Resumo em Português:

Aços inoxidáveis duplex (AID) envolvem duas fases dúcteis, isto é, ferrita e austenita, com uma proporção de cada fase de cerca de 50%. A principal vantagem, em comparação com outros austeníticos e aços inoxidáveis ferríticos, é a excelente combinação de alta resistência mecânica e resistência à corrosão com conformabilidade e boa soldabilidade. Infelizmente, AID apresentam, em geral, uma deficiente trabalhabilidade a quente. Ensaios-padrão de ductilidade a quente ou ensaios de torção elástica a quente sempre são úteis para comparar a resistência à fratura de dois materiais muito dúcteis. Um novo método baseado no trabalho essencial de mecânica da fratura tem sido usado para determinar a resistência ao trincamento a quente. O conceito da EWF foi introduzido para tratar a fratura dúctil com base na resposta de deslocamento de carga inteira até a fratura completa de um modelo e não a partir das medições de iniciação, como na mecânica da fratura clássica. O objetivo do método consiste em separar, com base em considerações de ordem dimensional, o trabalho realizado dentro da zona de plástica a partir do trabalho total de fratura, a fim de fornecer uma estimativa do trabalho gasto por unidade de área dentro da zona de processo de fratura para quebrar o material. Este método provou ser muito bem adaptado à fratura em alta temperatura. Dois diferentes aços inoxidáveis duplex têm-se caracterizado pelo trabalho essencial do método de fratura. Exame da micrografias de fratura e perfis correspondem aos resultados EWF. Esse método acaba por ser um instrumento de discriminação para quantificar o trincamento a quente e para gerar um índice de fratura fisicamente relevante para orientar a otimização da microestrutura para conformações bem-sucedidas.

Resumo em Inglês:

Duplex stainless steels (DSS) involve two ductile phases, i.e. ferrite and austenite, with a proportion of each phase around 50%. The main advantage in comparison with other austenitic and ferritic stainless steels is the excellent combination of high strength and corrosion resistance together with good formability and weldability. Unfortunately, DSS present in general a poor hot workability. Standard hot ductility tests like hot tensile or hot torsion tests are always helpful to compare the fracture resistance of two very ductile materials. A new method based on the essential work of fracture (EWF) concept has been used in order to determine the hot cracking resistance. The EWF concept was introduced to address ductile fracture based on the entire load-displacement response up to the complete fracture of a specimen and not from the initiation measurements such as in classical fracture mechanics concepts. The aim of the method consists in separating, based on dimensional considerations, the work performed within the plastic zone from the total work of fracture in order to provide an estimate of the work spent per unit area within the fracture process zone to break the material. This method proved to be very well adapted to high temperature cracking. Two different duplex stainless steels have been characterized by the essential work of fracture method. Examination of the fracture micrographs and profiles match the EWF results. This method turns out to be a discriminating tool for quantifying hot cracking and to generate a physically relevant fracture index to guide the optimization of microstructures towards successful forming operations.

Resumo em Português:

O aço inoxidável é amplamente utilizado no sistema de exaustão de carros de passeio e será aplicado, agora, em caminhões e veículos off-road. Nesse campo de aplicação, os projetos são cada vez mais complexos com a integração de catalisador e filtro de partículas, como consequência dos cada vez mais severos regulamentos sobre despoluição de veículos diesel. Notadamente, devido à necessidade de redução das emissões de óxidos de nitrogênio (NOx), estabelecida pelas normas Euro 5 (2009), Euro 6 (2014) e American Tier 4 (2014), novos equipamentos foram desenvolvidos para veículos a diesel (caminhões, bem como viaturas). A tecnologia mais promissora é chamada de Redução Catalítica Seletiva (do inglês SCR), que aproveita o recurso de redução por amônia (NH3) em NOx. Como NH3 não poderia ser diretamente armazenada no interior do veículo, por razões de segurança (toxicidade e inflamabilidade da amônia), a solução aquosa de uréia foi escolhida para iniciar a reação por meio de um bico de pulverização. Para se obter uma melhor compreensão dos mecanismos de corrosão a quente envolvidos e, depois, para se melhorar a seleção de materiais, um teste de laboratório foi desenvolvido no Centro de Pesquisa de Isbergues. O teste simulado consiste em pulverizar uma solução de uréia no aço inoxidável aquecido ciclicamente na faixa de 200ºC a 600ºC. Evidenciou-se um mecanismo de nitretação, devido à decomposição da uréia sobre a superfície de aço inoxidável à temperatura elevada e, também, foram observados comportamentos bastante diferentes entre as famílias austenítica e ferrítica. A última família, em particular os tipos K41X (1.4509-441) e K33X (1.4513 molibdênio-ferrítico estabilizado), mostra o melhor desempenho, em especial em relação ao padrão da classe 304 austenítica. O artigo faz uma revisão do teste de set-up, apresenta os resultados obtidos e discute a escolha do tipo de aço inoxidável para a aplicação em SCR.

Resumo em Inglês:

Stainless steel is largely used in the car exhaust market and will be applied now for truck and off-road vehicles. In that field of application, designs are more and more complex with the integration of a catalytic converter and particle filter, consequence of more and more severe diesel depollution regulations. In particular, due to the necessity of reducing NOx emission established by Euro 5 standard (2009), Euro 6 (2014) and American Tier 4 (2014), new equipment were developed for diesel vehicles (truck as well as car). The most promising technology is called Selective Catalytic Reduction (SCR) and takes advantage of the reduction feature of ammonia (NH3) on NOx. As NH3 cannot be stored directly within the vehicle for safety reasons (toxicity & flammability of ammonia) urea in water solution was selected to initiate the reaction by means of a spraying nozzle. To get a better understanding of the involved hot corrosion mechanisms and afterward to improve material selection, a dedicated laboratory test was developed at Isbergues Research Center. The simulated test consists of spraying urea solution on cyclic heated stainless steel in a range from 200ºC to 600ºC. We evidenced a nitriding mechanism due to the urea decomposition on the surface of stainless steel at high temperature, and also the very different behaviours between austenitic and ferritic grades. The last one, in particular K41X (1.4509-441) and K33X (1.4513-molybdenum stabilized ferritic) grades show the best performance in particular when compared to the standard 304 austenitic grade. The paper will review the test set-up, the result obtained and will discuss the stainless steel grade selection for the SCR application.

Resumo em Português:

Normalmente o nióbio é adicionado aos aços inoxidáveis ferríticos para se evitar a precipitação de carbonetos de cromo e, em seguida, para se melhorar a resistência à corrosão e para se evitar a fragilização. Esse estudo mostra que a estabilização com baixo Nb baixo promove a nucleação da recristalização muito mais rapidamente e evita a recristalização incompleta. Uma interpretação qualitativa, baseada na interação com precipitados, é proposta. Nessa interpretação, explicam-se as principais características da cinética de amolecimento, bem como as microestruturas obtidas. Acima de uma frequência específica de magnetização, o estado deformado leva a perdas menores do que o estado recristalizado. Acredita-se que esses resultados podem ser atribuídos a um efeito de tamanho de grão. Isto leva a propriedades magnéticas macias, que faz dos aços inoxidáveis ferríticos 17% CrNb uma solução muito interessante para o mercado de injeção eletromagnética. Melhorar o tempo de resposta das válvulas de injeção de combustível é um grande desafio da indústria automobilística, a fim de se aumentar a eficiência dos motores, quanto às emissões de gases tóxicos.

Resumo em Inglês:

Usually niobium is added in ferritic stainless steels to avoid chromium carbides precipitation and then to improve corrosion resistance and to avoid embrittlemet. This study shows that a low Nb stabilization makes recrystallization nucleation much faster and prevents incomplete recrystallization. A qualitative interpretation, based on interaction with precipitates, is proposed and explains the main features of the softening kinetics as well as the microstructures obtained. Above a specific magnetizing frequency, the deformed state led to smaller losses than the recrystallized state. These results are believed to be attributed to a grain size effect. This leads to soft magnetic properties that makes 17%CrNb ferritic stainless steels a very interesting solution for the market of electromagnetic injection. Improving response-time of fuel injection valves is a great challenge for automotive industry in order to enhance car engine efficiency and to limit noxious gas emission.

Resumo em Português:

As normas atuais de projeto de estruturas em aço inoxidável, como o Eurocódigo 3, parte 1.4 (2006), são, em grande parte, baseadas em analogias assumidas com o comportamento de estruturas desenvolvidas com aço carbono. A ruptura da seção transversal representa um dos estados-limites últimos usualmente verificados para elementos estruturais submetidos a tensões normais de tração. Esse artigo apresenta uma investigação para se avaliar a resistência à tração de elementos aparafusados em aço carbono e aço inoxidável. Os resultados são discutidos e comparados em termos de distribuição de tensões, curvas carga-deslocamento, entre outros. Esses resultados foram comparados com as recomendações de projeto do Eurocódigo 3, para aço carbono e aço inoxidável, respectivamente. Essa investigação indicou que, quando o aço inoxidável é utilizado em certas aplicações da engenharia estrutural, como ligações submetidas a esforços de tração, o critério atual de dimensionamento, baseado em deformações-limites precisa de ser reavaliado, especialmente devido às diferenças elevadas de tensões de escoamento e de ruptura, respectivamente.

Resumo em Inglês:

Current stainless steel design codes, like the Eurocode 3, part 1.4, (2006), are still largely based on analogies with carbon steel structural behavior. The net section rupture represents one of the ultimate limit states usually verified for structural elements submitted to normal tension stress. An investigation aiming to evaluate the tension capacity of carbon and stainless steel bolted structural elements was performed and in this article, the results are discussed and compared in terms of stress distribution, and force-displacement curves, among others. The result assessment was done by comparisons to the Eurocode 3 (2003) provisions for carbon and stainless steels. The investigation indicated that when stainless steel is used in certain structural engineering applications like joints under tension forces, the current design criteria based on deformation limits need to be re-evaluated, especially due to the differences in the yields for ultimate deformation and stress ratios.

Resumo em Português:

A corrosão do aço dos vergalhões, induzida por íons cloreto que penetram no concreto, é a principal causa de lesão precoce, perda de operacionalidade e de segurança das estruturas de concreto armado, fato que pode ser ainda mais severo na presença concomitante de cabonatação do concreto. Além de evitar a corrosão dos reforços de aço, em ambientes alcalinos altamente agressivos, o uso de aços inoxidáveis é cada vez mais popular em construções costeiras e marinhas. Embora amplamente utilizado como um elemento que aumenta a resistência à corrosão, em ambientes ácidos, a influência do Mo, sobre as propriedades de corrosão por pites dos aços inoxidáveis, não é muito clara em meios alcalinos. O entendimento do mecanismo do Mo, na resistência à corrosão, nessas condições, é, portanto, de grande importância, sobretudo para a nova classe de aços inoxidáveis "lean duplex". Esses aços contêm um baixo teor de Ni e de Mo, mas apresentam um bom equilíbrio entre as propriedades exigidas, nessas aplicações, e propiciam um bom custo final do material. Nesse trabalho, mostra-se o efeito da adição de Mo sobre as propriedades de corrosão por pites de aços austeníticos, ferríticos e duplex. Os resultados serão discutidos com relação às diferentes famílias de aços inoxidáveis em diferentes meios agressivos, principalmente em uma solução sintética contendo cloretos e carbonatos. Essa solução reproduz o ambiente real de poros de concreto contaminado (pH 10, com íons carbonato e cloreto).

Resumo em Inglês:

Corrosion of reinforcement steels, induced by chloride ions penetrating into the concrete, is the main cause of early damage, loss of serviceability and safety of reinforced concrete structures, which can be even more severe in the presence of concomitant concrete carbonation. In order to prevent reinforcement steel corrosion in highly aggressive alkaline environments, the use of stainless steels is becoming increasingly popular in coastal and marine constructions. Although widely used as an increasing corrosion resistance element in acidic environments, the influence of Mo addition on pitting corrosion resistance of stainless steels is not very clear in these conditions. Understanding Mo mechanism on corrosion resistance in alkaline media is hence of major importance, particularly for new lean grades with low Nickel and Molybdenum contents which presents a good balance between the properties required in these applications and the final cost of the material. In this work we will show the effect of Mo addition on pitting corrosion properties of austenitic, ferritic and duplex SS. A comparison between Mo content steels (alloys: 1.4404, 1.4113 and 1.4462) and very low molybdenum contents steels (alloys: 1.4301, 1.4016 and 1.4362) is done considering their pitting corrosion resistance (pitting potential Epit) in different corrosion conditions. The results are discussed with respect to the influence of Mo addition on pitting behaviors for the different stainless steel rebar families in several aggressive media mainly in synthetic, chlorinated and carbonated solution reproducing the real concrete pore environments (pH10 solution with carbonates and chlorides ions).

Resumo em Português:

O efeito da adição de Nb, na microestrutura e nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão dos aços martensíticos com 13% Cr, foi investigado. Excelente resistência mecânica final e suficiente tenacidade e alongamento foram obtidos em aços contendo baixo teor de elementos intersticiais (0.01%N e C < 0.02%) e com adição de 0.10%Nb. O efeito do Nb, também, foi estudado em uma amostra industrial contendo maiores teores de N e adição de V. As propriedades mecânicas obtidas, no aço contendo 0.10% Nb, mostraram-se, significativamente, maiores que aquelas obtidas com o aço contendo V e maior teor de N. A microestrutura, morfologia e dispersão de precipitados, bem como a fração volumétrica de austenita revertida, foram, também, caracterizadas. O tamanho e a dispersão dos precipitados formados a partir dos elementos microligantes contribuem para aumentar a resistência mecânica, enquanto a formação de austenita revertida auxilia na obtenção de tenacidade e ductilidade. Quanto à resistência à corrosão por pite, o desempenho do aço 13Cr5Ni1Mo com maior teor de Nb e menor quantidade de N foi, surpreendentemente, melhor em comparação ao desempenho das demais composições estudadas.

Resumo em Inglês:

The effect of Nb microalloying on structure and physical properties of quenched and tempered 13%Cr martensitic stainless steel was investigated. Excellent strength and adequate toughness properties were obtained by 0.10 wt% Nb addition to low interstitial (N 0.01wt%, C < 0.02wt%) steel. The effect of Nb in 13%Cr steels with high N content was also studied in a commercial martensitic stainless steel sample containing higher levels of N and also alloyed with V. The microstructure, precipitate morphology and dispersion and volume fraction of reverse austenite were characterized. The strength properties obtained in the steel with 0.10%Nb are significantly higher than those of the V-containing steel. The study shows that whereas amount, size and dispersion of precipitates of microalloying elements contribute to enhanced strength, the optimum volume fraction of reverse austenite formed contributes to enhanced ductility and toughness properties. More importantly, high Nb additions to low N -13%Cr-1%Mo steel are found to improve significantly resistance against pitting corrosion significantly.

Resumo em Português:

Juntas soldadas por atrito com pino foram obtidas para o aço inoxidável duplex UNS S32205. Os lados de avanço e retrocesso da junta soldada evidenciaram diferentes características microestruturais, o lado de avanço apresentou um maior grau de refinamento de grãos, principal mecanismo de aumento de dureza. A caracterização microestrutural foi realizada através de microscopia ótica, eletrônica de varredura e de transmissão. A zona termomecanicamente afetada apresentou ilhas de austenita deformadas em matriz ferrítica. A zona misturada apresentou uma microestrutura fina completamente recristalizada, permitindo um impressionante aumento de dureza, na junta soldada associado a uma melhoria na resistência à corrosão. Avaliações por microscopia eletrônica de transmissão e ensaios de corrosão corroboraram para a ausência de fases secundárias deletérias na junta soldada.

Resumo em Inglês:

UNS S32205 duplex stainless steel welds were performed by friction stir welding (FSW). Advancing and retreating sides showed distinct characteristics in the welded joint. The advancing side shows the strongest grain refinement which is corroborated by microhardness measurements. The microstructure characterization was carried out by optical, scanning and transmission electron microscopy. The thermomechanically affected zone displays austenite islands deformed in a ferrite matrix. The stir zone (SZ) showed a fine recrystallized microstructure providing an outstanding increase of hardness associated with better corrosion performance. Transmission electron microscopy and corrosion tests have corroborated the absence of intermetallic phases on welded joints.

Resumo em Português:

Os aços inoxidáveis duplex (AID) com microestrutura austeno-ferrítica são aços de alta resistência mecânica, sendo utilizados em tubos e componentes nas indústrias química e petroquímica. Tratamentos térmicos em baixas temperaturas (400-475ºC) podem aumentar a dureza e a resistência ao desgaste, devido à reação de decomposição espinoidal da ferrita, quando finas partículas de α' se precipitam na matriz. Nesse trabalho, diversos tratamentos térmicos de curta duração a 400ºC e 475ºC foram realizados nos aços UNS S32304 e UNS S32205. A cinética de precipitação foi estudada por meio de medidas de dureza. Ensaios de tração foram realizados em algumas condições para se avaliar o efeito do envelhecimento na ductilidade dos dois aços. O endurecimento do aço UNS S32205 é mais pronunciado do que o do aço UNS S32304, embora ambos os aços apresentem um ganho considerável de resistência com tratamentos térmicos de curta duração. Amostras de aço duplex tratadas a 475ºC por 4 h e 8 h não apresentaram qualquer prejuízo na resistência à corrosão nos ensaios de polarização cíclica e temperatura crítica de pites em meio contendo NaCl.

Resumo em Inglês:

Duplex stainless steels (DSS) with austenite-ferrite microstructure are high strength and corrosion resistant steels frequently used as pipes and accessories in chemical/petrochemical on/and off-shore industries. Low temperature heat treatments (400-475ºC) may increase the hardness and wear resistance of duplex steels, due to a spinodal decomposition reaction of the ferrite, whose small particles α' precipitate in the matrix. In this work, several heat treatments at 400ºC and 475ºC with short duration (<24h) were performed on UNS S32304 and UNS S32205 grades. The kinetics of a' precipitation was studied by hardness measurements. Tensile tests were also carried out for some heat treatment conditions to evaluate the effect of the aging on the ductility of both grades. The hardening of duplex UNS S32205 was more intense than that of UNS S32304, although both steels have shown an interesting increase in tensile strength. Specimens of duplex steel heat treated at 475ºC for 4 h and 8 did not show any detectable decrease of corrosion resistance in anodic polarization and critical pitting temperature tests were carried out in NaCl media.

Resumo em Português:

Os aços inoxidáveis superduplex, atualmente, são materiais importantes para a indústria de óleo e gás, especialmente para produção off-shore. Em águas profundas, a confiabilidade do sistema de produção é muito importante. A resistência à corrosão dos aços inoxidáveis duplex de alta liga com alto teor de Mo e N, especialmente em relação à corrosão por pite, tem de ser alcançada, até mesmo em barras com grandes diâmetros. Portanto o presente trabalho trata de um aço inoxidável superduplex com propriedades melhoradas para a produção de barras laminadas de grande diâmetro, ou seja, de até 152,40 milímetros (seis polegadas). Entre as principais melhorias, a resistência à corrosão, avaliada, tanto pelo método químico, de acordo com ASTM G-48, bem como pelos métodos eletroquímicos, foi alcançada. Durante a produção de tais grandes dimensões, a precipitação de intermetálicos e nitretos, após o resfriamento das altas temperaturas, foi estudada através da alteração da composição química, usando o software Thermo-Calc e avaliando as novas composições químicas propostas. Várias composições de ligas foram fundidas, em escala de laboratório, e o equilíbrio austenita /ferrita, bem como o PREN, número equivalente de resistência ao pite, foram correlacionados com a microestrutura e as propriedades de corrosão obtidas. Foi possível determinar a composição química ideal e definir os novos parâmetros de processamento para produzir o UNS S 32760 grau (4501), de acordo com a norma NORSOK. As propriedades dos novos materiais produzidos, em uma escala de produção industrial, também são apresentadas.

Resumo em Inglês:

Nowadays super-duplex stainless is an important material for the Oil and Gas industries, especially for off-shore production. In deep water exploitation the reliability of production system is very important. Corrosion resistance for pitting of the high alloyed duplex stainless steels with high Mo and N content has to be achieved even in large diameters bars. Therefore, the present work deals with an improved super-duplex stainless steel for the production of large diameter rolled 6bars up to 152.40 mm (6 inches). Among the main improvements, the corrosion resistance evaluated both by the chemical method according to the ASTM G-48 method, as well as electrochemical methods, was achieved. During the production of such large dimensions, the precipitation of inter-metallics and nitrides after cooling from high temperatures was studied by changing the chemical composition using Thermo-Calc and evaluating the new proposed chemical compositions. Several alloy compositions were laboratory scale cast, and the austenite/ferrite balance as well as PREN pitting resistance equivalent number content was correlated to the microstructure and the corrosion properties obtained. It was thus possible to determine the ideal chemical composition and define the new processing parameters to produce the UNS S32760 grade (4501) according to the Norsok standard. The new material properties produced in a production full scale heat are also presented.

Resumo em Português:

O aço inoxidável austenítico AISI 316L e o aço inoxidável duplex AISI F51 (EN 1.4462) foram cementados sob plasma-DC na temperatura de 480ºC, utilizando-se CH4 como gás de arraste. A cementação sob plasma à baixa temperatura conduziu a uma elevada supersaturação do reticulado cristalino em carbono com a formação de austenita expandida(γC), sem a precipitação de carbonetos. A dureza do aço 316L, após a cementação, atingiu um valor máximo de 1000 HV, devido à supersaturação de ∼ 13 at% de carbono e à expansão do reticulado cristalino CFC. Para o aço inoxidável duplex AISI F51, os grãos de austenita se transformaram em austenita expandida pelo carbono e os grãos de ferrita se transformaram para ferrita expandida com a precipitação de carbonetos do tipo M23C6, na camada cementada. A dureza da camada cementada, no aço F51, atingiu 1600HV, devido ao efeito combinado da expansão dos reticulados cristalinos da austenita e da ferrita com a precipitação fina e dispersa de carbonetos M23C6.

Resumo em Inglês:

In this work an austenitic AISI 316L and a duplex AISI F51 (EN 1.4462) stainless steel were DC-Plasma carburized at 480ºC, using CH4 as carbon carrier gas. For the austenitic AISI 316L stainless steel, low temperature plasma carburizing induced a strong carbon supersaturation in the austenitic lattice and the formation of carbon expanded austenite (γC) without any precipitation of carbides. The hardness of the carburized AISI 316L steel reached a maximum of 1000 HV due to ∼13 at% carbon supersaturation and expansion of the FCC lattice. For the duplex stainless steel AISI F51, the austenitic grains transformed to carbon expanded austenite (γC), the ferritic grains transformed to carbon expanded ferrite (αC) and M23C6 type carbides precipitated in the nitrided case. Hardness of the carburized case of the F51 duplex steel reached 1600 HV due to the combined effects of austenite and ferrite lattice expansion with a fine and dispersed precipitation of M23C6 carbides.

Resumo em Português:

A adsorção das substâncias orgânicas nos metais, em diferentes meios, tem sido atribuída a diferentes efeitos, tais como: tamanho da cadeia carbônica, tipo ou número de heteroátomo presente na estrutura da molécula, reatividade, efeito estérico, entre outros. O objetivo desse trabalho é estudar o comportamento eletroquímico do Indol (C8H7N), para o aço inoxidável AISI 430, quando se muda o meio de estudo de H2SO4 1 mol L-1 para HCl 1 mol L-1. Experimentalmente foram empregadas as técnicas seguintes: medida de potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmica anódica e catódica, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia óptica e eletrônica de varredura. Esses resultados sugerem que a adsorção do indol, em presença de SO4-2, é menor em relação ao meio que contem íons Cl-, fato justificado pela ação do indol como ácido fraco, pois o mesmo possui apenas um único par de elétrons, o qual é deslocado e participa do sistema π-elétron aromático. Dessa forma, a primeira etapa da reação do indol, em meio ácido, é a protonação e a geração de um indol cátion.

Resumo em Inglês:

The adsorption of organic substances in metals and in different media has been attributed to different effects, such as the carbon chain size, type or number of heteroatom in the molecule structure, reactivity, the steric effect, among others. The objective of this work is to study the electrochemical indole behavior for AISI 430 stainless steel (SS), when changing the study media from H2SO4 1 mol L-1 to HCl 1 mol L-1. The experimental techniques used are as follows: the open-circuit potential, anodic and cathodic potentiodinamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, optical microscopy and scanning electron microscopy. These results suggest that the adsorption of indole in the presence of SO4-2 is lower than in the medium containing Cl-, which is justified by the indole action as a weak acid, because it has only a single pair of electrons, which is displaced and takes part in the π-electron aromatic system; thus the first step of the indole reaction in acid media is the protonation and generation of an indole cation.

Resumo em Português:

Os aços inoxidáveis austeníticos são materiais de alto valor agregado, representando uma parcela importante das ligas usadas, principalmente, nas indústrias aeronáutica, química, naval, alimentícia e biomecânica. Apresentam boas propriedades mecânicas aliadas à elevada resistência à corrosão. Quando submetido à deformação a frio, esses aços exibem uma fase metaestável denominada martensita induzida por deformação (ferromagnética), cuja formação aumenta a resistência mecânica e conformabilidade, permitindo sua ampla gama de aplicações. Aquecida acima da temperatura ambiente, a martensita induzida por deformação se transforma em austenita. Existem dados na literatura sobre a formação da martensita induzida por deformação em aços austeníticos 18Cr/8Ni, mas não há essa informação em ligas de alto teor de níquel como A286 (26Ni, 15Cr), Incoloy 800 (30-40 Ni, 21Cr) e Inconel (50Ni, 19Cr). Portanto esse trabalho foi realizado para verificar a formação de martensita induzida por deformação, após o trabalho a frio de ligas Fe-18Cr base com adição de até 60% Ni. A reversão dessa fase para austenita, após recozimento até 600ºC, também foi estudada. Microscopia óptica, ensaios de caracterização magnética e difração de raios X foram usados para analisar as transformações.

Resumo em Inglês:

Austenitic stainless steels represent a significant portion of the alloys used in the aeronautical, chemical, shipbuilding, food processing and biomechanical industries. They combine good mechanical properties with high corrosion resistance. When subjected to cold deformation, these steels exhibit a metastable phase called: strain induced martensite (ferromagnetic), whose formation increases mechanical strength and formability, allowing for a wide range of applications. Heated from room temperature, the strain induced martensite transforms to austenite (non-magnetic). It is easy to find information in literature about the strain induced martensite for 18Cr/8Ni austenitic steels, but there is no data for high nickel alloys like A286 (26Ni, 15Cr), Incoloy 800 (30-40 Ni, 21Cr) and Inconel (50Ni, 19Cr). Therefore, this study aimed to verify the formation of strain induced martensite after cold working in Fe-18Cr base alloys with the addition of up to 60 %Ni. The reversion of this phase to austenite after annealing up to 600 ºC was also studied. Optical microscopy, magnetic characterization tests, and x-ray diffraction were used to analyze the transformations.

Resumo em Português:

Esse artigo apresenta os resultados de um estudo experimental que visa a avaliar o efeito do desgaste superficial sobre as propriedades de atrito de interfaces geossintéticas constituídas por geomembranas. Os ensaios foram realizados em equipamento de plano inclinado e os resultados demonstram as diferentes sensibilidades das interfaces, testadas ao processo de desgaste. Para os tipos particulares de interfaces consideradas no programa experimental, constatou-se que o desgaste superficial pode aumentar, diminuir ou manter as propriedades originais de atrito da interface geossintética, repercutindo, diretamente, sobre a estabilidade desta sob condição de serviço.

Resumo em Inglês:

This article presents the results of an experimental study which aimed to evaluate the effect of surface wear on the friction properties of geosynthetic interfaces constituted of geomembranes and geospacers. The tests were performed in ramp test device, and the results showed the different sensitivities of the interfaces to the wear process. For the particular types of interfaces considered in the experiment, the surface wear can increase, decrease or maintain the original friction properties of the geosynthetic interface, with direct effects on the stability under service condition.

Resumo em Português:

O objetivo desse artigo é apresentar uma revisão do procedimento de calibração do coeficiente de ponderação da resistência para um dado índice de confiabilidade alvo. Coeficientes de ponderação da resistência, para colunas de perfis formados a frio, são calculados com um método de confiabilidade de primeira ordem e segundo momento. Foi montado um banco de dados com 323 ensaios de colunas de perfis formados a frio, carregadas, concentricamente, com seções U e U enrijecido, e foram obtidas estatísticas para a relação carga de ensaio versus carga predita para os três métodos disponíveis na Norma Brasileira para perfis formados a frio: o Método da Largura Efetiva (MLE), o Método da Seção Efetiva (MSE) e o Método da Resistência Direta (MRD). Para a combinação de carga normal, relação carga permanente /carga variável de 1/3 e índice de confiabilidade alvo <img border=0 width=32 height=32 src="../../../../../img/revistas/rem/v66n2/a15for01.jpg" align=absmiddle > ou = 2.5, os coeficientes de ponderação da resistência calculados para os três métodos são consistentes com o valor especificado pela Norma Brasileira. Para todos os métodos, com o índice de confiabilidade alvo <img border=0 width=32 height=32 src="../../../../../img/revistas/rem/v66n2/a15for01.jpg" align=absmiddle > ou = 3.0, os coeficientes de ponderação da resistência calculados são maiores que os especificados pela Norma Brasileira.

Resumo em Inglês:

The objective of this paper is to provide a review of the calibration procedure of the resistance factor for a target reliability index. Resistance factors for cold-formed steel columns are calculated with a first order second moment reliability approach. A test database of 323 cold-formed steel columns concentrically loaded with plain and lipped C-section was assembled, and test-to-predicted statistics were obtained for the three design methods available in Brazilian cold-formed steel code: the Effective Width Method (EWM), the Effective Section Method (ESM) and the Direct Strength Method (DSM). For the normal load combination, dead-to-live load ratio of 1/3, and target reliability index <img border=0 width=32 height=32 src="../../../../../img/revistas/rem/v66n2/a15for01.jpg" align=absmiddle > or = 2.5, the calculated resistance factors, g, for the three methods are consistent with current value specified by Brazilian code. For all methods, with target reliability index <img border=0 width=32 height=32 src="../../../../../img/revistas/rem/v66n2/a15for01.jpg" align=absmiddle > or = 3.0, the calculated resistance factors, g, are higher than the current value used in Brazilian code.

Resumo em Português:

Apresenta-se um estudo do comportamento do pH e da taxa de umidade dos resíduos finos de beneficiamento de rochas ornamentais. Amostras foram coletadas durante a serragem de blocos e polimento das chapas e,ainda, após passarem pelo filtro-prensa. Foram coletadas de depósitos de diferentes idades, incluindo um depósito temporário de 3 meses, um depósito de 5 anos e outro de 20 anos. O pH e a taxa de umidade foram medidos de acordo com as NBR 10.004/2004 e 10.006/2004. No que se refere ao pH, os resíduos não se enquadraram na classe dos perigosos, em nenhum dos casos estudados. Esse parâmetro decai com o tempo, mesmo em condições inadequadas de armazenamento. O estudo mostrou que o uso do filtro-prensa diminui o pH e a umidade do resíduo conforme as exigências normativas e que o mesmo resultado pode ser obtido em leitos de secagem construídos corretamente. Problemas de umidade foram observados no depósito antigo, onde os valores aumentam com a profundidade, chegando aos níveis do resíduo recém-gerado mesmo após 20 anos de armazenamento. Esses resíduos estão situados em planície aluvionar e próximos a um canal de drenagem.

Resumo em Inglês:

The aim of this work was to analyze pH and humidity variations of fine wastes from processing dimension stones. Samples were collected during block cutting; plate polishing; after filter press and at deposits of different ages, including a temporary deposit 3 months old, a deposit of wastes 5 years old and another 20 years old. The pH and humidity were measured according to NBR 10.004/2004 and NBR 10.006/2004. Regarding pH values, wastes are not classified as dangerous in any case. Such parameter decays with time, even at inadequate storing conditions. This research showed that the use of a filter press decreases the pH and humidity of wastes according to regulatory requirements and the same results can be reached using correctly built pond drying. Humidity problems were found in the ancient deposit, where values increased at depth, reaching levels similar to newly generated wastes even after 20 year of storing. These wastes are located at alluvial plain, near a drainage channel.

Resumo em Português:

Biolixiviação de cobre (0,3%) de um minério de calcopirita de baixo teor, extraído em minas de Malanjkhand, usando um isolador mesofílico nativo, predominante Acidithiobacillus ferrooxidans (A.ferrooxidans), é apresentada. Uma biorrecuperação de 72% Cu foi registrada na presença dessa cultura (não adaptada), que aumentou para 75% com a cultura do minério adaptado e cultivado por 35 dias ao 35ºC e pH 2,0, com <50um partículas. Os dados cinemáticos mostraram mais adequados para o modelo básico de encolhimento controlado por difusão, exibindo lotes lineares de [1- 2/3X- (1-X)2/3] vs temp (X - fração lixiviada). Parece que o papel da bactéria, no processo, é o de converter o íon ferroso para o estado férrico, que oxida a calcopirita para poder dissolver o cobre, mantendo o alto potencial redoxante. O valor da energia de ativação (E) foi calculado em 96 e 108 kJ/mol, para as culturas sem e com adaptação, respectivamente, com temperaturas entre 25-35ºC. Esse mecanismo de lixiviação foi corroborado por identificação fásica XR D e em estudos da resídua da lixiviação.

Resumo em Inglês:

Bio-leaching of copper (0.3%) from a low grade Indian chalcopyrite ore of Malanjkhand copper mines, using a native mesophilic isolate predominantly Acidithiobacillus ferrooxidans (A.ferrooxidans), is reported. A bio-recovery of 72% Cu was recorded in the presence of this culture (not adapted), which increased to 75% with an ore adapted culture after 35 days at 35ºC and pH 2.0 with <50fim particles. The kinetic data showed best fit for the diffusion-controlled shrinking core model, exhibiting linear plots for [1- 2/3X-(1-X)2/3] vs time (X-fraction leached). Apparently, the role of the bacteria is to convert the ferrous ion to the ferric state, which oxidizes the chalcopyrite in order to dissolve copper, while maintaining a high redox potential. The activation energy value (E) was calculated to be 96 and 108 kJ/mol for the un-adapted culture and the ore adapted culture respectively in the temperature range 25-35ºC. This leaching mechanism was corroborated by XRD phase identification and SEM studies of the leach residue.

Resumo em Português:

A flotação é um dos principais processos de concentração, sendo empregada para diversas classes de minerais (sulfetos, óxidos, silicatos, fosfatos, etc.), em relativamente ampla faixa de tamanhos de partículas. Na indústria de minério de ferro, a flotação reversa de quartzo tem sido empregada com sucesso para partículas abaixo de 150um, após a etapa de deslamagem. A elevada demanda por produtos de minérios de ferro torna a flotação o principal processo de concentração dessa indústria, sendo assim necessária uma melhor compreensão dos mecanismos do processo, assim como do efeito do tamanho das partículas nesse processo. Foram realizados ensaios de flotação com três diferentes frações granulométricas de um minério de ferro itabirítico, obtidas por classificação em ciclones, após a etapa de deslamagem. Os resultados obtidos mostraram diferenças de comportamentos entre as três frações, com maior dosagem de eteramina para as frações grossa e fina flotadas separadamente. A flotação em separado apresentou maior sensibilidade às variações de processo, principalmente no que diz respeito à dosagem de eteramina e ao pH. As diferenças granulométricas e de área superficial específica podem justificar as diferenças de comportamento observadas nos ensaios de flotação. A flotação em separado das frações grossa e fina indicou aumento de 3 pontos percentuais na recuperação metálica, com redução no teor de SiO2 no concentrado, aumento de 30 % na dosagem de eteramina e redução de 20 % no consumo de amido de milho em comparação com a flotação em conjunto destas frações. Análise de viabilidade econômica indicou VPL positivo de 50 milhões de dólares com a separação entre os circuitos de flotação de grossos e finos para o minério estudado, considerando a produção de 10 milhões de toneladas por ano de pellet feed.

Resumo em Inglês:

Flotation is one of the main concentration processes being employed for many classes of minerals (sulfides, oxides, silicates, phosphates, for example) at different particle sizes. In the iron ore industry, reverse quartz flotation has been successfully employed for particle sizes below ISOfim after the desliming process. The high demand for iron ore products has made flotation the main process for concentration in this industry, thus a better understanding of its mechanisms and the effect of the particle sizes in the process has become imperative. Flotation tests were carried out with three different size fractions of an itabirite iron ore, obtained using cyclone classification after desliming. The results showed distinct behaviors of the different size ranges. Higher etheramine dosages are required when coarse and fine fractions are floated separately and also this procedure is more sensitive to variations in etheramine dosages and pH values. The differences in particle size distributions and the specific surface area may explain the different flotation behavior of the distinct size fractions. The split flotation circuits for coarse and fine particles indicated an increase of 3% points in the metallurgical recovery with reduction of SiO2 content in final concentrate, increase of etheramine dosage and reduction of corn starch dosage. Economic feasibility analysis indicated a positive net present value of 50 million of dollars with split circuits for coarse and fine particles, considering a production of 10 million tons per year of pellet feed.