Influência do aporte de calor e da velocidade de soldagem na tenacidade da solda HF-ERW

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência da soldagem por caldeamento na tenacidade à fratura e na resistência à fadiga de trilhos ferroviários

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo do comportamento mecânico de um eco-compósito para aplicação como painéis divisórios de ambientes

Esta pesquisa teve como objetivo o estudo do comportamento mecânico de um eco-compósito em estrutura laminada para aplicação como painéis divisórios de ambientes utilizando uma resina comercial poliuretana a base natural de óleo de mamona, uma resina comercial de poliéster insaturada e um tecido de juta como reforço, obtido de sacarias. A fração em massa de produto natural (juta) ou de base natural (poliuretana a base de óleo de mamona) totalizou 44,32%, habilitando sua denominação como eco-compósito. Foram realizados os ensaios de tração, de compressão, de flexão, de impacto Charpy e de impacto por queda de dardo nos materiais constituintes do compósito para verificação da contribuição de cada material para as propriedades do compósito. Os ensaios de tração foram realizados na matriz de poliuretana, na matriz de poliéster, no tecido de juta, na matriz híbrida (resina de poliuretana e resina de poliéster) e no compósito. Os ensaios de compressão foram realizados na matriz de poliuretana, na matriz de poliéster, na matriz híbrida e no compósito. Os ensaio de flexão foram realizados na matriz de poliéster, na matriz híbrida e no compósito. Os ensaios de impacto foram realizados na matriz de poliuretana, na matriz de poliéster, na matriz híbrida e no compósito. Os resultados obtidos mostram que o compósito apresenta bom comportamento quando submetido a impacto e a esforços de tração.

Comportamento mecânico de material compósito de matriz poliéster reforçado por sistema híbrido fibras naturais e resíduos da indústria madeireira

Neste trabalho, materiais compósitos de matriz poliéster reforçados por fibras curtas de sisal, por resíduo de madeira e por sistema híbrido sisal/resíduo de madeira, dispostos aleatoriamente foram produzidos, utilizando-se o menor nível possível de processamento tecnológico nas etapas produtivas, com vistas a se produzir um compósito tecnicamente viável a pequenos produtores. A matriz de poliéster utilizada foi a tereftálica pré-acelerada com naftenato de cobalto e curada a temperatura ambiente com peróxido de metil-etil-cetona (MEK) em diferentes proporções em relação à resina, 0,33%, 1,66%, 3,33% e 5,00% em volume, de forma a se avaliar a influência deste nas propriedades mecânicas. As fibras de sisal foram cortadas manualmente nos comprimentos de 5, 10 e 15mm e utilizadas da maneira como adquiridas, sem tratamento superficial. O resíduo de madeira utilizado foi o pó de lixadeira da madeira maçaranduba. Os compósitos foram fabricados por moldagem manual, sem pressão e a temperatura ambiente. Foram fabricados corpos de prova de matriz pura, compósitos reforçados por sisal, variando-se o comprimento das fibras, compósitos reforçados por pó de maçaranduba e compósitos de reforço híbrido, sisal/pó de madeira, em diferentes proporções entre os constituintes. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração e impacto charpy e as superfícies de fratura geradas foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura de modo a se correlacionar os aspectos de fratura com as propriedades mecânicas. Foi determinada a massa específica de cada série de corpos de prova fabricada, bem como a fração volumétrica dos reforços nos compósitos. Os resultados demonstraram que com o aumento do comprimento da fibra de sisal a resistência à tração e ao impacto dos compósitos foi incrementada, alcançando, o compósito com fibras de sisal de 15 mm, o melhor desempenho mecânico dentre as séries testadas. Por outro lado, a heterogeneidade granulométrica do pó de maçaranduba teve efeito negativo sobre as propriedades mecânicas dos compósitos. Os compósitos híbridos sisal/pó de madeira com maior teor de fibras, alcançaram 80% do desempenho obtido para os compósitos de fibras de sisal.

Avaliação da tenacidade à fratura na região de transição dúctil-frágil dos aços API 5L X70 e X80 utilizando a metodologia da curva mestra

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da tenacidade em um aço microligado, grau API, para aplicação em linhas dutoviárias de petróleo e gás

In order to study the mechanical properties of micro alloyed steel API 5L X70, a material used to manufacture pipes for pipeline transportation lines for use in oil and gas, a study was made of toughness, tensile strength, impact strength, hardness and microstructure steel. To perform these various tests were made where they can acquire the characteristics of the material. Were performed at the Faculty of Engineering in Guaratinguetá in the Department of Materials and Technology and the tensile tests, Charpy impact test, metallography and hardness testing of material API 5L X70, all tests were done with the help of technical laboratories. With these data can be an analysis of the material about his tenacity, his toughness and fragility, its hardness, its yield strength and its maximum voltage. After being asked the analyzes discussed the results showed that the micro alloyed steel API 5L X70 steel is a very tenacious, it absorbs impact energy of 300 Joules though without a break for the full body of evidence showing its tenacity

Influência do tempo de imersão em solução aquosa contendo H2S sobre a tenacidade de tubo API 5L X65 sour avaliada a partir de ensaio Charpy

Com o decorrer dos anos o consumo de petróleo e seus derivados aumentou significativamente e com isso houve a necessidade de se investir em pesquisas para descobertas de novas jazidas de petróleo como o pré-sal. Porém, não apenas a localização dessas jazidas deve ser estudada, mas, também, sua forma de exploração. Essa exploração e extração, na maioria das vezes, se dão em ambientes altamente corrosivos e o transporte do produto extraído é realizado através de tubulações de aço de alta resistência e baixa liga (ARBL). Aços ARBL expostos a ambientes contendo H2S e CO2 (sour gas) sofrem corrosão generalizada que promovem a entrada de hidrogênio atômico no metal, podendo diminuir sua tenacidade e causar falha induzida pela presença de hidrogênio (Hydrogen Induced Cracking HIC), gerando falhas graves no material. Tais falhas podem ser desastrosas para o meio ambiente e para a sociedade. O objetivo deste trabalho é estudar a tenacidade, utilizando ensaio Charpy, de um tubo API 5L X65 sour após diferentes tempos de imersão em uma solução saturada com H2S. O eletrólito empregado foi a solução A (ácido acético contendo cloreto de sódio) da norma NACE TM0284 (2011), fazendo-se desaeração com injeção de N2, seguida de injeções de H2S. Os materiais foram submetidos a: ensaios de resistência a HIC segundo a norma NACE TM0284 (2011) e exames em microscópio óptico e eletrônico de varredura para caracterização microestrutural, de inclusões e trincas. As amostras foram submetidas a imersão em solução A durante 96h e 360h, sendo que, após doze dias do término da imersão, foram realizados os ensaios Charpy e exames fractográficos. Foram aplicados dois métodos: o de energia absorvida e o da expansão lateral, conforme recomendações da norma ASTM E23 (2012). As curvas obtidas, em função da temperatura de impacto, foram ajustadas pelo método da tangente hiperbólica. Esses procedimentos foram realizados nas duas seções do tubo (transversal e longitudinal) e permitiram a obtenção dos seguintes parâmetros: energias absorvidas e expansão lateral nos patamares superior e inferior e temperaturas de transição dúctil-frágil (TTDF) em suas diferentes definições, ou seja, TTDFEA, TTDFEA-DN, TTDFEA-FN, TTDFEL, TTDFEL-DN e TTDFEL-FN (identificação no item Lista de Abreviaturas e Siglas). No exame fractográfico observou-se que o material comportou-se conforme o previsto, ou seja, em temperaturas mais altas ocorreu fratura dúctil, em temperaturas próximas a TTDF obteve-se fratura mista e nas temperaturas mais baixas observou-se o aparecimento de fratura frágil. Os resultados mostraram que quanto maior o tempo de imersão na solução A, menor é a energia absorvida e a expansão lateral no patamar superior, o que pode ser explicado pelo (esperado) aumento do teor de hidrogênio em solução sólida com o tempo de imersão. Por sua vez, os resultados mostraram que há tendência à diminuição da temperatura de transição dúctil-frágil com o aumento do tempo de imersão, particularmente, as TTDFEA-DN e TTDFEL-DN das duas seções do tubo (longitudinal e transversal). Esse comportamento controverso, que pode ser denominado de tenacificação com o decorrer do tempo de imersão na solução A, foi explicado pelo aparecimento de trincas secundárias durante o impacto (Charpy). Isso indica uma limitação do ensaio Charpy para a avaliação precisa de materiais hidrogenados.

Avaliação da influência de aplicação de vibração mecânica na microestrutura e em características mecânicas de juntas do aço inoxidável martensítico CA6NM soldadas pelo processo FCAW

O aço inoxidável martensítico ASTM A743 CA6NM é utilizado para produzir componentes especiais para turbinas hidráulicas, devido às suas boas propriedades mecânicas combinadas com alta resistência à corrosão e cavitação e uma boa soldabilidade. As turbinas hidráulicas são produzidas por meio de múltiplos passes de solda em peças espessas obtidas por fundição. Durante a operação, estes componentes estão sujeitos à erosão por cavitação e trincas em regiões tensionadas, que são reparados também por meio de soldagem. Após o processo de soldagem, um tratamento térmico pós-soldagem é comumente utilizado para aliviar as tensões residuais. Porém, existem dificuldades significativas para a realização de tratamento térmico nas turbinas hidráulicas, tais como a complexidade da geometria de solda, a possibilidade de distorção no caso de quaisquer cargas mecânicas, dificuldade em aquecer simetricamente, e também o tratamento térmico pode causar degradação das propriedades do material. Assim, existe um grande interesse no desenvolvimento de procedimentos de soldagem que elevem a tenacidade ao impacto e evitem o tratamento térmico pós-soldagem. Neste trabalho, a aplicação de vibrações mecânicas durante e após a soldagem para aliviar tensões residuais foram avaliadas em juntas de aço inoxidável martensítico CA6NM soldadas pelo processo Flux Cored Arc Welding (FCAW). A utilização de vibrações mecânicas para reduzir e redistribuir as tensões residuais das estruturas soldadas através da aplicação de carga vibratória pode gerar muitos benefícios. Testes de impacto Charpy (-20 °C), ensaios de tração e dobramento foram realizados conforme ASME IX, e perfis de microdureza nas diferentes regiões da solda foram conduzidos para a caracterização mecânica das juntas soldadas. A caracterização microestrutural foi realizada utilizando difração de raios X, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de propriedades mecânicas das amostras vibradas atenderam as exigências especificadas por norma, na qual o processo com tratamento térmico é recomendado para a soldagem deste tipo de aço, visando atingir os níveis de tenacidade do material original. Com relação à microestrutura não foram observados alterações significativas para as amostras vibradas em comparação com a condição \"como soldado\", porém para a condição com tratamento térmico pós-soldagem foi observado uma pequena quantidade de austenita retida, que são precipitadas após o tratamento térmico e permanecem finamente distribuídas após o resfriamento e auxiliam no ganho de tenacidade das juntas soldadas.

Impact resistance of non-ferrous passenger car wheels. Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Office of Crash Avoidance, Washington, D.C.

Impact resistance of non-ferrous passenger car wheels - modification number two (2). Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Office of Crash Avoidance, Washington, D.C.

Impact characteristics of glass fiber-reinforced composite materials for use in roadside safety barriers. Final report.

Federal Highway Administration, McLean Va.

Microsegregation in nodular cast iron and its effect on mechanical properties

A review of the literature pertaining to the mechanical properties, solidification and segregation effects in nodular cast iron has been made. A series of investigations concerning the influence of microsegregation on mechanical properties of :pearlitic, ferritic and austenitic nodular cast iron have then been reported. The influence of section size on the tensile and impact properties of cornmercial purity and refined ferritic nodular cast iron has been studied. It has been shown. that an increase in section caused a decrease in impact transition temperature of the commercial purity material without greatly affecting the impact transition temperature of the purer material. This effect has been related to increased amounts of segregation effects such as cell boundary carbides in heavier sections of the commercial purity material. Microsegregation studies on the materials used in this thesis have been carried out using an electron probe microanalyser. This technique has shown that concentrations of chromium and manganese and depletions of nickel and silicon occurred at eutectic cell boundaries in nodular cast iron and were often associated with brittle carbides in these areas. These effects have been shown to be more prevalent in heavier sections. The nature of segregation during the solidification of nodular cast iron has been studied by quenching samples of nodular iron during the solidification process. Micro-analysis of such samples has shown that segregation of manganese and chromium occurs by a gradual build-up of these elements at the solid/liquid interface. The microstructures of the quenched specimens revealed carbide filaments connecting graphite nodules and areas of quenched liquid. These filaments have been used as evidence for a revised hypothesis for the solidification of nodular cast iron by a liquid diffusion mechanism. A similar series of experiments has been carried out on two high nickel austenitic irons containing 0.5 per cent manganese and 4 per cent manganese respectively. In both these materials a decrease in elongation was experienced with increasing section. This effect was more drastic in the 4 per cent manganese material which also contained much greater amounts of cell boundary carbide in heavy sections. Micro-analysis of samples of the 4 per cent manganese material quenched during solidification revealed that manganese concentrated in the liquid and that nickel concentrated in the solid during solidification. No segregation of silicon occurred in this material. Carbide filaments appeared in the microstructures of these specimens. A discussion of all the above effects in terms of current concepts is included.

Study on the Cell Structure and Compressive Behavior of Biodegradable Poly(epsilon-caprolactone) Foam

Biodegradable poly(e-caprolactone) (PCL) foams with a series of controlled structures were prepared by using chemical foaming method. The cell morphology was detected by scanning electron microscope (SEM). The compressive behavior of the foams was investigated by uniaxial compression test. The effect of density and structural parameters on the foam compressive behavior was analyzed. It was found that the relative compressive modulus has a power law relationship with relative density. Increasing of both the cell wall thickness and the cell density lead to higher compressive modulus of the foam; however, the cell size has no distinct effect on compressive behavior.

Compatibilization of PP/EPDM blends by grafting acrylic acid to polypropylene and epoxidizing the diene in EPDM

In this article, ethylene-propylene-diene-rubber (EPDM) was epoxidized with an in situ formed performic acid to prepare epoxided EPDM (eEPDM). The eEPDM together with the introduction of PP-g-AA was used to compatibilize PP/EPDM blends in a Haake mixer. FTIR results showed that the EPDM had been epoxidized. The reaction between epoxy groups in the eEPDM and carboxylic acid groups in PP-g-AA had taken place, and PP-g-EPDM copolymers were formed in situ. Torque test results showed that the actual temperature and torque values for the compatibilized blends were higher than that of the uncompatibilized blends. Scanning electron microscopy (SEM) observation showed that the dispersed phase domain size of compatibilized blends and the uncompatibilized blends were 0.5 and 1.5 mu m, respectively. The eEPDM together with the introduction of PP-g-AA could compatibilize PP/EPDM blends effectively. Notched Izod impact tests showed that the formation of PP-g-EPDM copolymer improved the impact strength and yielded a tougher PP blend.

Effects of rubber content and temperature on dynamic fracture toughness of ABS materials

The effects of rubber content and temperature on dynamic fracture toughness of ABS materials have been investigated based on the J-integral and crack opening displacement (COD, delta) concepts by an instrumented Charpy impact test. A multiple specimens R-curve method and stop block technique are used. It is shown that the materials exhibit a different toughness behavior, depending on rubber content and temperature. The resistance against stable crack initiation (J(0.2) or delta(0.2)) increases with increasing rubber content. However, J(0.2) first increased with increasing temperature until reaching the maximum value; after that, it decreases with further increasing the temperature. (C) 2000 John Wiley & Sons, Inc.