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FONSECA, DANIELA P.M. da
; MONTEIRO, WALDEMAR A.
.
Analysis by optical microscopy and x-ray diffraction of composite Cu-Cr-Ag-Al2O3 synthesized using powder metallurgy.
Acta Microscópica,
v. 26,
Supplement B,
p. 278-279,
2017.
Abstract:
The use of Nature's materials in favor of human beings has been present in its daily life for a long time, copper and its alloys have been used in function of the high thermal and electrical conductivity, good mechanical properties, resistance to corrosion, ease of fabrication and also by the high value of scrap [1]. Metal alloys can also be combined with other classes of materials in order to obtain new properties, superior to the original alloy, this union of two or more materials forms a composite [2]. The studied composite has a ternary metal alloy (copper, chromium and silver) as a matrix and a ceramic oxide (alumina) as the reinforcing phase. The addition of chromium, silver and small amounts of finely dispersed metal oxides in copper improves their mechanical properties and increases the operating temperature, causing little loss of conductivity. A possible application of this composite is in electrical contacts, electronic devices that break the passage of current in electrical circuits [1]. The objective of this study was the microstructural characterization by optical microscopy and X-ray diffraction of the composite Cu-Cr-Ag-Al2O3 processed by powder metallurgy. The samples used were fabricated in laboratory scale of 25 mm diameter, 3,5 mm ℎ 4,0 mm of height and 6,5 g of mass, with the following chemical compositions: (a) 85% Cu – 15% Al2O3; (b) 90% Cu – 5% Cr – 2% Ag – 3% Al2O3; (c) 90% Cu – 5% Cr – 5% Al2O3; (d) 90% Cu – 7% Cr – 3% Al2O3; (e) 85% Cu – 5% Cr – 5% Ag – 5% Al2O3; (f) 90% Cu – 5% Cr – 3% Ag – 2% Al2O3; (g) 90% Cu – 3% Cr – 7% Al2O3. In order to obtain the samples, the powders were weighed on a precision balance (according to each composition), mixed manually and cold-compacted in uniaxial press with 450 MPa pressure and sintered in an EDG furnace under 10-3 torr of mechanical vacuum and 650 °C in 6 h. The samples were prepared metallographically and observed in an optical microscope, the micrographs indicated coalescing of the copper particles and other metallic elements and formation of porosity (figure 1). The X-ray diffraction data were collected for samples (a) and (e) using graphite monochromator, copper tube, 25º ≤ 2θ ≥ 90º and Δ2θ = 0,02, from the diffractograms the mean crystallite size (𝐷) and microdeformation (𝜖) were calculated using the Williamson-Hall graphical method where the approximate line has a linear coefficient equal to 1/𝐷 and the angular coefficient is equal to 4𝜖/𝜆 [3]. In both samples were identified the expected phases, in agreement with the composition, and an undesirable phase of copper oxide (figure 2). The Williamson-Hall method was not used for all phases because it requires the identification of at least three peaks. Optical micrographs indicated presence of porosity inside the structure and partial homogeneity, due to the non-dissolution of the elements involved in the metal alloy, it is necessary to do further special thermal treatments. In some samples, a third phase was recognized, whose composition demands microanalyses to be properly identified. Through the diffractograms it was possible to identify the phase of copper oxide possibly coming from the sintering stage, this phase is not desirable or this composite because it negatively influences its electrical and mechanical properties. The Williamson-Hall method obtained a straight line with good correlation and suitable values of mean crystallite size and microdeformation for the copper phase.
Palavras-Chave:
copper alloys;
corrosion resistance;
composite materials;
electric conductivity;
powder metallurgy
FONSECA, DANIELA P.M. da; MONTEIRO, WALDEMAR A.
Analysis by optical microscopy and x-ray diffraction of composite Cu-Cr-Ag-Al2O3 synthesized using powder metallurgy.
Acta Microscópica,
v. 26,
p. 278-279,
2017.
Supplement B.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31243. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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DIAS, RENAN A.F.
; MONTEIRO, WALDEMAR A.
.
Análise de textura da LIGA 600 após processamento por ECAP e tratamentos térmicos.
In: ANDRADE, DARLY F. (Ed.).
Engenharia no Século XXI.
Belo Horizonte, MG: Poisson,
2019.
p. 112-119,
v. 7,
cap. 13.
DOI:
10.36229/978-85-7042-161-6.CAP.13
Abstract:
A difração de raios X é uma importante técnica de caracterização de materiais
metálicos, ela pode ser utilizada para análise qualitativa, revelando as fases e a estrutura
cristalina, ou quantitativa, podendo revelar composição, tamanho de grão (cristalito) e
orientação preferencial (textura). Neste trabalho foi analisada a textura cristalográfica
(deformação e recozimento) da superliga de níquel, Inconel 600 (liga 600), após
processamento pela técnica de ECAP, Equal Channel Angular Pressing, e posterior
tratamentos térmicos. Foram analisados os planos {111}, {200} e {220}, devido à
estrutura CFC do material, na direção normal à secção transversal. A análise da amostra
de 3 passes sem tratamento térmico retornou uma textura associada aos planos e
direções {111}<110>. Para as amostras recozidas foi identificada uma evolução na
textura ligada aos planos e direções {113}<110>, {101}<110> e {332}<110> e uma
variação da textura ligada aos planos e direções {223}<110> e {332}<110>.
Palavras-Chave:
nickel alloys;
texture;
pressing;
inconel 600
DIAS, RENAN A.F.; MONTEIRO, WALDEMAR A.
Análise de textura da LIGA 600 após processamento por ECAP e tratamentos térmicos.
In:
ANDRADE, DARLY F. (ed.).
Engenharia no Século XXI.
Belo Horizonte, MG: Poisson,
2019.
v. 7,
cap. 13.
p. 112-119.
DOI:
10.36229/978-85-7042-161-6.CAP.13.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30870. Acesso em: $DATA.
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MONTEIRO, W.A.
; BUSO, S.J.; SILVA, L.V. da
.
Application of magnesium alloys in transport.
In: MONTEIRO, WALDEMAR A. (Ed.).
New Features on Magnesium Alloys.
London, UK: IntechOpen,
2012.
p. 1-14,
cap. 7.
DOI:
10.5772/48273
Palavras-Chave:
magnesium alloys;
zirconium alloys;
aluminium alloys;
transport;
automotive industry;
environmental impacts
MONTEIRO, W.A.; BUSO, S.J.; SILVA, L.V. da.
Application of magnesium alloys in transport.
In:
MONTEIRO, WALDEMAR A. (ed.).
New Features on Magnesium Alloys.
London, UK: IntechOpen,
2012.
cap. 7.
p. 1-14.
DOI:
10.5772/48273.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31334. Acesso em: $DATA.
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DEL BUSSO, NICOLANGELO; MONTEIRO, WALDEMAR A.
.
Caracterização microestrutural e mecânica de aço API-5L-X70 após soldagem pelo método de arco submerso / Mechanical and microstructural characterization in API 5L X70 steel after submerged arc welding process.
In: ABM WEEK; CONGRESSO ANUAL DA ABM, 70.; ENCONTRO NACIONAL DE ESTUDANTES DE ENGENHARIA METALÚRGICA, DE MATERIAIS E DE MINAS,15.,
17-21 de agosto, 2015,
Rio de Janeiro, RJ.
Proceedings...
São Paulo, SP: Blucher Proceedings,
2015.
p. 1665-1674.
Abstract:
A soldagem é um processo industrial empregado na indústria do petróleo e em
minerodutos devido ao sua excelente resistência mecânica. Os seus parâmetros
provocam alterações metalúrgicas significativas no metal de solda. Neste trabalho foi
estudado o aço microligado da classe API-5L-X70 em termos de microestrutura
(metalografia e fratografia por microscopia óptica e eletrônica) e propriedades
mecânicas (ensaio de tração a temperatura ambiente, dureza, dobramento e ensaio
de impacto Charpy a – 20o C e a 0o C) após soldagem em arco submerso, nas
regiões da zona fundida (ZF), zona termicamente afetada (ZTA) e metal de base
(MB). O exame metalográfico apresentou microestrutura bandeada consistindo de
ferrita poligonal, perlita e bainita, com pequeno tamanho de grão. Os resultados
mostram o aumento da resistência mecânica influenciada pela presença de ferrita
acicular. Análise fratografica apos ensaios mecânicos revelam comportamento dúctilfrágil.
Palavras-Chave:
submerged arc welding;
microstructure;
mechanical properties;
fractography
DEL BUSSO, NICOLANGELO; MONTEIRO, WALDEMAR A.
Caracterização microestrutural e mecânica de aço API-5L-X70 após soldagem pelo método de arco submerso.
In:
ABM WEEK; CONGRESSO ANUAL DA ABM, 70.; ENCONTRO NACIONAL DE ESTUDANTES DE ENGENHARIA METALÚRGICA, DE MATERIAIS E DE MINAS,15.,
17-21 de agosto, 2015,
Rio de Janeiro, RJ.
Proceedings...
São Paulo, SP: Blucher Proceedings,
2015.
p. 1665-1674.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31212. Acesso em: $DATA.
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SILVA, ISRAEL G.F. da; ANDRADE, ARNALDO H.P. de
; MONTEIRO, WALDEMAR A.
.
Leak-Before-Break methodology applied to different piping materials: a performance evaluation.
Frattura ed Integrità Strutturale,
v. 13,
n. 50,
p. 46-53,
2019.
DOI:
10.3221/IGF-ESIS.50.06
Abstract:
This paper presents a study of the application of Leak-Before-
Break (LBB) to nuclear piping using three different materials. Although had
been introduced more than three decades ago, through a fundamentally
technical justification, the LBB concept currently has been widely applied in
nuclear installations projects in several countries. Based on the fracture
mechanics, the LBB concept considers that a leakage from a crack can be
detected before it reaches a critical size that implies the pipe failure, that is,
the LBB analysis demonstrates through a technical justification that the
probability of pipe rupture is extremely low. Among the aspects that involve
the application of LBB, the main ones are: the definition of the material
properties, which are obtained through tensile and fracture tests; the leakage
analysis, which determines the rate of leakage due to the presence of a
through-wall crack; and the analysis that verifies if the crack is stable
considering the failure modes by ductile tear and plastic collapse. The
materials SA-508 Cl. 3, SA-106 Gr. B and SA-376-TP304 were evaluated in
relation to their performances for LBB. Data obtained from literature cases
were used for the materials properties, and for the geometry and loadings of
the pipe, all corresponding to the primary circuit of a PWR reactor. After
application of the LBB, it was verified that all three materials met the limits
established in the methodology. SA-508 Cl. 3 and SA-376-TP304 steels
showed the best performance for ductile tear failure and plastic collapse
failure, respectively, and SA-106 Gr. B steel had the lowest performance in
both. All three materials presented plastic collapse as the most likely failure
mode. In general, SA-376-TP304 steel presented the best performance for the
LBB among the three materials evaluated in this work.
Palavras-Chave:
leaks;
pipes;
performance;
materials;
pwr type reactors;
fracture mechanics;
fracture properties;
steels;
carbon steels;
stainless steel-304;
stainless steels
SILVA, ISRAEL G.F. da; ANDRADE, ARNALDO H.P. de; MONTEIRO, WALDEMAR A.
Leak-Before-Break methodology applied to different piping materials: a performance evaluation.
Frattura ed Integrità Strutturale,
v. 13,
n. 50,
p. 46-53,
2019.
DOI:
10.3221/IGF-ESIS.50.06.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30517. Acesso em: $DATA.
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DIAS, RENAN A.F.
; MONTEIRO, WALDEMAR A.
.
Microstrutural evolution of nickel-based superalloy processed by Equal-Channel Angular Pressing (ECAP).
Acta Microscópica,
v. 26,
Supplement B,
p. 71-72,
2017.
Abstract:
The present work shows the microstructural (under optical microscopy) and Vickers hardness evolution of a nickel-based superalloy Inconel 600 (alloy 600) before and after deformed by Equal-Channel Angular Pressing (ECAP) that significantly modified the alloy microstructure and, consequently, its strength. Alloy 600 is an austenitic nickel-based superalloy with 72% nickel, 14-17% chromium and 6-10% iron and it is commonly used in structures and components that work in aggressive environments. The grain size plays a significant role in the mechanical properties in this alloy; so, it is important to understand how processing techniques modify the microstructure of the material. In fact, ECAP is a processing technique involving the application of severe plastic deformation (SPD) used in the manufacture of metals and alloys with ultra-fine grains (UFG) and therefore with extraordinary combinations of both high strength and high ductility [1]. For the research, alloy 600 rods, supplied by Multialloy, with 8 mm diameter, were heat treated at 1200 °C for 6 h (solution), as shown in Figs. 1a and 1b, to achieve a larger grain size. The generated products were machined to the final dimensions of the specimen (6 X 6 X 25 mm) shown in Fig. 1c and then processed by ECAP, at room temperature using route A, in a D2 tool steel die, whose angles Φ and Ψ are 120° and 0° (Fig. 1d). Samples were pressed repetitively through a total of three passes, the microstructural aspect of the samples after each pass are shown in Figs. 2 and 3 with different magnifications. Metallographic preparations were made in the transverse, longitudinal and normal directions, TD, LD and ND of each sample. Sanding step with grit 320, 600 and 1200 were used. Polishing steps included 3 um- and 1 um-diamond paste and 0.05 um-alumina suspension and finally they were etched for optical examination using Marble’s etchant (10 g CuSO4, 50 ml HCl and 50 ml H2O). The micrographs were taken with OLYMPUS optical microscope model BX51M, with magnifications of 100x and 200x. The hardness tests were conducted in a Buehler Micromet 2103 microdurometer in the LD of the samples. For each measurement, a load of 500 g was applied for 15 s. Five separate measurements were taken on each sample at randomly selected points and then averaged. In Figs. 1a and 1b, it is possible to see only 1 phase, a solid solution of Ni-Cr-Fe, a coarsed grain structure and annealing twins. There are slight changes in the microstructure after the first pass, some strain marks are seen. After the second and third passes the microstructure shows highly deformed grains, deformation and transition bands. The values of hardness (Tab. 1) show an increase after each pass. In summary, (1) the micrographs analysis shows all the transformations from an annealed state to a highly-deformed state; (2) the grains are yet elongated after 3 passes and possibly do not show an expected UFG structure; (3) deformation twinning is revealed and is possible to see strain marks, deformation and transition bands; (4) the hardness values increased due to the high strain imposed to the alloy.
Palavras-Chave:
heat resisting alloys;
microstructure;
pressing;
vickers hardness
DIAS, RENAN A.F.; MONTEIRO, WALDEMAR A.
Microstrutural evolution of nickel-based superalloy processed by Equal-Channel Angular Pressing (ECAP).
Acta Microscópica,
v. 26,
p. 71-72,
2017.
Supplement B.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31242. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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FONSECA, DANIELA P.
; MONTEIRO, WALDEMAR A.
.
The microstructure and properties of copper with ceria nanoparticles addition.
Journal of Materials Science and Chemical Engineering,
v. 7,
n. 10,
p. 40-48,
2019.
DOI:
10.4236/msce.2019.710004
Abstract:
Copper-based composites strengthened by ceria nanoparticles were processed
by conventional powder metallurgy: mixing (30 min and 46 rpm), compaction
(cold, uniaxial, 1080 MPa for 10 s) and sintering (800˚C for 6 h in vacuum
atmosphere of 10−5 torr). It was studied the microstructure (optical microscopy,
scanning electron microscopy), X-ray diffraction with Rietveld refinement
and some properties (electrical conductivity, Vickers hardness and
fracture analysis) of the compositions 92 wt% Cu - 8 wt% CeO2 and 80 wt%
Cu - 20 wt% CeO2. The results showed uniform phase distribution, low porosity
and ceria disperse inside copper grain. In despite of properties, the
composites had electrical conductivity of 38% IACS and 15% IACS and hardness
of 69 and 88 HV5, respectively. The results of 92 wt% Cu - 8 wt% CeO2
composites were promising, and they are in according with actual literature.
Palavras-Chave:
copper;
microstructure;
nanoparticles;
cerium;
electric conductivity;
hardness;
additives;
composite materials;
powders
FONSECA, DANIELA P.; MONTEIRO, WALDEMAR A.
The microstructure and properties of copper with ceria nanoparticles addition.
Journal of Materials Science and Chemical Engineering,
v. 7,
n. 10,
p. 40-48,
2019.
DOI:
10.4236/msce.2019.710004.
Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30841. Acesso em: $DATA.
Esta referência é gerada automaticamente de acordo com as normas do estilo IPEN/SP (ABNT NBR 6023) e recomenda-se uma verificação final e ajustes caso necessário.
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
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2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI,
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O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.
Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.