Abstract: Na fabricação de quadros de chassi de caminhões os materiais predominantes são os aços ARBL (Alta Resistência Baixa Liga), que demandam ferramentais de estampagem de alto custo e complexidade de produção e operação, para se gerar os componentes que irão permitir a formação do quadro do chassi. As vantagens dos aços ARBL são o custo da peça final, resistência e ser de conhecimento amplo no setor de caminhões. O presente estudo visa avaliar um novo material nessa aplicação que é a liga de alumínio 6082, pelo processo de extrusão, o que pode reduzir os custos dos ferramentais bem como adicionar uma vantagem competitiva ao veículo por poder proporcionar maior capacidade de carga útil resultando em maior ganho por operação do veículo.

Palavras-Chave: technology assessment; feasibility studies; mechanical properties; materials handling; automotive industry; trucks; economic development; low alloy steels; aluminium alloys; structural chemical analysis

FERREIRA, ANTONIO E.S. Análise mecânica estrutural e viabilidade econômica na substituição de aços ARBL (alta resistência baixa liga) pela liga de alumínio 6082 em quadro de chassi de caminhão. Orientador: Antonio Augusto Couto. 2020. 64 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-23122020-144543. Disponível em: http://200.136.52.105/handle/123456789/31715. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os projetos de carrocerias veiculares atuais procuram desenvolver estruturas leves, seja para reduzir o consumo de combustível, no caso dos motores de combustão interna, seja para maior autonomia de bateria, no caso dos veículos elétricos e híbridos. Redução no consumo de combustível significa redução na emissão de poluentes. As estruturas precisam ser leves, mas cada vez mais resistentes e rígidas a fim de proporcionar máximo conforto e segurança aos ocupantes. Estas premissas têm levado ao contínuo desenvolvimento dos materiais. No caso dos aços, um dos processos que tem permitido a melhora significativa das propriedades mecânicas é a estampagem a quente. Nos últimos anos, as peças estampadas a quente têm ocupado lugar de destaque na estrutura das carrocerias veiculares por estarem em sintonia com as demandas mencionadas. Há muitas pesquisas em curso para esta tecnologia, seja nos materiais, nos meios de produção, nos revestimentos e em aplicações. O aço mais utilizado neste processo, 22MnB5, também apresenta o chamado efeito bake hardening; a tensão de escoamento é aumentada após tratamento térmico realizado em temperaturas próximas a 200 °C. Neste trabalho, visando à melhoria nas propriedades mecânicas, amostras foram tratadas termicamente na faixa de temperatura supracitada. Após isso, dados obtidos de ensaios mecânicos foram inseridos em programas de simulação de impacto lateral cujo resultado foi a redução na intrusão na célula de sobrevivência. O efeito bake hardening também propiciou um aumento na absorção da energia de impacto em teste estático feito com barras de proteção lateral. O mecanismo metalúrgico envolvido no fenômeno, devido à difusão de intersticiais foi evidenciado no ensaio de atrito interno.

Palavras-Chave: automotive industry; automotive accessories; vehicles; reduction; internal combustion engines; pollution sources; air pollution; consumption rates; surface coating; high alloy steels; strain hardening; infrared thermography; mechanical properties; materials testing; internal friction; strong-absorption model; absorption; impact parameter; optical microscopy; scanning electron microscopy; comparative evaluations

CASTRO, MARCOS R. de. O efeito bake hardening na estampagem a quente e a estrutura veicular. Orientador: Waldemar Alfredo Monteiro. 2017. 98 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-24072017-154929. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28028. Acesso em: $DATA.

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Abstract: No presente trabalho foram estudados alguns efeitos causados pelo jateamento por granalhas no aço Cr-Si-V, processo que tem por objetivo aumentar a resistência à fadiga. Para este estudo a variação de parâmetros no processo são ferramentas para melhor compreender os mecanismos que influenciam esta propriedade. Os parâmetros utilizados neste trabalho foram a variação da granalha e o pré tensionamento das amostras aplicados em lâminas utilizadas em feixe de molas automobilísticas de aço de liga cromo silício vanádio (SAE 9254+V). Inicialmente foi realizada a avaliação do perfil de tensão residual, efetuada por difração de raios-x pelo método do sen2 ao longo da espessura na região onde a tensão é compressiva. Nos resultados nota-se um efeito anômalo em relação ao perfil característico da distribuição de tensão residual com a perda de compressão nas camadas iniciais em relação à superfície jateada. Com o uso da microscopia eletrônica de varredura foi observado a região afetada pelo jateamento por granalhas notando que as regiões plasticamente deformadas se encontram nas mesmas regiões onde ocorre a diminuição da tensão residual compressiva. O perfil obtido pela difração de raios-x fornece as informações necessárias com o propósito de conjugar os efeitos que a microtensão (microdeformação) influenciam na macrotensão (tensão residual). Esta relação foi comprovada pela sobreposição dos resultados encontrados na distribuição da microdeformação da rede cristalina com a tensão residual ao longo da espessura na região plasticamente deformada. Os resultados dos perfis das difrações de raios-x mostraram a existência de anisotropia de tensões entre os planos, geradas por defeitos de empilhamento e pela densidade de discordâncias. Assim sendo, para obter os valores das microtensões devem ser considerados os fatores das constantes elásticas (conforme o módulo das direções) e dos planos cristalográficos. O método aplicado foi o Williamson-Hall modificado. Além deste método outros também foram utilizados, tais como: método de Warren-Averbach e o método Single Line, este aplicando a série de Fourier, porém, ao observar os resultados, nota-se a diferença entre os valores obtidos nas deformações, tanto aos métodos quanto aos planos cristalográficos, porém a ênfase deste trabalho foi dada às características dos perfis da distribuição e não aos valores absolutos. Somando a isto, foi proporcionado o estudo da distribuição do tamanho médio de cristalito ao longo da espessura no perfil das difrações de raios-x e os resultados mostraram que esta distribuição varia de forma inversa a microdeformação. A relação entre o tamanho médio de cristalito e a variação das distâncias interplanares corresponde diretamente a alterações das densidades de discordâncias ocorridas no material que por sua vez estão ligadas às microdeformações da rede cristalina. Como complemento ao trabalho foram analisados o fator de concentração de tensão e ensaios de fadiga do material. O fator de concentração de tensão não variou conforme a utilização das granalhas S330 e S390, ambas sendo aplicadas no mesmo regime de jateamento. Os ensaios de fadiga indicaram que o pré tensionamento aumenta a vida útil nas tensões cíclicas do material estudado.

Palavras-Chave: crystal structure; automotive industry; chromium alloys; chromium steels; silicon additions; vanadium silicates; shot peening; fatigue; materials working; test facilities; stress relaxation; residual interactions; scanning electron microscopy; x-ray diffraction; physical radiation effects

OLIVEIRA, RENE R. de. Estudo do efeito da tensão residual na microdeformação da rede cristalina e no tamanho de cristalito em aço Cr-Si-V jateado com granalhas de aço. Orientador: Nelson Batista de Lima. 2016. 148 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-08022017-145103. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/27497. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O objetivo deste trabalho foi propor potenciais misturas de pós para utilização na indústria automotiva, mais especificamente ligas metálicas aplicadas na produção de insertos de assentos de válvulas. A pesquisa foi dividida em etapas como segue a produção via metalurgia do pó: seleção dos componentes para as ligas metálicas estudadas, aquisição e preparo de cada um dos pós metálicos, caracterização física e microscópica dos componentes da mistura, definição das proporções a serem usadas, mistura dos pós constituintes, compactação a frio em prensa uniaxial, sinterização das peças de acordo com ciclo térmico e atmosfera específicos, realização de ensaios de dureza, resistência à compressão radial e análise microestrutural por microscopia de varredura eletrônica. As misturas de pós forma basicamente pó de ferro misturado com aços rápidos, AISI M3/2, D2 e M2. Os insertos produzidos com a liga metálica denominada M3/2 mostraram-se mais vantajosos em relação aos demais por terem apresentado melhor desempenho nos testes de dureza e resistência à compressão radial.

Palavras-Chave: automotive industry; steels; sintering; valves; powder metallurgy; microstructure; scanning electron microscopy

SANTOS, IGOR P. dos. Processamento e caracterização de aços sinterizados para uso em insertos de assentos de válvulas. Orientador: Jesualdo Luiz Rossi. 2014. 68 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2014.tde-28012015-150337. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23497. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O comportamento dos materiais cerâmicos quanto à resistência ao choque térmico é um tema de grande interesse, devido às aplicações em que a confiabilidade frente a variações bruscas de temperatura é necessária. Neste trabalho foi estudado como a variação na proporção dos aditivos Y2O3:Al2O3 e diferentes parâmetros no processamento do carbeto de silício sinterizado via fase líquida como, tipo e temperatura de sinterização, podem influenciar na resistência ao choque térmico deste material. As misturas foram preparadas com 90%SiC+10%Y2O3:Al2O3 em mol, variando as proporções molares dos óxidos entre 2:1 e 1:4, com e sem prévia reação dos aditivos. As misturas foram compactadas e sinterizadas em forno resistivo de grafite nas temperaturas de 1750°C, 1850°C e 1950°C e, por prensagem a quente, a 1750°C e 1850°C, sendo avaliadas quanto à densificação. Após análise dos resultados preliminares, a sinterização sem pressão e as misturas com proporções 1:3 e 1:4 de Y2O3:Al2O3 previamente reagidos foram selecionadas para o estudo da resistência ao choque térmico. Os ciclos térmicos foram realizados com aquecimento em temperaturas de 600°C, 750°C e 900°C e resfriamento brusco em água em temperatura ambiente. A avaliação das amostras quanto à resistência ao choque térmico, feita por meio da determinação de módulo de elasticidade, porosidade, resistência à flexão e por análise microestrutural de trincas. As amostras sinterizadas na temperatura de 1950°C são as que apresentam o melhor desempenho em relação à resistência ao choque térmico, enquanto a variação na proporção Y2O3:Al2O3 de 1:3 para 1:4 não altera significativamente esta propriedade. Nas condições utilizadas, a temperatura máxima de aplicação do SiC sinterizado via fase líquida deve ser limitada a 750°C, permitindo seu uso como trocadores de calor, rolamentos, mancais de bombas submersas, turbinas a gás e sensor de motores automotivos e aeronáuticos.

Palavras-Chave: thermal shock; heat treatments; thermoelasticity; porosity; compression strength; microstructure; cracks; silicon carbides; sintered materials; liquids; structure factors; materials testing; impact tests; in vivo; comparative evaluations; aerospace industry; automotive industry

MELLO, ROBERTA M. de. Resistência ao choque térmico de carbeto de silício sinterizado via fase líquida. Orientador: Ana Helena de Almeida Bressiani. 2016. 142 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2016.tde-23022016-104221. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26375. Acesso em: $DATA.

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