Efeito dos elementos intersticiais nas propriedades anelásticas da liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta para aplicações biomédicas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Comportamento eletroquímico do crômio em soluções contendo íons cloreto

Pós-graduação em Química - IQ

Influência do aporte térmico da soldagem GTAW no balanço de fases Ferrita/Austenita do Aço Inoxidável Duplex UNS S32205

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Corrosion protection of aluminium alloy by cerium conversion and conducting polymer duplex coatings

The corrosion protection of AA6063 aluminium alloy by cerium conversion, polyaniline conducting polymer and by duplex coatings has been investigated. The electrochemical behaviour was evaluated in aerated 3.5 wt.% NaCl. All coatings tested shifted the corrosion and pitting potentials to more positive values, indicating protection against corrosion. The duplex coatings are significantly more effective than each coating alone: corrosion and pitting potentials were shifted by +183 and +417 mV(SCE), respectively, by duplex coatings in relation to the untreated aluminium alloy. Optical microscopy and scanning electron microscopy are in agreement with the electrochemical results, reinforcing the superior performance of duplex coatings. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Tolerancia al daño de acero inoxidable austeno-ferrítico trefilado con resistencia de acero de pretensar

En este trabajo se determina la tolerancia al daño de un acero inoxidable austeno-ferrítico trefilado hasta obtener resistencia propias del acero de pretensado. Para ello se han realizado ensayos de fractura sobre alambres con secciones transversales debilitadas por fisuras de fatiga propagadas desde la superficie exterior. La medida de la tolerancia al daño adoptada es la curva empírica carga de rotura-profundidad de fisura. Para valorar cuantitativamente los resultados, se utilizan las curvas de dos aceros de pretensar eutectoides, respectivamente fabricados por trefilado y por tratamiento térmico de templado y revenido, así como un modelo elemental de colapso plástico por tracción para alambres fisurados. La microestructura austeno-ferrítico de los alambres inoxidables adquiere una marcada orientación en la dirección de trefilado, que induce una fuerte anisotropía de fractura en los alambres y condiciona su mecanismo macroscópico de colapso a tracción cuando están Asurados. Para observar este mecanismo se ha utilizado la técnica VIC-2D de adquisición y análisis computerizado de imágenes digitales en ensayos mecánicos, aplicándola a ensayos de fractura a tracción realizados con probetas planas de alambre inoxidable trefilado Asuradas transversalmente. Damage tolerance of a high strength cold-drawn ferritic-austenitic stainless steel is assessed by means of tensile fracture tests of cracked wires. A fatigue crack was transversally propagated from the wire surface. The damage tolerance curve of the wires results from the empirical failure load when given as a function of crack depth. As a consequence of cold drawing, the wire microstructure is orientated along its longitudinal axis and anisotropic fracture behavior is found at macrostructural level at the tensile failure of the cracked specimens. An in situ optical technique known as video image correlation VIC-2D was used to get an insight into this failure mechanism by tensile testing transversally fatigue cracked plañe specimens extracted from the cold-drawn wires. Additionally, the experimentally obtained damage tolerance curve of the cold-drawn ferritic-austenitic stainless steel wires is compared with that of the two types of high strength eutectoid wires currently used as prestressing steel for concrete. An elementary plástic collapse model for tensile failure of surface cracked wires is used to assess the damage tolerance curves.

Comportamiento frente a corrosión bajo tensión en ambiente marino de armaduras de acero inoxidable dúplex

La utilización de barras corrugadas de acero inoxidable en estructuras de hormigón armado, se está mostrando como una alternativa con gran futuro en estructuras expuestas a ambientes muy agresivos o que requieran vidas en servicio muy elevadas. Estos aceros inoxidables cuentan con similares propiedades mecánicas que los aceros al carbono pero un comportamiento muy mejorado frente a la corrosión, especialmente frente a cloruros. Dentro de los aceros inoxidables, los del tipo dúplex tienen como ventaja una composición con una cantidad menor de níquel, reduciendo de esta manera el coste de estos y haciendo que su precio dependa menos de las fluctuaciones del precio del níquel. Este trabajo estudia la resistencia frente a la corrosión bajo tensión de estos aceros inoxidables del tipo dúplex (AISI 2001 y AISI 2205). The use of stainless steel reinforcing bars in concrete structures is proving to be an alternative with great future in structures exposed to aggressive environments or that are required to perform very long service lives. These steels have similar mechanical properties as carbon steels but very improved corrosion resistance, particularly against chlorides. Within stainless steels, duplex type ones have as an advantage their lower content of nickel in their composition, reducing this way their price and making it less related to nickel price fluctuations. This project will study stress corrosion cracking behavior for some of these duplex stainless steels (AISI 2001 and AISI 2205)

Efeito da temperatura de revenimento sobre o grau de sensitização e resistência à corrosão por pite de aços inoxidáveis supermartensíticos contendo 13% Cr, 5% Ni, com e sem adições de Nb e Mo.

O desenvolvimento dos aços inoxidáveis Super-Martensíticos (SM) nasce da necessidade de implementar novas tecnologias, mais econômicas e amigáveis ao meio ambiente. Os aços inoxidáveis SM são uma derivação dos aços inoxidáveis martensíticos convencionais, diferenciando-se basicamente no menor teor de carbono, na adição de Ni e Mo. Foram desenvolvidos como uma alternativa para aços inoxidáveis duplex no uso de dutos para a extração de petróleo offshore em meados dos anos 90. Para que esses aços apresentem as propriedades mecânicas de resistência à tração e tenacidade é necessário que sejam realizados tratamentos de austenitização, seguido de têmpera, e de revenimento, onde, particularmente para este último, há várias opções de tempos e temperaturas. Como os tratamentos térmicos geram as propriedades mecânicas através de transformações de fase (precipitação) podem ocorrer alterações da resistência à corrosão. São conhecidos os efeitos benéficos da adição de Nb em aços inoxidáveis tradicionais. Por isso, o objetivo desta pesquisa foi estudar aços inoxidáveis SM contendo Nb. Foi pesquisada a influência da temperatura de revenimento sobre a resistência à corrosão de três aços inoxidáveis SM, os quais contêm 13% Cr, 5% Ni, 1% a 2% Mo, com e sem adições de Nb. No presente trabalho, foram denominados de SM2MoNb, SM2Mo e SM1MoNb, que representam aços com 2% Mo, 1% Mo e 0,11% Nb. Dado que os principais tipos de corrosão para aços inoxidáveis são a corrosão por pite (por cloreto) e a corrosão intergranular (sensitização), optou-se por determinar os Potenciais de Pite (Ep) e os Graus de Sensitização (GS) em função da temperatura de revenimento. Os aços passaram por recozimento a 1050°C por 48 horas, para eliminação de fase ferrita delta. Em seguida foram tratados a 1050 °C por 30 minutos, com resfriamento ao ar, para uniformização do tamanho de grão. A estrutura martensítica obtida recebeu tratamentos de revenimento em temperaturas de: 550 °C, 575 °C, 600 °C, 625 °C, 650 °C e 700 °C, por 2 horas. O GS foi medido através da técnica de reativação eletroquímica potenciodinâmica na versão ciclo duplo (DL-EPR), utilizando-se eletrólito de 1M H2SO4 + 0,01M KSCN. Para determinar o Ep foram realizados ensaios de polarização potenciodinâmica em 0,6M NaCl. Os resultados obtidos foram discutidos através das variações microestruturais encontradas. Foram empregadas técnicas de microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), simulação termodinâmica de fases através do programa Thermo-Calc e determinação de austenita revertida mediante difração de raios X (DRX) e ferritoscópio. A quantificação da austenita por DRX identificou que a partir de 600 °C há formação desta fase, apresentando máximo em 650 °C, e novamente diminuindo para zero a 700 °C. Por sua vez, o método do ferritoscópio detectou austenita nas condições em que a analise de DRX indicou valor nulo, sendo as mais críticas a do material temperado (sem revenimento) e do aço revenido a 700 °C. Propõe-se que tais diferenças entre os dois métodos se deve à morfologia fina da austenia retida, a qual deve estar localizada entre as agulhas de martensita. Os resultados foram discutidos em termos da precipitação de Cr23C6, Mo6C, NbC, fase Chi, austenita e ferrita, bem como das consequências do empobrecimento em Cr e Mo, gerados por tais microconstituintes. São propostos três mecanismos para explicar a sensitização: o primeiro é devido a precipitação de Cr23C6, o segundo a precipitação de fase Chi (rica em Cr e Mo) e o terceiro é devido a formação de ferrita durante o revenimento. O melhor desempenho quanto ao GS foi obtido para os revenimentos a 575 °C e 600°C, por 2 horas. Os resultados de Ep indicaram que o aço SM2MoNb, revenido a 575°C, tem o melhor desempenho quanto à resistência à corrosão por cloreto. Isso associado ao baixo GS coloca este aço, com este tratamento térmico, numa posição de destaque para aplicações onde a resistência à corrosão é um critério de seleção de material, uma vez que, segundo a literatura a temperatura de 575 °C está no intervalo de temperaturas de revenimento onde são obtidas as melhores propriedades mecânicas.

Estudo do processo de formação do cavaco durante o torneamento e sua relação com a microestrutura utilizando o método dos elementos finitos.

O objetivo desse trabalho foi avaliar o processo de formação do cavaco durante o torneamento utilizando simulação numérica pelo método dos elementos finitos. Para realizar o estudo foram definidos dois tipos de aços inoxidáveis austeníticos, um com matriz metálica sem a presença significativa de inclusões, do tipo ABNT 304, e outro com a presença de inclusões não metálicas, do tipo ABNT 303. O estudo foi focado nos mecanismos de formação e ruptura do cavaco, na determinação das forças de usinagem, no campo de tensões, deformações, e temperaturas durante o processo, que foram relacionados com aspectos e características da microestrutura do material. Os resultados obtidos foram comparados com as forças de usinagem experimentais, com a espessura e morfologia do cavaco. O desenvolvimento do trabalho, de acordo com a metodologia adotada, foi realizado em diferentes etapas. Inicialmente foi elaborado e aplicado um modelo de simulação da usinagem considerando o material homogêneo. Em outra etapa, foi realizada a modelagem de uma microestrutura submetida a um estado de tensão e deformação semelhante ao encontrado na simulação da usinagem realizada com material homogêneo. Os resultados mostraram que as partículas das inclusões maiores, alongadas, e em maior quantidade aumentam a tensão e a deformação na microestrutura. As elevadas temperaturas obtidas na usinagem dos aços inoxidáveis austeníticos aumentam a ductilidade dos sulfetos, esses se deformam em compressão junto com a matriz, e têm um efeito limitado como agente de redução dos esforços de usinagem. Por outro lado, os sulfetos facilitam a etapa de ruptura do cavaco em tensões trativas, e tendem a se romper facilitando o processo de quebra.

Welding and brazing : a bibliography of unclassified report literature.

Selected unclassified reports, supplementing those abstracted in TID-3059, which were available in TISE files on July 1, 1956, on welding and brazing of materials of interest to nuclear technology, such as Al, Be, Hf, Mo, Th, Ti, Zr, stainless steels, high-temperature alloys, pressure vessels, and heat exchangers, are annotated. Author, subject, and report number indexes are included. 127 references.

Understanding magnesium corrosion - A framework for improved alloy performance

The purpose of this paper is to provide a succinct but nevertheless complete mechanistic overview of the various types of magnesium corrosion. The understanding of the corrosion processes of magnesium alloys builds upon our understanding of the corrosion of pure magnesium. This provides an understanding of the types of corrosion exhibited by,magnesium alloys, and also of the environmental factors Of most importance. This deep understanding is required as a foundation if we are to produce magnesium alloys much more resistant to corrosion than the present alloys. Much has already been achieved, but there is vast scope for improvement. This present analysis can provide a foundation and a theoretical framework for further, much needed research. There is still vast scope both for better fundamental understanding of corrosion processes, engineering usage of magnesium, and also on the corrosion protection of magnesium alloys in service.

Service performance of engineering materials

Corrosion research by Atrens and co-workers has made significant contributions to the understanding of the service performance of engineering materials. This includes: (1) elucidated corrosion mechanisms of Mg alloys, stainless steels and Cu alloys, (2) developed an improved understanding of passivity in stainless steels and binary alloys such as Fe-Cr, Ni-Cr, Co-Cr, Fe-Ti, and Fe-Si, (3) developed an improved understanding of the melt spinning of Cu alloys, and (4) elucidated mechanisms of environment assisted fracture (EAF) of steels and Zr alloys. This paper summarises contributions in the following: (1) intergranular stress corrosion cracking of pipeline steels, (2) atmospheric corrosion and patination of Cu, (3) corrosion of Mg alloys, and (4) transgranular stress corrosion cracking of rock bolts.

A critical review of the stress corrosion cracking (SCC) of magnesium alloys

This review aims to provide a foundation for the safe and effective use of magnesium (Mg) alloys, including practical guidelines for the service use of Mg alloys in the atmosphere and/or in contact with aqueous solutions. This is to provide support for the rapidly increasing use of Mg in industrial applications, particularly in the automobile industry. These guidelines should be firmly based on a critical analysis of our knowledge of SCC based on (1) service experience, (2) laboratory testing and (3) understanding of the mechanism of SCC, as well as based on an understanding of the Mg corrosion mechanism.

Ion plating

Under ideal conditions ion plating produces finely grained dense coatings with excellent adhesion. The ion bombardment induced damage initiates a large number of small nuclei. Simultaneous coating and sputtering stimulates high rates of diffusion and forms an interfacial region of graded composition responsible for good adhesion. To obtain such coatings on components far industrial applications, the design and construction Of an ion plater with a 24" (O.6rn) diameter chamber were investigated and modifications of the electron beam gun were proposed. A 12" (O.3m) diameter ion plater was designed and constructed. The equipment was used to develop surfaces for solar energy applications. The conditions to give extended surfaces by sputter etching were studied. Austenitic stainless steel was sputter etched at 20 and 30 mTorr working pressure and at 3, 4 and 5 kV. Uniform etching was achieved by redesigning the specimen holder to give a uniform electrostatic field over the surfaces of the specimens. Surface protrusions were observed after sputter etching. They were caused by the sputter process and were independent of grain boundaries, surface contaminants and inclusions. The sputtering rate of stainless steel was highly dependent on the background pressure which should be kept below 10-5 Torr. Sputter etching improved the performance of stainless steel used as a solar selective surface. A twofold improvement was achieved on sputter etching bright annealed stainless steel. However, there was only slight improvement after sputter etching stainless steel which had been mechanically polished to a mirror finish. Cooling curves Were used to measure the thermal emittance of specimens.The deposition rate of copper was measured at different levels of power input and was found to be a maximum at 9.5 kW. The diameter of the copper feed rod was found to be critical for the maintenance of a uniform evaporation rate.

CO2 absorption into aqueous amine blended solutions containing monoethanolamine (MEA), N,N-dimethylethanolamine (DMEA), N,N-diethylethanolamine (DEEA) and 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) for post-combustion capture processes

Presently monoethanolamine (MEA) remains the industrial standard solvent for CO2 capture processes. Operating issues relating to corrosion and degradation of MEA at high temperatures and concentrations, and in the presence of oxygen, in a traditional PCC process, have introduced the requisite for higher quality and costly stainless steels in the construction of capture equipment and the use of oxygen scavengers and corrosion inhibitors. While capture processes employing MEA have improved significantly in recent times there is a continued attraction towards alternative solvents systems which offer even more improvements. This movement includes aqueous amine blends which are gaining momentum as new generation solvents for CO2 capture processes. Given the exhaustive array of amines available to date endless opportunities exist to tune and tailor a solvent to deliver specific performance and physical properties in line with a desired capture process. The current work is focussed on the rationalisation of CO2 absorption behaviour in a series of aqueous amine blends incorporating monoethanolamine, N,N-dimethylethanolamine (DMEA), N,N-diethylethanolamine (DEEA) and 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) as solvent components. Mass transfer/kinetic measurements have been performed using a wetted wall column (WWC) contactor at 40°C for a series of blends in which the blend properties including amine concentration, blend ratio, and CO2 loadings from 0.0-0.4 (moles CO2/total moles amine) were systematically varied and assessed. Equilibrium CO2 solubility in each of the blends has been estimated using a software tool developed in Matlab for the prediction of vapour liquid equilibrium using a combination of the known chemical equilibrium reactions and constants for the individual amine components which have been combined into a blend.From the CO2 mass transfer data the largest absorption rates were observed in blends containing 3M MEA/3M Am2 while the selection of the Am2 component had only a marginal impact on mass transfer rates. Overall, CO2 mass transfer in the fastest blends containing 3M MEA/3M Am2 was found to be only slightly lower than a 5M MEA solution at similar temperatures and CO2 loadings. In terms of equilibrium behaviour a slight decrease in the absorption capacity (moles CO2/mole amine) with increasing Am2 concentration in the blends with MEA was observed while cyclic capacity followed the opposite trend. Significant increases in cyclic capacity (26-111%) were observed in all blends when compared to MEA solutions at similar temperatures and total amine concentrations. In view of the reasonable compromise between CO2 absorption rate and capacity a blend containing 3M MEA and 3M AMP as blend components would represent a reasonable alternative in replacement of 5M MEA as a standalone solvent.