Sustentabilidade da construção de habitação social com recurso a liga metálica leve

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Construção

Estudo da densidade óptica e da resistência à flexão de três pontos em corpos-de-prova fundidos com a liga metálica High Bond (Co-Cr), com secções vertical 90°, diagonal 45° e diagonal 22,5°, soldados pelas técnicas convencional e TIG

Pós-graduação em Odontologia - FOA

Análise da solidificação para o projeto de molde e a relação com as propriedades mecânicas na fundição da liga de latão 60/40

As propriedades metalúrgicas e mecânicas de uma liga metálica dependem fundamentalmente do fenômeno de solidificação e dos parâmetros associados a este. O trabalho proposto analisa a solidificação em uma primeira etapa para o projeto e otimização de moldes de fundição em areia. Nessa etapa utilizou-se como ferramenta um software comercial e resultados experimentais obtidos na indústria. Em uma segunda etapa do trabalho foi investigado as características de solidificação e suas influencias nas propriedades mecânicas e metalúrgicas de ligas de latão. A liga de latão 60/40, foi vazada em molde de areia com base de cobre objetivando uma condição de solidificação unidirecional. O monitoramento de temperaturas foi realizado utilizando-se termopares do Tipo K posicionados ao longo da altura do lingote. O lingote solidificado foi dividido em várias secções ao longo de sua altura, e para cada secção foram retirados corpos de provas e ensaiados segundo as normas ASTM E 8M-97 e ASTM E 18 – 94 para os ensaios mecânicos (σu, HRB e HV) e ASTM E112 para análise metalográfica. Os resultados da solidificação, como por exemplo o espaçamento dendritico secundário foram correlacionados com o comportamento da transferência de calor no sistema, tomando como parâmetros o gradiente térmico, a velocidade da interface (S/L) e a taxa de resfriamento, os quais foram obtidos experimentalmente. Estas características do processo metalúrgico e os resultados da solidificação foram relacionados com as propriedades mecânicas como a resistência à tração (σu) e a dureza (HRB e HV). Foram obtidas, empiricamente, expressões do tipo σu = f( λ2), HRB = f( λ2) , HV = f( λ2) e σu = f( HRB). Os resultados se mostraram coerentes com os dados da literatura e a relação de Hall-Petch que associa a dureza HRB com o espaçamento dendritico secundario. Palavras Chaves: modelagem em areia, microestrutura, propriedades mecânicas, liga de latão, solidificação, EDS.

Estudo da influência do resfriamento em revestimento de liga Stellite 6 aplicada pelo processo TIG

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo das modificações na superfície do Ti cp titânio comercialmente puro e da liga Ti-6AI-4V usados como biomateriais utilizando-se deposição por plasma spray

Pós-graduação em Química - IQ

Caracterização da liga 6101 refinada com a adição de diferentes teores de cobre e solidificadas em molde unidirecional horizontal e em molde "U"

A liga 6101 (série 6xxx) foi modificada através da adição de cobre nos percentuais de 0,05%Cu e 0,3%Cu, e também de refinadores de grão à base de uma pré-liga Al-Ti-B. As ligas foram caracterizadas termicamente (coeficiente de transferência de calor metal/molde, Velocidade de deslocamento da isoterma liquidus e taxa de resfriamento), mecanicamente (limite de resistência à tração e módulo de tenacidade) e eletricamente (resistência, resistividade e condutividade elétrica) utilizando duas formas de vazamentos: uma sendo através de solidificação em molde unidirecional horizontal e a outra através do molde em “U”. Para a solidificação em molde unidirecional horizontal as caracterizações mostraram-se bastante influenciadas pelos refinadores de grão e pela viscosidade que o cobre exerce na eficiência do contato metal/molde das ligas, alterando significativamente suas propriedades térmicas, mecânicas e elétricas. Por outro lado, na solidificação em molde “U” as ligas foram avaliadas apenas através de caracterização mecânica e elétrica, tendo em vista a preocupação sobre as variáveis do processo de conformação da liga metálica, tais como, a avaliação da taxa de deformação, do limite de resistência a tração, da tenacidade e da resistência, resistividade e condutividade elétrica, do perfil metálico produzido, para corpos de prova de diferentes diâmetros. Para o molde em “U” houve ainda a adição e avaliação de mais duas ligas sendo a Al-0,6Mg-0,4Si-0,1Cu e Al-0,6Mg-0,4Si-0,2Cu. As propriedades mecânicas e elétricas sofreram forte influência do encruamento, do teor de cobre e das microcavidades existentes nas estruturas das ligas.

Active corrosion protection of AA2024 by sol-gel coatings with corrosion inhibitors

A indústria aeronáutica utiliza ligas de alumínio de alta resistência para o fabrico dos elementos estruturais dos aviões. As ligas usadas possuem excelentes propriedades mecânicas mas apresentam simultaneamente uma grande tendência para a corrosão. Por esta razão essas ligas necessitam de protecção anticorrosiva eficaz para poderem ser utilizadas com segurança. Até à data, os sistemas anticorrosivos mais eficazes para ligas de alumínio contêm crómio hexavalente na sua composição, sejam pré-tratamentos, camadas de conversão ou pigmentos anticorrosivos. O reconhecimento dos efeitos carcinogénicos do crómio hexavalente levou ao aparecimento de legislação banindo o uso desta forma de crómio pela indústria. Esta decisão trouxe a necessidade de encontrar alternativas ambientalmente inócuas mas igualmente eficazes. O principal objectivo do presente trabalho é o desenvolvimento de prétratamentos anticorrosivos activos para a liga de alumínio 2024, baseados em revestimentos híbridos produzidos pelo método sol-gel. Estes revestimentos deverão possuir boa aderência ao substrato metálico, boas propriedades barreira e capacidade anticorrosiva activa. A protecção activa pode ser alcançada através da incorporação de inibidores anticorrosivos no prétratamento. O objectivo foi atingido através de uma sucessão de etapas. Primeiro investigou-se em detalhe a corrosão localizada (por picada) da liga de alumínio 2024. Os resultados obtidos permitiram uma melhor compreensão da susceptibilidade desta liga a processos de corrosão localizada. Estudaram-se também vários possíveis inibidores de corrosão usando técnicas electroquímicas e microestruturais. Numa segunda etapa desenvolveram-se revestimentos anticorrosivos híbridos orgânico-inorgânico baseados no método sol-gel. Compostos derivados de titania e zirconia foram combinados com siloxanos organofuncionais a fim de obter-se boa aderência entre o revestimento e o substrato metálico assim como boas propriedades barreira. Testes industriais mostraram que estes novos revestimentos são compatíveis com os esquemas de pintura convencionais actualmente em uso. A estabilidade e o prazo de validade das formulações foram optimizados modificando a temperatura de armazenamento e a quantidade de água usada durante a síntese. As formulações sol-gel foram dopadas com os inibidores seleccionados durante a primeira etapa e as propriedades anticorrosivas passivas e activas dos revestimentos obtidos foram estudadas numa terceira etapa do trabalho. Os resultados comprovam a influência dos inibidores nas propriedades anticorrosivas dos revestimentos sol-gel. Em alguns casos a acção activa dos inibidores combinou-se com a protecção passiva dada pelo revestimento mas noutros casos terá ocorrido interacção química entre o inibidor e a matriz de sol-gel, de onde resultou a perda de propriedades protectoras do sistema combinado. Atendendo aos problemas provocados pela adição directa dos inibidores na formulação sol-gel procurou-se, numa quarta etapa, formas alternativas de incorporação. Na primeira, produziu-se uma camada de titania nanoporosa na superfície da liga metálica que serviu de reservatório para os inibidores. O revestimento sol-gel foi aplicado por cima da camada nanoporosa. Os inibidores armazenados nos poros actuam quando o substrato fica exposto ao ambiente agressivo. Numa segunda, os inibidores foram armazenados em nano-reservatórios de sílica ou em nanoargilas (halloysite), os quais foram revestidos por polielectrólitos montados camada a camada. A terceira alternativa consistiu no uso de nano-fios de molibdato de cério amorfo como inibidores anticorrosivos nanoparticulados. Os nano-reservatórios foram incorporados durante a síntese do sol-gel. Qualquer das abordagens permitiu eliminar o efeito negativo do inibidor sobre a estabilidade da matriz do sol-gel. Os revestimentos sol-gel desenvolvidos neste trabalho apresentaram protecção anticorrosiva activa e capacidade de auto-reparação. Os resultados obtidos mostraram o elevado potencial destes revestimentos para a protecção anticorrosiva da liga de alumínio 2024.

Desenvolvimento e caracterização de revestimentos protetores contra carburização em tubos de pirólise de hidrocarbonetos na produção de olefinas

Este trabalho consistiu no desenvolvimento de revestimentos protetores contra carburização em ligas HP-40Nb, utilizadas na em fornos de pirólise para produção de olefinas, e do desenvolvimento de aparatos e técnicas para o teste, avaliação e caracterização destes revestimentos em ambientes fortemente carburizantes. Foram testados vários tipos de revestimentos, podendo estes ser resumidos em três grupos: i) camada de difusão de elementos específicos para o interior do metal (Al, Cu e Sn); ii) recobrimento com liga metálica (Ni-50Cr e Ni-5Al) e iii) recobrimento cerâmico (Al2O3, Cr2O3 e Al2O3 - TiO2). Além de revestimentos e camadas de difusão, um quarto tipo de material foi testado em sua resistência à carburização: ligas do tipo Fe-Cr- Al. A fim de testar os revestimentos e materiais desenvolvidos foram testados vários meios carburizantes. O que se mostrou mais adequado foi a mistura gasosa de hidrogênio e n-hexano, a uma temperatura de 1050°C. Foi construído um aparato exclusivamente para estes ensaios de carburização, o qual também foi utilizado para realizar os tratamentos de difusão necessários para produzir alguns dos revestimentos. A avaliação da resistência a carburização dos revestimentos e materiais foi feita por medição da profundidade de avanço da zona de precipitação de carbetos causada pela carburização, feito com auxílio de microscópio ótico. Os resultados dos ensaios mostraram que as camadas de difusão de alumínio, o revestimento da liga Ni-50Cr, o revestimento cerâmico de Al2O3 e as ligas Fe-Cr-Al tiveram bom ou ótimo desempenho como barreiras contra a carburização. Os outros revestimentos ou permitiram a penetração de carbono no metal base ou causaram uma deposição exagerada de coque na superfície dos corpos de prova.

Obtenção de superligas NiCrAIY nanoestruturadas por moagem de alta energia e sua aplicação por aspersão térmica hipersônica (HVOF)

Esta dissertação tem como objetivos o estudo da produção de uma liga metálica nanoestruturada através do processo de moagem de alta energia, determinar a evolução microestrutural desta liga metálica durante o seu processamento e sua utilização na forma de revestimento protetor, depositado por aspersão térmica HVOF. O material escolhido foi a superliga NiCrAlY devido a sua grande importância tecnológica e pela pequena quantidade de trabalhos publicados até o momento sobre a produção e o emprego desta liga na forma nanoestruturada. A superliga NiCrAlY foi processada através de um moinho de alta energia do tipo Szegvari, empregando-se esferas de aço AISI 52100 como meio de moagem, em 3 diferentes condições de agitação e 3 relações entre meio de moagem/material. O material processado foi caracterizado através de diferentes métodos de análise, segundo critérios como: i) morfologia, caracterizada através de microscopia eletrônica de varredura e granulometria por difração de laser, ii) tamanho de cristalito, através da análise do alargamento dos picos de difração de raios X pelo método single-line, iii) nível de contaminação por Fe, determinado através da análise por fluorescência de raios X. Revestimentos protetores foram depositados através do processo de aspersão térmica HVOF sobre substratos de aço inox AISI 304 para o estudo dos parâmetros de deposição e controle microestrutural dos revestimentos, com o objetivo de manter o tamanho de cristalito nanométrico das partículas após a deposição Os resultados mostram que o processo de moagem de alta energia provoca uma profunda alteração na morfologia das partículas, originando partículas achatadas e pequenos fragmentos, além de uma rápida redução do tamanho de cristalito, atingindo valores menores do que 20 nm nas primeiras horas de processamento. A microestrutura dos revestimentos depositados apresenta-se com um caráter lamelar acentuado, devido ao formato pré-aspersão das partículas, e uma microestrutura densa com uma quantidade relativamente grande de óxidos interlamelares. Também foi constatado que o processo de deposição dos revestimentos por aspersão térmica HVOF leva a um crescimento no tamanho dos cristalitos das partículas, mas é capaz de manter o tamanho dos cristalitos inferior a 100 nm após a deposição, levando a um revestimento com microdureza Vickers 35% superior com relação ao revestimento depositado com o material convencional.

Efeito das variáveis laboratoriais protéticas na adesão da porcelana com ligas de níquel-cromo

The metalceramic crowns are usually used in dentistry because they provide a resistant structure due to its metallic base and its aesthetics from the porcelain that recovers this structure. To manufacture these crowns, a series of stages should be accomplished in the prosthetic laboratories, and many variables can influence its success. Changes in these variables cause alterations in the metallic alloy and in the porcelain, so, as consequence, in the adhesion between them. The composition of the metal alloy can be modified by recasting alloys, a common practice in some prosthetic laboratories. The aim of this paper is to make a systematic study investigating metalceramic crowns as well as analyzing the effect of recasting Ni-Cr alloys. Another variable which can influence the mechanism of metalceramic union is the temperature used in firing porcelain procedure. Each porcelain has to be fired in a fixed temperature which is determined by the manufacturer and its change can cause serious damages. This research simulate situations that may occur on laboratory procedures and observe their consequences in the quality of the metalceramic union. A scanning eletron microscopy and an optic microscopy were accomplish to analyse the metal-ceramic interface. No differences have been found when remelting alloys were used. The microhardness were similar in Ni-Cr alloys casted once, twice and three times. A wettability test was accomplished using a software developed at the Laboratório de Processamento de Materiais por Plasma, on the Universidade Federal do Rio Grande do Norte. No differences were found in the contact angle between the solid surface (metallic substratum) and the tangencial plane to the liquid surface (opaque). To analyse if the temperature of porcelain firing procedure could influence the contact area between metal and porcelain, a variation in its final temperature was achieve from 980° to 955°C. Once more, no differences have been found

Estudo da oxidação superficial de ligas odontológicas de Ni-Cr em plasma pulsado para uso em restaurações metalocerâmicas

Metal ceramic restorations matches aesthetic and strength, and in your making occurs an interface oxide layer, wetting resulting and atomic and ionic interactions resulting between metal, oxide and porcelain. However, frequent clinical fails occurs in this restoration type, because lost homogeneous deposition oxide layer and lost interface bond. Thus, in this study, thought depositate homogeneous oxide films above Ni-Cr samples surfaces polite previously, at plasma oxide environment. Six samples was oxided at 300 and 400ºC at one hour, and two samples was oxided in a comum chamber at 900ºC, and then were characterized: optical microscopic, electronic microscopic, micro hardness, and X ray difratometry. Colors stripes were observed at six samples plasma oxided and a grey surface those comum oxided, thus like: hardness increase, and several oxides from basic metals (Ni-Cr)

Caracterização e estudo da corrosão do amálgama dentário Dispersalloy por meio das técnicas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância

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

A utilização de diferentes configurações de molas T para a obtenção de sistemas de forças otimizados

OBJETIVO: determinar as características mecânicas de molas T e T com helicóides, quando da incorporação de variações na liga metálica (aço inoxidável e beta-titânio), na intensidade de dobras de pré-ativação (0º e 40º/180º) e na secção transversal do fio utilizado para a construção destas molas (0,017 x 0,025 e 0,019 x 0,025). METODOLOGIA: foram submetidas ao ensaio mecânico 80 molas para fechamento de espaços, sendo estas centralizadas em um espaço de 21mm. As magnitudes de força horizontal, proporção momento/força e relação carga/deflexão produzidas pelos corpos de prova foram quantificadas utilizando-se um transdutor de momentos acoplado ao módulo indicador digital para extensiometria e adaptado a uma máquina universal de ensaios Instron. As molas foram submetidas a uma ativação total de 5mm, sendo registrados os valores a cada 1mm de ativação. No tratamento estatístico dos dados obtidos, foi realizada a análise de variância, sendo esta complementada pelo teste de comparações múltiplas de Tukey, considerando o nível de significância de 5%. RESULTADOS E CONCLUSÕES: os resultados demonstraram que, de maneira geral, as molas T com helicóides produziram menores magnitudes de força horizontal e relação carga/deflexão do que as molas T. Na presença de pré-ativação, as molas produziram altas proporções momento/força, enquanto, na ausência de dobras de pré-ativação, as mesmas geraram baixas proporções momento/força. Dentre todas as variáveis analisadas, aquela que apresentou uma maior influência na força horizontal e na relação carga/deflexão produzidas pelas molas foi a liga metálica. Já a proporção momento/força mostrou ser influenciada em maior grau pela pré-ativação das molas de fechamento.

Estudo da adsorção e oxidação do monóxido de carbono sobre as fases intermetálicas ordenadas Pt-M(M = Mn, Pb, Sb e Sn)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo comparativo da influência de três diferentes métodos de fundição na resistência da interface metal-cerâmica, por meio do teste de cisalhamento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)