Plasma nitriding of tool materials is common practice to improve the wear resistance and lifetime of tools. Machining-induced compressive residual stresses in shallow layers of some tenths of microns are observed accompanied by other characteristic properties of machined surfaces in these high-strength materials. After plasma nitriding of M2 high-speed steel, previously induced compressive residual stresses remain stable and the depth of diffusion layers decreases with increasing compressive residual stresses. This article reports investigations of plasma nitrided samples with different levels of residual stresses induced prior to the nitriding process. For comparison, experiments with bending load stresses during plasma nitriding have also been carried out. The plasma nitriding treatment was performed at constant temperature of 500 °C with a gas mixture of 5 vol pct N 2 in hydrogen. Nitriding time was varied from 30 to 120 minutes. All samples were characterized before and after plasma nitriding concerning microstructure, roughness, microhardness, chemical composition, and residual stress states. Experimental results are compared with analytical calculations on (residual) stress effects in diffusion and show a clear effect of residual and load stresses in the diffusion of nitrogen in a high-strength M2 tool steel.

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Friction welding is a solid state technology which has been used worldwide. Potential advantages may be recognized as reducing welding project costs, weld weight, environmental impact and to promote enhanced mechanical properties. However, traditional welding methods are still a common practice in many engineering areas. In this sense, this work aims to present the technical advantages for replacing gas metal arc welding (GMAW) by friction welding for joining hydraulic cylinder tubes. The feasibility of friction welding was demonstrated by microstructural analysis, mechanical properties and hydrostatic pressure testing. The results showed enhanced mechanical properties for the friction welded tubes. In addition, macro and microstructural features presented distinguishable process characteristics which reflect in different microhardness values. The friction weld exhibited a better behavior in bending as well as hydrostatic tests.

Two artificial neural networks (ANNs) were developed for producing an austempered ductile iron (ADI) with low-cost chemical composition and mechanical properties as per ASTMA897/897M-16grade-1050/750/07 standard. Thus, the first ANN predicted the chemical composition range within the lowest cost and required mechanical properties. Next, in the second ANN, the resulting values from the first ANN were refined considering the target chemical composition suggested in the standard. Moreover, mechanical properties and microstructural analyses were undertaken in the ADI produced to support the ANNs' findings. Hence, ANNs can be used to make a standard-compliant ADI and achieve cost savings.

Soldagem a ponto por fricção é um processo que ocorre no estado sólido com alta eficiência energética, baixo custo de produção além de ser um processo ambientalmente limpo. Estes processos por fricção são uma alternativa a processos convencionais tais como solda ponto por resistência, rebitamento e prensagem a frio. A ausência de uma fase de fusão nesses processos elimina defeitos como porosidades, bolhas, rebaixos, inclusões e microestruturas indesejáveis, que frequentemente aparecem na solda e zonas afetadas pelo calor em processos de soldagem por fusão. O processo de SPFMM consiste em uma ferramenta, que é uma combinação de um pino e um ombro que em rotação, penetra nas chapas formando uma junta sobreposta. O contato do pino com regiões adjacentes e do ombro com a superfície superior da junta geram calor de fricção. Este calor de fricção promove a plastificação do material da junta, que ao mesmo tempo é misturado pelo pino consolidando, assim, a formação da junta. O objetivo do presente trabalho é avaliar a influência da utilização de diferentes perfis de ferramenta e diferentes velocidades de rotação sobre a soldagem e o comportamento mecânico de ligas de alumínio soldadas pelo processo de SPFMM. A caracterização metalúrgica foi feita através de microscopia ótica, lupa e eletrônica de varredura. A caracterização mecânica das juntas foi feita através de ensaios de cisalhamento, perfis de microdureza e monitoramento de torque e força durante o processo de soldagem. Ainda foram realizadas análises do fluxo de material durante o processo. Foi possível observar uma tendência de aumentar a resistência mecânica da junta com a utilização de velocidades de rotação mais elevadas em ambos os materiais. A utilização de ferramentas com diferentes perfis apresentou diferenças representativas, porém com muita dependência da combinação de velocidade de rotação, pino e ombro utilizados.