Coating residual stress effects on fatigue performance of 7050-T7451 aluminum alloy

The tendency of the aircraft industry is to enhance customer value by improving performance and reducing environmental impact. In view of availability, aluminum alloys have a historically tendency to faster insertion due to their lower manufacturing and operated production infrastructure. In landing gear components, wear and corrosion control of many components is accomplished by surface treatments of chrome electroplating on steel or anodizing of aluminum. One of the most interesting environmentally safer and cleaner alternatives for the replacement of hard chrome plating or anodizing is tungsten carbide thermal spray coating, applied by the high velocity oxy fuel (HVOF) process. However, it was observed that residual stresses originating from these coatings reduce the fatigue strength of a component.An effective process as shot peening treatment, considered to improve the fatigue strength, pushes the crack sources beneath the surface in most of medium and high cycle cases, due to the compressive residual stress field induced. The objective of this research is to evaluate a tungsten carbide cobalt (WC-Co) coating applied by the high velocity oxy fuel (HVOF) process, used to replace anodizing. Anodic films were grown on 7050-T7451 aluminum alloy by sulfuric acid anodizing, chromic acid anodizing and hard anodizing. The influence on axial fatigue strength of anodic films grown on the aluminum alloy surface is to degrade the stress-life performance of the base material. Three groups of specimens were prepared and tested in axial fatigue to obtain S-N curves: base material, base material coated by HVOF and base material shot peened and coated.Experimental results revealed increase in the fatigue strength of Al 7050-T7451 alloy associated with the WC 17% Co coating. on the other hand, a reduction in fatigue life occurred in the shot peened and coated condition. Scanning electron microscopy technique and optical microscopy were used to observe crack origin sites, thickness and coating/substrate adhesion. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

SAE 1045 steel/WC-Co/Ni-Cu-Ni/SAE 1045 steel joints prepared by dynamic diffusion bonding: Microelectrochemical studies in 0.6 M NaCl solution

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

Corrosion behaviour of thermal sprayed nitinol coatings

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Microhabitat and plant structure of Batrachospermum (Batrachospermales, Rhodophyta) populations in four streams of São Paulo State, southeastern Brazil

Microhabitat and plant structure of seven Batrachospermum populations (four of Batrachospermum delicatulum (= Sirodotia delicatula), one of Batrachospermum macrosporum and two of the 'Chantransia' stage), including the influence of physical variables (current velocity, depth, irradiance and substratum), were investigated in four streams of São Paulo State, southeastern Brazil. The populations of B. delicatulum and the 'Chantransia' stage occurred under very diverse microhabitat conditions, which probably contributes to their wide spatial and seasonal distribution in Brazilian streams. Results suggest branch reconfiguration as a probable mechanism of adaptation to current velocity based on the occurrence of: (i) B. macrosporum (a large mucilaginous form with presumably little ability for branch reconfiguration) under lower current velocity than B. delicatulum; (ii) only dense plants in populations with high current velocities (> 60 cm s-1), whereas 53-77% of dense plants were seen in populations exposed to lower currents (< 40 cm s-1); (iii) positive correlations of plant length with internode length in populations under low current velocities and negative correlation in a population with high velocity (132 cm s-1); and (iv) negative correlations of current velocity with plant diameter and internode length in a population under high flow. This study, involving mainly dioecious populations, revealed that B. delicatulum displayed higher fertilization rates than B. macrosporum. A complementary explanation for a dioecious species to increase fertilization success was proposed consisting of outcrossing among intermingled male and female adjacent plants within an algal spot.

Influence of thermal treatments in the corrosion behaviour of HVOF Cr 3C2-NiCr coatings

Thermal spray coatings as Cr3C2-NiCr obtained by high velocity oxy-fuel spraying (HVOF) are mainly applied due to their behaviour against aggressive erosive-abrasive and corrosive atmospheres and their thermal stability at high temperatures [1]. In order to increase the corrosion protection that it offers to the substrate trying to close the interconnected pores, it is possible to apply a thermal treatment with the gun during the spraying of the coating. This treatment could be applied in different ways. One of these ways consists of spraying only a few layers of coating followed by thermal treatment and finally the spray of the rest of layers. This thermal treatment on spraying is studied related to the corrosion properties of the system. The study comprises the electrochemical characterisation of the system by open circuit potential (OC), polarisation resistance (Rp), cyclic voltammetry (CV) and impedance spectroscopy measurements (EIS). Optical and scanning electron microscopy characterisation (OM and SEM) of the top and cross-section of the system has been used in order to justify the electrochemical results.

Dynamic analysis of a new piezoelectric flextensional actuator using the J1-J4 optical interferometric method

Piezoelectric actuators are widely used in positioning systems which demand high resolution such as scanning microscopy, fast mirror scanners, vibration cancellation, cell manipulation, etc. In this work a piezoelectric flextensional actuator (PFA), designed with the topology optimization method, is experimentally characterized by the measurement of its nanometric displacements using a Michelson interferometer. Because this detection process is non-linear, adequate techniques must be applied to obtain a linear relationship between an output electrical signal and the induced optical phase shift. Ideally, the bias phase shift in the interferometer should remain constant, but in practice it suffers from fading. The J1-J4 spectral analysis method provides a linear and direct measurement of dynamic phase shift in a no-feedback and no-phase bias optical homodyne interferometer. PFA application such as micromanipulation in biotechnology demands fast and precise movements. So, in order to operate with arbitrary control signals the PFA must have frequency bandwidth of several kHz. However as the natural frequencies of the PFA are low, unwanted dynamics of the structure are often a problem, especially for scanning motion, but also if trajectories have to be followed with high velocities, because of the tracking error phenomenon. So the PFA must be designed in such a manner that the first mechanical resonance occurs far beyond this band. Thus it is important to know all the PFA resonance frequencies. In this work the linearity and frequency response of the PFA are evaluated up to 50 kHz using optical interferometry and the J1-J4 method.

The significance and determination by image analysis of microcrack density in hard chromium plating

It is well known that the microcrack density is a fundamental parameter in hard chromium electroplating. The chemical and mechanical properties of this coating are widely dependent on its microcrack density. In this paper a simple image analysis procedure to determine microcrack density is presented in order to demonstrate it as a fundamental tool to estimate the fatigue, corrosion and wear behavior, as well as the residual stress field of a coated component. For this purpose, the image analysis procedure was carried out on two kinds of hard chromium plating - one called accelerated (high velocity of deposition and fluoride-free) and the other conventional (with fluoride). The coatings were applied on samples of AISI 4340 aeronautical steel, which is widely used in aircraft landing gear components. To characterize the practical significance of this study, the microcrack density results were related to the fatigue, wear and corrosion behavior from previous study and to the residual stress field in the coatings.

Estratégias adaptativas da locomoção na ultrapassagem de obstáculo móvel

Pós-graduação em Ciências da Motricidade - IBRC

Modelagem sísmica via métodos das diferenças finitas: caso da bacia do Amazonas

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados da modelagem sísmica em meios com fortes descontinuidades de propriedades físicas, com ênfase na existência de difrações e múltiplas reflexões, tendo a Bacia do Amazonas como referência à modelagem. As condições de estabilidade e de fronteiras utilizadas no cálculo do campo de ondas sísmicas foram analisadas numericamente pelo método das diferenças finitas, visando melhor compreensão e controle da interpretação de dados sísmicos. A geologia da Bacia do Amazonas é constituída por rochas sedimentares depositadas desde o Ordoviciano até o Recente que atingem espessuras da ordem de 5 km. Os corpos de diabásio, presentes entre os sedimentos paleozóicos, estão dispostos na forma de soleiras, alcançam espessuras de centenas de metros e perfazem um volume total de aproximadamente 90000 Km³. A ocorrência de tais estruturas é responsável pela existência de reflexões múltiplas durante a propagação da onda sísmica o que impossibilita melhor interpretação dos horizontes refletores que se encontram abaixo destas soleiras. Para representar situações geológicas desse tipo foram usados um modelo (sintético) acústico de velocidades e um código computacional elaborado via método das diferenças finitas com aproximação de quarta ordem no espaço e no tempo da equação da onda. A aplicação dos métodos de diferenças finitas para o estudo de propagação de ondas sísmicas melhorou a compreensão sobre a propagação em meios onde existem heterogeneidades significativas, tendo como resultado boa resolução na interpretação dos eventos de reflexão sísmica em áreas de interesse. Como resultado dos experimentos numéricos realizados em meio de geologia complexa, foi observada a influência significativa das reflexões múltiplas devido à camada de alta velocidade, isto provocou maior perda de energia e dificultou a interpretação dos alvos. Por esta razão recomenda-se a integração de dados de superfície com os de poço, com o objetivo de obter melhor imagem dos alvos abaixo das soleiras de diabásio.

Comportamento mecânico do aço AISI 4340 revestido com WC-CrCNi; WC-10Ni; Ni-20Cr; Ni-Cr-B-Si-Fe; Cr3C2-NiCr pelo processo HVOF

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelagem sísmica por diferenças finitas em meios bidimensionais com difratores

Este trabalho tem por objetivo a modelagem sísmica em meios com fortes descontinuidades de propriedades físicas, com ênfase na existência de difrações. Como parte deste estudo foi feita a análise numérica visando as condições de estabilidade e de fronteiras utilizadas no cálculo do campo de ondas sísmicas. Para a validação do programa de diferenças finitas foi feita a comparação cinemática com a Teoria do Raio para um modelo simples. O motivo deste estudo é ter uma melhor compreensão e controle sobre os problemas de modelagem, visando contribuir para a solução de problemas na interpretação de dados sísmicos. Segundo vários autores na literatura geológica, Derby (1877), Evans (1906), Paiva (1929) e Moura (1938). A Bacia do Amazonas é constituída por rochas sedimentares depositadas desde o Ordoviciano até o recente, atingindo espessuras da ordem de 5 km. Os corpos de diabásio, presentes entre os sedimentos paleozóicos, estão dispostos na forma de soleiras, alcançando espessuras de centenas de metros, perfazendo um volume total de 90.000 quilômetros cúbicos. A ocorrência de tais estruturas é responsável pela existência de reflexões múltiplas durante a propagação da onda sísmica, impossibilitando uma melhor interpretação dos horizontes refletores que se encontram abaixo das soleiras. Para representar situações geológicas desse tipo foi usado um modelo acústico de velocidades. Para o cálculo dos sismogramas foi utilizado um programa de diferenças finitas com aproximação de quarta ordem da equação da onda acústica no espaço e no tempo. As aplicações dos métodos de diferenças finitas para o estudo de propagação de ondas sísmicas têm melhorado a compreensão sobre a propagação em meios onde existem heterogeneidades significativas, tendo como resultado boa resolução na interpretação dos eventos de reflexão sísmica em áreas de interesse. Como resultado dos experimentos numéricos realizados em meio de geologia complexa, foi observado a influência significativa das múltiplas devido a camada de alta velocidade, o que faz com que haja maior perda de energia dificultando a interpretação dos alvos. Por esta razão recomendo a integração de dados de superfície com os dados de poço, com o objetivo de se obter uma melhor imagem dos alvos abaixo das soleiras de diabásio.

Estudo da resistência ao desgaste e à corrosão de revestimentos metálico-cerâmicos aplicados na liga AA7050 mediante aspersão térmica oxicombustível de alta velocidade (HVOF)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Inibição da divisão celular em Xanthomonas citri subsp. citri e Bacillus subtilis

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

Caracterização do aço inoxidável ASTM A743 CA6NM e do seu revestimento de WC-10Co-4Cr aspergido termicamente por HVOF

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Evolução tectônica e estratigráfica das bacias da margem continental do Uruguai

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE