Development of selection methods for steels and their heat treatments

Designers who want to manufacture a hardenable steel component need to select both the steel and its heat treatment. This project aims to develop a selection methodology for steels and process routes as an aid to designers. Three studies were conducted: - production of software to calculate the "equivalent diameter" and "equivalent Jominy distance" for simple shapes of a steel component; - prediction of semi-empirical Jominy curves (as-cooled) using CCT diagrams and process modelling methods, which were validated by experiment on plain carbon steels; - investigation of tempering of Jominy bars to explore the potential for semi-empirical models for the hardness after tempering.

Comportamento Estrutural de Elementos em Aço Inoxidável

Atualmente, a utilização do aço inoxidável em elementos estruturais ainda é por muitos engenheiros e arquitetos, considerada uma solução extravagante para os problemas da engenharia. Todavia, mudanças de atitudes dentro da construção civil e uma transição global para um desenvolvimento sustentável e redução em impactos ambientais tem seguramente provocado um aumento no uso do aço inoxidável. A maioria das normas de projeto de aço inoxidável atuais ainda são baseadas em analogias assumidas com o comportamento de estruturas de aço carbono. Todavia, o aço inoxidável apresenta quatro curvas tensão versus deformação não-lineares sem patamar de escoamento e região de encruamento claramente definidos (tração e compressão, paralela e perpendicular a direção de laminação), modificando assim, seu o comportamento global. Na presente investigação foram utilizados o aço inoxidável austenítico 304, e o aço carbono USI 300, ambos com tensão de escoamento similares, mas com tensões últimas e ductilidades distintos. Em elementos estruturais submetidos a tensões normais de tração, usualmente a ruptura da seção líquida representa um dos estados limites últimos a serem verificados. Com o objetivo de se avaliar a resistência a tração de elementos estruturais aparafusados em aço inoxidável, este trabalho executou um programa experimental inovador envolvendo ligações aparafusadas defasadas sob tração. O programa experimental foi executado em peças de aço carbono e aço inoxidável de forma a comparar as principais semelhanças e diferenças entre estes dois tipos de aços estruturais. O programa experimental possibilitou que conclusões significativas no comportamento a tração destas ligações pudessem ser observadas. Dentre outras variáveis que controlam estes estados limites últimos foi verificada a influência significativa da espessura da placa de aplicação do carregamento, disposição, configuração e número de parafusos da ligação e propriedades do aço inoxidável como ductilidade e razão entre suas tensões de escoamento e de ruptura.

The effect of nozzle design on laser micro-machining of M2 tool steels

This paper shows how computational techniques have been used to develop axi-symmetric, straight, sonic-line, minimum length micro nozzles that are suitable for laser micro-machining applications. Gas jets are used during laser micro-machining processing applications to shield the interaction zone between laser and workpiece material, and they determine the machining efficiency of such applications. The paper discusses the nature of laser-material interactions and the importance of using computational fluid dynamics to model pressure distributions in short nozzles that are used to deliver gas to the laser-material interaction zone. Experimental results are presented that highlight unique problems associated with laser micro machining using gas jets.

Laser micromachining of chromium-rich die steels under controlled atmospheres

Diode-pumped, solid-state (DPSS) lasers with multiwavelength capability have become an industrial reality in recent years. Multiwavelength capability allows DPSS lasers to perform operations such as micromachining in a variety of engineering materials such as ceramics, metals and polymers. A series of experiments was performed to investigate how shielding gas environments and gas pressure affect the ability to cut and machine chromium-rich die steels. Results from this study reveal that traditional plasma-controlling gases have a detrimental e�ffect on the surface morphology of micromachined components.

Análise de componentes principais aplicada a ruído eletroquímico

Neste trabalho foi utilizado um método matemático para classificar registros de potencial e corrente de ensaios de corrosão na técnica de amperimetria de resistência nula (ZRA). Foi aplicado o método estatístico de múltiplas variáveis simples chamado Análise dos Componentes Principais (PCA), cujo objetivo principal foi identificar padrões nestes dados de ruído eletroquímico. Foram testados o aço carbono UNS G10200, os aços inoxidáveis austenítico UNS S31600 e o superduplex UNS S32750 em meios de ácido sulfúrico (5% H2SO4), cloreto férrico (0,1 mol/L FeCl3) e hidróxido de sódio (0,1% NaOH). Os ensaios foram replicados com oito repetições para se ter reprodutibilidade e conhecimento dos aspectos estatísticos envolvidos. Os resultados mostraram que a análise de componentes principais pode ser utilizada como uma ferramenta para analisar sinais de ruído eletroquímico, identificando os clusters dos comportamentos potencial-tempo, corrente-tempo e acessoriamente identificar os outliersdos registros temporais.