Desenvolvimento de um aço SAE 5115 microligado ao nióbio para cementação a alta temperatura

Este trabalho busca desenvolver um aço para cementação a alta temperatura através da adição de nióbio como microligante, a fim de que os compostos formados forneçam partículas de segunda fase que atuem como ancoradoras do grão austenítico, já que o processo de crescimento de grão, especialmente anormal, é conseqüência natural das temperaturas envolvidas. A elevação da temperatura tem como objetivo proporcionar um ganho em produtividade pela redução dos tempos de cementação. Procura-se também estabelecer uma comparação do aço proposto a aços de cementação convencionais (DIN 17Cr3 e SAE 5115). Utilizou-se um aço SAE 5115 com 0,034% de nióbio, que foi submetido a diferentes condições de ensaio em laboratório: deformação a frio por compressão livre em três graus de deformação (isento, 25 e 50%); com posterior aquecimento em patamares de temperatura que simulam diferentes níveis de cementação (930 , 950 , 1000 e 1050 C), bem como diferentes tempos de manutenção em temperatura, de tal forma a atingir camadas cementadas hipotéticas em torno de 1,0 mm de profundidade. Encerram-se os testes submetendo o aço estudado a um processo de produção industrial de pinos de pistão, que sofrem deformação a temperatura ambiente e cementação a 950 C por 2,5 h O aço SAE 5115 ao “Nb” mostrou um melhor desempenho no controle dos grãos austeníticos, tanto para os ensaios de simulação realizados em laboratório e comparados ao aço DIN 17Cr3, como frente ao processo de produção de pinos de pistão tendo como comparativo o aço SAE 5115. O modelo teórico de Hudd e outros (que trata os carbonitretos de nióbio como de extensiva solubilidade mútua) e o de Gladman (que define os nitretos de alumínio e de nióbio como mutuamente exclusivos), associados às equações de Wagner (para coalescimento das partículas de segunda fase), bem como à equação de Gladman e Pickering (que determina o raio crítico de partícula para uma distribuição aleatória de partículas), mostraram-se bastante adequados em prever a resposta das partículas precipitadas, partindo-se da composição química do aço, principalmente para as partículas de carbonitreto de nióbio em condições que não envolvessem níveis elevados de deformação.

Caracterização metalúrgica do aço SAE 1141 microligado ao nióbio por simulação física

Este trabalho analisa, através do emprego de simulador físico, os efeitos da adição do nióbio no aço SAE 1141 e seu comportamento como refinador de grão e endurecedor por precipitação, nas altas temperaturas de forjamento e tempos de reaquecimento aplicados industrialmente. Analisa também qual a influência das deformações e velocidades de resfriamento sobre o tamanho de grão austenítico, microestrutura, dureza, cinética da precipitação e propriedades finais. Na definição dos parâmetros de simulação foram observadas rotinas de produção de peças forjadas comercialmente, a literatura técnica, e possíveis alterações que otimizassem as propriedades do aço em estudo. Para tanto foram definidas as temperaturas de forjamento 1100, 1200 e 1250°C, a taxa de deformação de 1/s, as deformações de 30, 50 e 70%, e as velocidades de resfriamento de 36, 60, 100 e 150°C/min. Os resultados indicaram que a velocidade de resfriamento tem papel preponderante na microestrutura final, que variou de um agregado de ferrita e perlita para bainita (às vezes com alguma martensita) a medida em que a velocidade de resfriamento aumenta. A simulação térmica indicou que tamanho de grão austenítico aumenta a medida em que se eleva a temperatura de reaquecimento e que existe apenas um pequeno efeito ancorador de grão do nióbio nesse quesito, quando não estiver presente alguma deformação Foi observado, através da simulação física que, com a presença de deformação, principalmente para as temperaturas menores de reaquecimento, a precipitação induzida por deformação parece ancorar o crescimento dos grãos recristalizados, resultando num tamanho de grão austenítico menor. Esse trabalho constitui parte integrante do projeto de desenvolvimento da tecnologia dos aços microligados, num esforço conjunto do Laboratório de Metalurgia Física – LAMEF, através do Grupo de Desenvolvimento de Aços Microligados, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em parceria com a Aços Finos Piratini e DANA – Albarus, com o apoio da CAPES.

Eixos tubulares em material SAE 4130H com camada cementada na parte externa e interna

Este trabalho tem como objetivo analisar a aplicação de um eixo conector para semi-eixos homocinéticos, demonstrando as vantagens da aplicação do eixo monobloco tubular com camada cementada na parte externa e interna em relação a geometria tradicional , eixo maciço temperado por indução. As principais etapas de fabricação do eixo monobloco tubular, tais como, conformação por martelamento e conformação do entalhado serão apresentados e discutidos a sua viabilidade econômica. A matéria prima utilizada para fabricar o eixo monobloco tubular é tubo sem costura SAE 4130H, que será discutido principalmente com relação ao seu estado de fornecimento. No tratamento térmico de cementação e têmpera será verificado os parâmetros de controle de processo para atingir os valores especificados de dureza superficial, profundidade de camada e microestrutura. Por fim, será revisado os ensaios mecânicos de fadiga e torção estática para homologação do eixo monobloco tubular. Neste ponto será dada ênfase na origem da fratura e a forma da mesma.

Estudo do tratamento de inclusões com cálcio na fabricação do aço SAE 8620

O tratamento de modificação de óxidos (e sulfetos) com cálcio tornou-se usual na produção de aços de elevada limpeza interna. O conhecimento da composição química de inclusões, dependendo da composição do aço líquido, é requisito fundamental para garantir a lingotabilidade desses aços e propriedades mecânicas adequadas dependendo da aplicação dos mesmos. O objetivo deste trabalho foi o estudo da composição química de inclusões ao longo do processo de refino secundário, com enfoque no tratamento com cálcio. Para tanto, foram comparados dados experimentais (planta industrial) com simulações via termodinâmica computacional (software FactSage). A metodologia utilizada consistiu em: a) obtenção de dados experimentais para determinar os dados de entrada das simulações; b) utilizar os bancos de dados e a rotina de minimização da Energia de Gibbs do software FactSage, para calcular o equilíbrio entre as fases aço líquido (modelo associado) e inclusões (escória - modelo quase-químico modificado) e; c) comparar os resultados obtidos na planta industrial com os simulados via FactSage. O acompanhamento do processo de elaboração do aço na Gerdau Aços Especiais Piratini (AEP) foi fundamental para identificar eventuais desvios de processo, bem como para interpretar eventuais discrepâncias entre os resultados Na simulação de todas as provas, verificou-se que é fundamental um baixo desvio-padrão na análise dos elementos, se o objetivo é simular um padrão de elaboração de aço. Como resultado deste trabalho, verificou-se ainda que entre 10 e 14 ppm é a faixa ideal de cálcio para a formação de inclusões líquidas com teor mínimo de CaS, para os níveis de oxigênio, enxofre e alumínio do SAE 8620 na etapa final do processo de elaboração desse aço na AEP. É importante destacar que faixas mais amplas de cálcio podem ser utilizadas, dependendo do tipo de processo na aciaria e do tipo de produto requerido.

Estudo da formação de trincas internas centrais em barras laminadas em aço SAE 1141

A qualidade SAE 1141 alia boas conformabilidade e usinabilidade em um mesmo aço – esta qualidade possui adição de teores de enxofre da ordem de 0,08 – 0,13% em peso. É largamente empregada no segmento de forjarias na confecção de componentes com relativa complexidade e exigência mecânica, tais como garfos e ponteiras para a indústria automotiva. Devido a esse fato, é imprescindível que a matéria-prima para a conformação destes componentes atenda às exigências impostas pelos esforços aplicados aos mesmos e, dado às solicitações que sofrem, apresente um desempenho satisfatório em sua forma final, principalmente no tocante à sanidade interna, visto que defeitos dessa natureza são extremamente deletérios à performance dos componentes conformados. Em função disso, o principal objetivo desta investigação é avaliar as causas potencialmente geradoras de defeitos denominados trincas internas centrais, as quais afetam fortemente a sanidade interna da matéria-prima, além de reduzir a sua incidência em barras de aço da qualidade SAE 1141. Para tanto, são apresentadas considerações sobre a avaliação destes defeitos, analisando-se as possíveis causas geradoras das trincas, as quais são caracterizadas sob o enfoque de bibliografia adequada. Através da realização de ensaios no lingotamento contínuo (LC) envolvendo a utilização do agitador eletromagnético final (FEMS), elaboração de curvas de ductilidade pelo emprego do simulador físico Gleeble para os materiais nas condições tarugo e barra laminada, experiências na laminação envolvendo análises de amostras após cada diferente grau de redução ou passe conferido ao material pelo processo e variação das taxas de resfriamento pós-processamento, busca-se reduzir as ocorrências destes defeitos, diminuindo conseqüentemente sucateamento e custos e melhorando o desempenho do material frente às expectativas dos componentes em serviço. A metodologia empregada para a detecção dos defeitos nas barras laminadas foi a submissão das mesmas ao ultra-som. Várias amostras tiveram os seus defeitos detectados através desse ensaio, os quais foram analisados e caracterizados previamente ao início da investigação das causas geradoras, balizando assim a tomada de decisão em relação aos experimentos a serem realizados. Os dados práticos foram obtidos na Gerdau Aços Especiais Piratini, onde a análise de defeitos internos gerados a partir do processo produtivo é um procedimento rotineiro. A interpretação dos resultados, bem como testes laboratoriais adicionais foram realizados na própria usina e no IAS – Instituto Argentino de Siderurgia. Em paralelo, realizou-se uma revisão na literatura aberta dos principais fundamentos e conceitos metalúrgicos referentes a trincas internas e causas de geração das mesmas, tais como, influência do FEMS na solidificação e na condição de segregação nos tarugos de LC, elementos de liga com caráter fragilizante e/ou deletério (por exemplo, hidrogênio, carbono, enxofre e manganês), influência das transformações de fase – velocidade de resfriamento pós-processamento e influência dos elementos de liga – na formação dos defeitos, entre outros. Os resultados obtidos permitiram concluir que a principal causa da geração das trincas internas do tipo centrais em barras laminadas está associada a uma combinação de variáveis. As transformações de fase, somadas a presença de altos teores de hidrogênio no aço – fato este de grande importância na geração dos defeitos detectado somente ao longo da realização do trabalho – fragilizam localmente o núcleo das barras, gerando trincas. Estas, por sua vez, têm a sua propagação facilitada através de cadeias ou redes de sulfeto de manganês, por vezes devido à alta incidência das mesmas nos aços da qualidade SAE 1141. Além disso, pode-se constatar que a geração dos defeitos é potencializada para barras de diâmetros superiores a 75,00 mm. Em barras de diâmetros menores, as falhas estão igualmente presentes e apresentam morfologia similar aos defeitos encontrados nas barras de maior diâmetro, porém, em escala não significativa, não sendo assim abordadas neste trabalho. Pode-se constatar ainda, que a redução da incidência dos defeitos do tipo trincas internas centrais em barras laminadas de diâmetros superiores a 75,00 mm – e conseqüente sucateamento – foi da ordem de mais de 95% desde o início do trabalho, reduzindo-se assim o sucateamento desta qualidade para níveis da ordem de, aproximadamente, 1,0%.

Nitriding in cathodic cage of stainless steel AISI 316: influence of sample position

R.R.M. de Sousa et al. Nitriding in cathodic cage of stainless steel AISI 316: Influence of sample position. Vacuum, [s.l.], n.83, 2009. Disponivel em: . Acesso em: 04 out.2010.

Effect of cooling rate on properties of plasma nitrided AISI 1010 steel

In this work, AISI 1010 steel samples were plasma nitrided into 20% N 2 100 Pa and 400 Pa for N 2 and H 2 , respectively), temperatures of 500 and 580 °C, during 2 h. Three different procedures for cooling were accomplished after nitriding. In the first procedure the cooling occurred naturally, that is, the sample was kept on substrate holder. In the second one the sample was pulled off and cooling in a cold surface. Finally, in the third cooling process the sample was pulled off the substrate holder down into special reservoir filled with oil held at ambient temperature. The properties of the AISI 1010 steel samples were characterized by optical and electron microscopy, X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy and microhardness tests. Thermal gradient inside the sample kept on substrate holder during cooling process was measured by three inserted thermocouples at different depths. When samples were cooled rapidly the transformation of ϵ-Fe 2 − 3 N to γ′-Fe 4 N was inhibited. Such effect is indicated by the high concentration of ϵ-Fe compound zone. To get solid state solution of nitrogen in the diffusion zone, instead of precipitates of nitride phases, the cooling rate should be higher than a critical value of about 0.95 °C/s. When this value is reached at any depth of the diffusion zone, two distinct diffusion zones will appear. Temperature gradients were measured inside the samples as a consequence of the plasma treatment. It's suggested the need for standardization of the term “treatment temperature” for plasma treatment because different nitrided layer properties could be reported for the same “treatment temperature”.

Análise e avaliação dos elementos de penetração no solo de equipamentos rodoviários após revestimento

The main objective is to analyze the abrasive wear resistance to the low stress of the elements that make up the organs of road machinery that are exposed directly to contact with abrasives. These samples were analyzed after these elements are coated superficially by the process of welding electrode coated with (SAER) and the manual process of coating type LVOF thermal spraying. As well, is to provide suggestions for a better recovery and return of these elements, which are reducing costs and avoiding downtime in the fronts of service. The samples were made from a substrate of carbon ABNT 1045 tempered steel, following the same specifications and composition of metals and alloys of constituents was followed the standard governing the dimensions of these samples and in accordance with the corresponding size. The results were evaluated by testing the hardness, abrasion resistance to wear by the low stress and the loss of volume involving the microstructure of coatings analyzed

Nitretação em plasma com gaiola catódica: caracterização e avaliação do desempenho da camada nitretada em facas de corte

Nowadays, in the plastic industry are used mills that accomplish the recycling of residues generated in the production of its components. These mills contain cut sheets that suffer accelerated wear, once they are submitted constantly to the tribologic efforts, decreasing its useful life. To reduce this problem, it s used noble steels or takes place superficial treatments. The ionic nitriding process presents some limitations related to the uniformity of the layer in pieces with complex geometry, committing its application in pieces as knives, head offices, engagements, etc. However, the new technique of nitriding in cathodic cage eliminates some problems, as the restrictions rings, inherent to the conventional ionic nitriding. In present work, was studied the use viabilization of steels less noble, as SAE 1020, SAE 4320 and SAE 4340, nitreded by two different techniques, to substitute the AISI 01 steels, usually used in the cut knifes fabrication, seeking to reduce the costs and at the sane time to increase the useful life of these knifes. The steel most viable was the SAE 4340, nitrided in cathodic cage, because it presented uniformity in thickness and in the hardness of the layer, besides of increased 58% in the average its useful life

Sistematização da assistência de enfermagem (SAE) em um hospital pediátrico de ensino: uma pesquisa-ação

The incessant search if nurse for qualify nursing care makes the Nursing Assistance Systematization, a current topic of discussion throughout the country, not only in order to comply the legal requirements of their practice, but especially by the expected benefits of its application. In this meaning, this research had a qualitative approach, developed for a way of research-action. The general purpose was to analyze the change in the nursing practices in a pediatric teaching hospital, based on construction and implementation of Nursing Assistance Systematization by the nursing team. The results had the thematic analysis of Paulo Freire and were shown in the form of reports. To achieve these purposes, it began by steps pre-trial, to review the charts of the institution and an approach with the managers. In the situational diagnosis of nursing practices without the systematization followed by applying a questionnaire with a nursing team and a focal group with nurses. These ways supported the implementation stage of the Nursing Assistance Systematization which developed actions associate such as focal group with the nurses about the nursing history, capacity with the nursing team about the Nursing Assistance Systematization, development, application and reworking of printed, and discussions in the small groups. The evaluations of the changes after the actions of the research occurred through individual interview with the nurses, to check the results. The charts review confirmed the deficit in the records performed by the nurse on the chart, which reinforced the need for implementation of Nursing Assistance Systematization, an argument used on the meeting with the managers, who promptly agree with the search. The questionnaire and the focal group with the nurses reveal a process of nursing work without systematization, showing gaps in practices, but also obtained relate of expectations of improvements in quality of care as of Nursing Assistance Systematization, furnishing data to the development of ways following-up. The prints were gradually used and modified as the team understood the Nursing Assistance Systematization and its purposes through capacity course. The final evaluation pointed to the partial implementation of the stages of Nursing Assistance Systematization had been institutionalized at the history and the development of nursing, beyond difficulties with diagnosis and prescription of nursing, in later representing a paradigm shift. This search collaborated to change the view about the Nursing Assistance Systematization by nursing team at the institution had been revealed through introduction of new practices in the process of nursing work, as examination of physical exam of the patient, the interview in the admission of customers on service and the daily monitoring by nursing through development of nursing. Before addition, it was noted which the purposes of this search were achieved, since were analyzed the changes in the nursing practices with the systematization. The research-action achieved proposes of the involvement of nursing team in changing their practices. This search contributed to the implementation of the Nursing Assistance Systematization in a pediatric teaching hospital and showed which is possible to seek resolution of problems when the objective is of the group and gave access for further searches within this theme

Avaliação tribológica dos polímeros NBR, PTFE e PTFE gravitado em contato com aço AISI 52100

Low cost seals are made of NBR, Nitrile Butadiene Rubber, a family of unsaturated copolymers that is higher resistant to oils the more content of nitrile have in its composition, although lower its flexibility. In Petroleum Engineering, NBR seal wear can cause fluid leakage and environmental damages, promoting an increasing demand for academic knowledge about polymeric materials candidate to seals submitted to sliding contacts to metal surfaces. This investigation aimed to evaluate tribological responses of a commercial NBR, hardness 73 ± 5 Sh A, polytetrafluoroethylene (PTFE), hardness 60 ± 4 HRE and PTFE with graphite, 68 ± 6 HRE. The testings were performed on a sliding tribometer conceived to explore the tribological performance of stationary polymer plane coupons submitted to rotational cylinder contact surface of steel AISI 52100, 20 ± 1 HRC Hardness, under dry and lubricated (oil SAE 15W40) conditions. After screening testings, the normal load, relative velocity and sliding distance were 3.15 N, 0.8 m/s and 3.2 km, respectively. The temperatures were collected over distances of 3.0±0.5 mm and 750±50 mm far from the contact to evaluate the heating in this referential zone due to contact sliding friction by two thermocouples K type. The polymers were characterized through Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Dynamic Mechanical Analysis (DMA). The wear mechanisms of the polymer surfaces were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and EDS (Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy). NBR referred to the higher values of heating, suggesting higher sliding friction. PTFE and PTFE with graphite showed lower heating, attributed to the delamination mechanism

Utilização do éster de soja como biolubrificante

The lubricants found in the market are of mineral or synthetic origin and harm to humans and the environment, mainly due to their improper discard. Therefore industries are seeking to develop products that cause less environmental impact, so to decrease mainly, operator aggression the Cutting Fluids became an emulsion of oil / water or water / oil. However, the emulsion was not considered the most suitable solution for environmental question, therefore the search for biodegradable lubricants and which no are toxic continues and so vegetable oils are seen, again, as a basis for the production of lubricants. The biggest problem with these oils is their oxidative instability that is intensified when working at high temperatures. The process transesterification decreases the oxidation, however changes some physical and chemical properties. Therefore soybean oil after the transesterification process was subjected to tests of density, dynamic viscosity, kinematic viscosity which is calculated from two parameters mentioned, flash point and acidity. Besides the physico-chemical test the soybean oil was subjected to a dynamic test in a tribometer adapted from a table vise, whose induced wear was the adhesive and ultimately was used as cutting fluid in a process of turning in two different materials, steel 1045 and cast iron. This latter test presented results below the mineral cutting fluid which it was compared in all tests, already in other experiments the result was satisfactory and other experiments not, so that chemical additives can be added to the oil analyzed to try equate all parameters and so formulate a biolubrificante not toxic to apply in machining processes of metalworking industry

Activity of disinfectants against foodborne pathogens in suspension and adhered to stainless steel surfaces

The purpose of this study was to investigate and compare the efficacy of various disinfectants on planktonic cells and biofilm cells of Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Numbers of viable biofilm cells decreased after treatment with all tested disinfectants (iodine, biguanide, quaternary ammonium compounds, peracetic acid and sodium hypochlorite). Sodium hypochlorite was the most effective disinfectant against biofilm cells, while biguanide was the least effective. Scanning electron microscopy observations revealed that cells adhered on stainless steel surface after treatment with the disinfectants. No viable planktonic cells were observed after treatment with the same disinfectants. Based on our findings, we concluded that biofilm cells might be more resistant to disinfectants than plancktonic cells.

Surface finishing of flat pieces when submitted to lapping kinematics on abrasive disc dressed under several overlap factors

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

Experience gained and difficulties in performing dynamic load test in composite piles made with steel rails

The results of dynamic instrumentation in two construction sites that used steel rails as pile foundation are presented in this paper. The first dynamic load tests were executed in piles made by single steel rails of the type TR32 and TR37. In the second group of dynamic tests, the piles were made by a composition of two and three steel rails of the same type TR37. The difficulties in placing the sensors, the effect of hammer blow eccentricity and the influence of the non-uniform welding along the pile length are presented in detail and discussed.