com porcelana foi utilizado sobre um disco estático revestido com resina. Os resultados indicaram que a cerâmica Vita apresenta desgaste inferior a Duceram nas resinas analisadas. This work presents a fast and trustworthy methodology for the evaluation of the abrasive wear between the ceramics Duceram and Vita and the composites resins Z-100 and Charisma. These materials are widely used in dental clinics to restoration of function and aesthetics of the teeth. To evaluate the abrasive wear between the materials, a dynamic disk covered with ceramic was used contrary to a static disk covered with resin. The results showed that Vita presents an inferior wear against Duceram in the resins tested.

0 desgaste abrasivo de materiais é um fenômeno complexo. Assim, técnicas experimentais são ferramentas fundamentais para o estudo do problema. O efeito de uma única partícula abrasiva agindo sobre a superfície da amostra de um material pode ser analisado através de ensaios esclerométricos, controlando-se as condições de carregamento, a velocidade de riscamento e a taxa de penetração. O projeto de um esclerômetro retilíneo e a automatização dos procedimentos experimentais são apresentados neste trabalho. São propostas metodologias para ensaios esclerométricos e de indentação. A arquitetura do hardware desenvolvido e seu controle é administrado por um software que opera em plataforma Windows NT, resultando em uma metodologia experimental confiável e flexível. The abrasive wear of materiais is a complex phenomenon. Therefore experimental techniques are fundamental tools to study the problem. The effect of a single abrasive particle acting on a material sample surface can be analyzed in esclerometric test, controlling at least, the load conditions, the scratching speed and the penetration rate. The design of a linear sclerometer, and the automatization of experimental procedures are presented. Scratch and indentation test methodologies are proposed. The developed test system hardware setup and control is managed by a software that operates on a Windows l\IT platform, resulting a reliable a flexible experiment material methodology. Dissertação (Mestrado)

Este trabalho teve como objetivo verificar o efeito do tratamento criogênico no desempenho de ferramentas de aço-rápido M2. Urna das etapas do ciclo de tratamento criogênico consiste de exposição da ferramenta a uma atmosfera de nitrogênio líquido em temperaturas de aproximadamente —196 °C por um determinado período de tempo. Após a realização do tratamento criogênico, o material tem sua microestrutura alterada em dois aspectos: menor percentual de austenita retida e a presença de finos carbonetos precipitados provenientes do revenimento da martensita. Foram realizados testes específicos de usinagem em laboratório e na linha de produção de uma indústria de autopeças. Os resultados de usinagem mostraram vantagens para as ferramentas tratadas em alguns testes. Os testes de faceamento rápido mostraram aumento significativo de até 44% no desempenho das ferramentas tratadas criogenicamente. Os testes feitos na furação do aço ABNT 8640 com brocas helicoidais de aço-rápido tratadas criogenicamente mostraram aumento na vida da ferramentas de 60 a 343%, principalmente quando o critério de vida considerado foi a falha catastrófica. Os testes no processo de fresamento com fresas de topo praticamente não apresentaram mudanças no desempenho das ferramentas tratadas com relação às não tratadas criogenicamente. Os testes no chão de fábrica com fresas de perfil revestidas com TiN apresentaram uma diminuição no desempenho das ferramentas depois de submetidas ao tratamento criogênico. Testes com brocas de centro de aço rápido sinterizado e não sinterizado não apresentaram mudanças sensíveis no desempenho com o efeito do tratamento criogênico. Também foram feitos testes de resistência ao desgaste e análises microestuturais para ajudar explicar os resultados encontrados nos testes de usinagem. Foi observado que, praticamente, não teve alteração no percentual de austenita retida e na dureza com o tratamento criogênico. O aumento no desempenho de ferramentas tratadas criogenicamente com relação às ferramentas sem este tipo de tratamento foi atribuído à presença de finos carbonetos que surgem durante o ciclo de tratamento criogênico. Neste trabalho, para as condições de testes aplicadas, não foi observado alterações na taxa de desagaste abrasivo a dois corpos depois do tratamento criogênico. The performance of cutting tools of high speed Steel tools ABNT M2 cryogenic treated is studied in this work. The cryogenic treatment consists of submitting the tools to temperatures of -196 °C using vapour of nitrogen. As a result there will be less residual austenite and precipitation of very fine carbides. Machining tests were carried out in laboratory and in the production line of an automotive industry. The treated tools gave better results than untreated tools for some machining tests. The life of treated tools had an increase of about 44 % in rapid facing tests. The treatment also increases tool life from 60 to 343 % when drilling ABNT 8640 Steel, mainly when the end life criterion used is catrastophic ruptura of the tool. No effect of cryogenic treatment in the tools performance was observed in face milling operations. Milling tests in the production line revealed that the treatment is detiimental to the life of TiN coated tools. It was also observed no effect when machining with center drills. Pin on disc wear tests and microstructure analysis were also carried out to support the results from the machining tests. The results shown that the cryogenic treatment do not change neither the percentage of residual austenite nor the tool hardness. The improvement of the wear resistance in some tests can be attributed to the precipitation fine carbides. Dissertação (Mestrado)