Identificação da fase sigma em uma junta soldada pelo processo TIG manual autógeno de um aço hiperduplex SAF 2707HD (UNS S32707) por difração de raios-x.

O aço inoxidável hiperduplex possui alta resistência a corrosão por pite em ambientes contendo cloretos, quando comparado a outros aços inoxidáveis comercialmente conhecidos. Possui boas propriedades mecânicas, com limite de escoamento superior a 700MPa e limite de resistência a tração em torno de 1000MPa. Essas propriedades o tornam muito atrativos para aplicações em ambientes contendo cloretos, e por isso tem tido destaque na indústria de óleo e gás, refinarias, plataformas offshore, etc. A liga hiperduplex é composta por uma estrutura bifásica, contendo proporções aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Esse material possui boa soldabilidade, mas por ser termodinamicamente metaestável, em altas temperaturas pode ocorrer a precipitação de fases intermetálicas não desejáveis, o que resulta em perda de propriedades mecânicas e diminuição da resistência a corrosão. A fase sigma tem sido fortemente estudada, pois é comum sua precipitação nos aços inoxidáveis da família duplex durante o procedimento de soldagem se este não for muito bem controlado. A fase sigma precipita preferencialmente na fase ferrítica, devido a maior concentração de Cr e Mo, que são os elementos formadores da fase. A resistência a corrosão é reduzida e as propriedades mecânicas do material são alteradas o tornando frágil devido a presença da fase sigma. É formada entre 600C e 1000C e possui uma estrutura tetragonal complexa. O objetivo do trabalho foi identificar a possível presença da fase sigma na junta soldada do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD (UNS S32707) pelo processo TIG autógeno manual através da difração de raios-x. Nessa pesquisa, foram analisadas uma junta soldada do material pelo processo TIG autógeno manual com arco pulsado. Complementando o estudo foram analisadas seis amostras do aço inoxidável superduplex, sendo que cinco amostras sofreram tratamento térmico para a proposital formação da fase sigma. O refinamento do resultado da difração das amostras foi feito utilizando o método de Rietveld no software Topas Academic versão 4.1. O resultado da amostra soldada de hiperduplex apresentou as fases austenita, ferrita e alguns prováveis óxidos. Os resultados das amostras de superduplex tratadas termicamente apresentaram a fase sigma, conforme esperado na pesquisa, e as fases austenita e ferrita.

Comportamento tribocorrosivo do aço inoxidável e de ligas de titânio em meio salino

No presente trabalho, foram realizados ensaios de tribocorrosão no aço inoxidável AISI 304L, no titânio comercialmente puro (CPTi) e na liga de titânio Ti6Al4V em solução aquosa de 0,90% m/v NaCl. Amostras de ligas de titânio com tratamento térmico superficial de refusão a laser também foram utilizadas. Um tribômetro do tipo pino-no-disco com contracorpo de alumina foi usado. Técnicas eletroquímicas in situ de monitoramento em circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica, curvas de polarização e amperimetria de resistência nula foram empregadas. Os resultados obtidos indicam que o desgaste tribocorrosivo das ligas de titânio é mais intenso do que o observado no aço inoxidável, apresentando perfis de superfície mais irregulares. A análise da impedância eletroquímica mostrou que todos os materiais utilizados apresentam uma rápida recuperação da camada passiva, exibindo módulos e fases um pouco menores do que os medidos antes do desgaste. Sob atrito, os diagramas de impedância apresentam uma forte redução do módulo. Sob desgaste, o expoente α do elemento de fase constante (CPE) atinge seu valor mais baixo, enquanto o parâmetro γ é máximo. As curvas de polarização exibem potenciais menores e densidades de corrente de corrosão maiores durante o desgaste. O tratamento de refusão a laser, embora mude a microestrutura e a dureza superficial das amostras, não indica uma mudança aparente nos parâmetros eletroquímicos sob tribocorrosão, bem como do coeficiente de atrito. Nos ensaios de amperimetria de resistência nula, foi possível estimar a corrente mensurada no ARN por meio do emprego de um circuito elétrico equivalente. A densidade espectral de potência dos sinais de potencial e de corrente exibe a frequência de rotação (1,25 Hz) e seus harmônicos. Para baixas frequências (abaixo de 10 mHz), o decaimento obedece à relação 1 ⁄ e 1⁄ para os sinais de potencial e corrente, respectivamente.

Comportamento estrutural de vigas casteladas em aço inoxidável.

As vigas casteladas já são utilizadas em diversos tipos de estruturas para se vencer grandes vãos. Há uma nova realidade para o uso de perfis castelados, agora em aço inoxidável. Este trabalho apresenta uma análise comparativa entre vigas casteladas e vigas de alma cheia em perfis IPE, baseadas na norma europeia, no método da resistência contínua; e, também, através de um modelo em elementos finitos desenvolvido no programa Ansys. Este trabalho tem como objetivo verificar o comportamento e a resistência à flexão das vigas casteladas em aço inoxidável. As não-linearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos, a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente desta estrutura. A não-linearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de von Mises e da lei constitutiva tensão versus deformação multi-linear, de forma a exibir um comportamento elasto-plástico com encruamento. A não-linearidade geométrica foi considerada a partir de uma formulação de Lagrange atualizado. Os resultados numéricos das vigas em estudo foram avaliados quanto aos modos de falha e da distribuição de tensões. Os momentos resistentes analíticos foram comparados com os resultados do modelo numérico apresentando valores satisfatórios e a favor da segurança.

Avaliação microtomográfica de canais mesiais de molares inferiores preparados com sistemas rotatórios e reciprocantes

O objetivo do presente trabalho foi avaliar, em microtomografia computadorizada (CT), o preparo de canais de molares inferiores com diferentes sistemas acionados a motor. Foram selecionadas 58 raízes mesiais patentes, de diâmetro anatômico correspondente a #10. Para a avaliação em TC, um anel de aço inoxidável foi confeccionado nos moldes do suporte para amostra do microtomógrafo, para que servisse de fôrma para a inclusão das raízes em resina Duralay, a fim de padronizar a posição do espécime no escaneamento inicial e final. Os canais foram preparados com os sistemas Reciproc R25 (n=16); WaveOne Primary File (n=16); Twisted File (n=14), e HyFlex (n=12). Após serem escaneados, foram reconstruídos tridimensionalmente e avaliados quantitativamente quanto à variação de volume (mm3), área de superfície (mm2) e structure model index (SMI). Foi, ainda, realizada a avaliação qualitativa das seções transversais por terço e por quadrante (MV, ML, DV, DL), sendo avaliado o toque de paredes. Os dados paramétricos foram analisados estatisticamente pelos testes ANOVA e t para amostras pareadas (α=5%). Não foi observada diferença estatística nos parâmetros quantitativos avaliados para Reciproc (142,77 76,75; 42,22 19,22; e 14,68 17,69, respectivamente); WaveOne (105,09 64,82; 29,54 19,21; 14,81 9,10, respectivamente); Twisted File (111,83 43,09; 33,31 18,40; 9,16 6,57, respectivamente), e HyFlex (151,74 149,37; 43,08 41,44; 10,80 8,52, respectivamente) (p=0,423). Dentro de cada grupo, foi observada diferença significante entre os resultados pré e pós-operatórios. O teste não paramétrico de Kruskal Wallis foi aplicado para a avaliação relativa ao toque de paredes. Foi observado que o sistema HyFlex apresentou a maior porcentagem de toques (82,3 13,1), seguido por Reciproc (81,3 16,9), Twisted File (78,3 14,4) e, por fim, WaveOne (76,9 21,7) (p>0,05). Em relação aos terços não foi observada diferença significativa (p=0,424). Os resultados da avaliação dos quadrantes intergrupo não demonstraram diferenças, porém indicaram tendência do preparo em direção à parede distal no terço cervical. Ao final, pôde-se concluir que os sistemas testados se equivalem quanto ao preparo de canais mesiais de molares inferiores; porém, nenhuma das técnicas foi capaz de tocar completamente em todas as paredes do canal radicular.

Morfologia e topografia de superfícies de aço inoxidável duplex UNS S32205, submetidas à erosão por impactos de partículas de alumina em fluxo de ar.

Os aços inoxidáveis duplex vêm sendo cada vez mais utilizados em aplicações que demandam maior resistência à corrosão que os aços inoxidáveis tradicionais. Suas aplicações em estruturas ao ar livre, ou submersas, motivam estudos sobre seu desempenho em variadas situações, como no caso de exposição ao desgaste erosivo.O presente trabalho estuda os efeitos da erosão por impacto de partículas sólidas em superfícies de amostras de um aço inoxidável duplex UNS S32205, tanto do ponto de vista morfológico quanto do topográfico. Superfícies de amostras polidas e posteriormente submetidas a ataques erosivos com partículas de alumina em fluxo de ar, foram examinadas por microscopia eletrônica de varredura, para verificação das formas de desgaste obtidas, e submetidas a ensaios de rugosidade, para determinação do perfil e avaliação da evolução do processo erosivo. Foi feito um exame mais detalhado de formatos de crateras, para comparação com mecanismos propostos em modelos descritos na literatura e com resultados de simulações pelo método dos elementos finitos. Nesse aspecto, o método utilizado mostrou-se tão eficaz quanto aos métodos tradicionais de estudos balísticos com uma só partícula, além de mais abrangente e econômico. As medidas de rugosidade superficial e as informações estatísticas derivadas sinalizaram a possibilidade de utilização dessa ferramenta para avaliar as condições de efetiva perda de massa, que caracterizam a erosão.

Corrosão de aços inoxidáveis empregando mapas de impedância

Os aços inoxidáveis correspondem a aços com diferenças de composição e microestrutura. Desta forma, o comportamento em corrosão é consequentemente diferente. Para avaliar este aspecto, aços com PREN variando de aproximadamente 11 a 35% foram analisados por curvas de polarização. A motivação principal desse trabalho foi avaliar o comportamento de cada aço inoxidável com uso de diferentes técnicas (impedância eletroquímica e circuitos elétricos equivalentes) e também na nova técnica de mapas de impedância, da influência do PREN na corrosão em meio de 3,5% NaCl a 25C. A partir dessas curvas, os potenciais de pites e de densidade de corrente de corrosão foram obtidos. Além disto, foram empregados mapas de diagrama de impedância eletroquímica para visualizar o efeito do potencial aplicado, desde o potencial catódico até além do potencial de pite desses aços. Pôde-se observar que o módulo de impedância se reduz abruptamente quando surge o pite. Ademais, há uma alteração do ângulo característico para frequências da ordem de 1 kHz. Para dois aços inoxidáveis, UNS S30400 e UNS S31600, foram utilizados os diagramas de impedância obtidos dos mapas e estimados a evolução dos parâmetros relacionados a um circuito elétrico equivalente para potenciais aplicados.

On the troll line investigations off Cochin during five fishing seasons. Pt. 2. Investigations during 1963-64 season

During this season the investigations were mainly directed towards elucidation of the selective action of trolling lures. Feather jigs, buffalo horn jigs, stainless steel jigs, Japanese whale bone jigs and plastic jigs were selected. Operations were carried out from Fisheries technology No. 5.

Collapse mechanism maps for the hollow pyramidal core of a sandwich panel under transverse shear

The finite element method has been used to develop collapse mechanism maps for the shear response of sandwich panels with a stainless steel core comprising hollow struts. The core topology comprises either vertical tubes or inclined tubes in a pyramidal arrangement. The dependence of the elastic and plastic buckling modes upon core geometry is determined, and optimal geometric designs are obtained as a function of core density. For the hollow pyramidal core, strength depends primarily upon the relative density ρ̄ of the core with a weak dependence upon tube slenderness. At ρ̄ below about 3%, the tubes of the pyramidal core buckle plastically and the peak shear strength scales linearly with ρ̄. In contrast, at ρ̄ above 3%, the tubes do not buckle and a stable shear response is observed. The predictions of the current study are in excellent agreement with previous measurements on the shear strength of the hollow pyramidal core, and suggest that this core topology is attractive from the perspectives of both core strength and energy absorption. © 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Dynamic buckling of an inclined strut

The dynamic compressive response of a sandwich plate with a metallic corrugated core is predicted. The back face of the sandwich plate is held fixed whereas the front face is subjected to a uniform velocity, thereby compressing the core. Finite element analysis is performed to investigate the role of material inertia, strain hardening and strain rate hardening upon the dynamic collapse of the corrugated core. Three classes of collapse mode are identified as a function of impact velocity: (i) a three-hinge plastic buckling mode of wavelength equal to the strut length, similar to the quasi-static mode, (ii) a 'buckle-wave' regime involving inertia-mediated plastic buckling of wavelength less than that of the strut length, and (iii) a 'stubbing' regime, with shortening of the struts by local fattening at the front face. The presence of strain hardening reduces the regime of dominance of the stubbing mode. The influence of material strain rate sensitivity is evaluated by introducing strain rate dependent material properties representative of type 304 stainless steel. For this choice of material, strain rate sensitivity has a more minor influence than strain hardening, and consequently the dynamic collapse strength of a corrugated core is almost independent of structural dimension. © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Multi-hit armour characterisation of metal-composite bi-layers

The ballistic performance of equi-mass plates made from (i) stainless steel (SS); (ii) carbon fibre/epoxy (CF) laminate and (iii) a hybrid plate of both materials has been characterised for a spherical steel projectile. The hybrid plate was orientated with steel on the impact face (SSCF) and on the distal face (CFSS). The penetration velocity (V 50) was highest for the SS plate and lowest for the CF plate. A series of double impact tests were performed, with an initial velocity V I and a subsequent velocity V II at the same impact site. An interaction diagram in (V I,V II) space was constructed to delineate penetration from survival under both impacts. The degree of interaction between the two impact events was greater for the CFSS plate than for the SSCF plate, implying that the distal face has the major effect upon the degree of interaction.

The effect of shear strength on the ballistic response of laminated composite plates

The ballistic performance of clamped circular carbon fibre reinforced polymer (CFRP) and Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) fibre composite plates of equal areal mass and 0/90 lay-up were measured and compared with that of monolithic 304 stainless steel plates. The effect of matrix shear strength upon the dynamic response was explored by testing: (i) CFRP plates with both a cured and uncured matrix and (ii) UHMWPE laminates with identical fibres but with two matrices of different shear strength. The response of these plates when subjected to mid-span, normal impact by a steel ball was measured via a dynamic high speed shadow moiré technique. Travelling hinges emanate from the impact location and travel towards the supports. The anisotropic nature of the composite plate results in the hinges travelling fastest along the fibre directions and this results in square-shaped moiré fringes in the 0/90 plates. Projectile penetration of the UHMWPE and the uncured CFRP plates occurs in a progressive manner, such that the number of failed plies increases with increasing velocity. The cured CFRP plate, of high matrix shear strength, fails by cone-crack formation at low velocities, and at higher velocities by a combination of cone-crack formation and communition of plies beneath the projectile. On an equal areal mass basis, the low shear strength UHMWPE plate has the highest ballistic limit followed by the high matrix shear strength UHMWPE plate, the uncured CFRP, the steel plate and finally the cured CFRP plate. We demonstrate that the high shear strength UHMWPE plate exhibits Cunniff-type ballistic limit scaling. However, the observed Cunniff velocity is significantly lower than that estimated from the laminate properties. The data presented here reveals that the Cunniff velocity is limited in its ability to characterise the ballistic performance of fibre composite plates as this velocity is independent of the shear properties of the composites: the ballistic limit of fibre composite plates increases with decreasing matrix shear strength for both CFRP and UHMWPE plates. © 2013 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

The dynamic response of edge clamped plates loaded by spherically expanding sand shells

The dynamic deformation of both edge clamped stainless steel sandwich panels with a pyramidal truss core and equal mass monolithic plates loaded by spherically expanding shells of dry and water saturated sand has been investigated, both experimentally and via a particle based simulation methodology. The spherically expanding sand shell is generated by detonating a sphere of explosive surrounded by a shell of either dry or water saturated synthetic sand. The measurements show that the sandwich panel and plate deflections decrease with increasing stand-off between the center of the charge and the front of the test structures. Moreover, for the same charge and sand mass, the deflections of the plates are significantly higher in the water saturated sand case compared to that of dry sand. For a given stand-off, the mid-span deflection of the sandwich panel rear faces was substantially less than that of the corresponding monolithic plate for both the dry and water saturated sand cases. The experiments were simulated via a coupled discrete-particle/ finite element scheme wherein the high velocity impacting sand is modeled by interacting particles while the plate is modeled within a Lagrangian finite element setting. The simulations are in good agreement with the measurements for the dry sand impact of both the monolithic and sandwich structures. However, the simulations underestimate the effect of stand-off in the case of the water saturated sand explosion, i.e. the deflections decrease more sharply with increasing stand-off in the experiments compared to the simulations. The simulations reveal that the momentum transmitted into the sandwich and monolithic plate structures by the sand shell is approximately the same, consistent with a small fluid-structure interaction effect. The smaller deflection of the sandwich panels is therefore primarily due to the higher bending strength of sandwich structures. © 2013 The Authors. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Novel nanostructured biomaterials: implications for coronary stent thrombosis.

BACKGROUND: Nanomedicine has the potential to revolutionize medicine and help clinicians to treat cardiovascular disease through the improvement of stents. Advanced nanomaterials and tools for monitoring cell-material interactions will aid in inhibiting stent thrombosis. Although titanium boron nitride (TiBN), titanium diboride, and carbon nanotube (CNT) thin films are emerging materials in the biomaterial field, the effect of their surface properties on platelet adhesion is relatively unexplored. OBJECTIVE AND METHODS: In this study, novel nanomaterials made of amorphous carbon, CNTs, titanium diboride, and TiBN were grown by vacuum deposition techniques to assess their role as potential stent coatings. Platelet response towards the nanostructured surfaces of the samples was analyzed in line with their physicochemical properties. As the stent skeleton is formed mainly of stainless steel, this material was used as reference material. Platelet adhesion studies were carried out by atomic force microscopy and scanning electron microscopy observations. A cell viability study was performed to assess the cytocompatibility of all thin film groups for 24 hours with a standard immortalized cell line. RESULTS: The nanotopographic features of material surface, stoichiometry, and wetting properties were found to be significant factors in dictating platelet behavior and cell viability. The TiBN films with higher nitrogen contents were less thrombogenic compared with the biased carbon films and control. The carbon hybridization in carbon films and hydrophilicity, which were strongly dependent on the deposition process and its parameters, affected the thrombogenicity potential. The hydrophobic CNT materials with high nanoroughness exhibited less hemocompatibility in comparison with the other classes of materials. All the thin film groups exhibited good cytocompatibility, with the surface roughness and surface free energy influencing the viability of cells.

Hydrogenated p-type nanocrystalline silicon in amorphous silicon solar cells

A wide bandgap and highly conductive p-type hydrogenated nanocrystalline silicon (nc-Si:H) window layer was prepared with a conventional RF-PECVD system under large H dilution condition, moderate power density, high pressure and low substrate temperature. The optoelectrical and structural properties of this novel material have been investigated by Raman and UV-VIS transmission spectroscopy measurements indicating that these films are composed of nanocrystallites embedded in amorphous SiHx matrix and with a widened bandgap. The observed downshift of the optical phonon Raman spectra (514.4 cm(-1)) from crystalline Si peak (521 cm(-1)) and the widening of the bandgap indicate a quantum confinement effect from the Si nanocrystallites. By using this kind of p-layer, a-Si:H solar cells on bare stainless steel foil in nip sequence have been successfully prepared with a V c of 0.90 V, a fill factor of 0.70 and an efficiency of 9.0%, respectively. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Impact of wide bandgap p-type nc-Si on the performance of a-Si solar cells

This paper reports the impact of a wide bandgap p-type hydrogenated nanocrystalline silicon (nc-Si:H) on the performances of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) based solar cells. The player consists of nanometer-sized Si crystallites and has a wide effective bandgap determined mainly by the quantum size-confinement effect (QSE). By incorporation of this p-layer into the devices we have obtained high performances of a-Si:H top solar cells with V-infinity=1.045 V and FF=70.3 %, and much improved mid and bottom a-SiGe:H cells, deposited on stainless steel (SS) substrate. The effects of the band-edge mismatch at the p/i-interface on the I-V characteristics of the solar cells arc discussed on the bases of the density-functional approach and the AMPS model.