Key microstructural changes that occur when Duplex Stainless Steels (DSS) are welded could be evaluated when bead-on-plate welding was carried out on a 2205 DSS by the GMAW process. By using numerical simulations, it was possible to calculate locally the heating and cooling rates taking place during the 2205 DSS welding and discuss its correlation to the microstructural changes experimented by the parent metal. Results showed that increasing heat input has promoted the ferritic grain growth with a slight reduction in the austenite content present at the high temperature heat affected zone (HTHAZ), whereas the cooling rates remained above from those reported as critical for sigma phase precipitation in 2205 DSS. Furthermore, nitrogen has proved to be an effective austenite former at the fusion zone (FZ), which can contributes to get a balanced microstructure in DSS welds in contrast to the effects from the elevated cooling rates.
A phenomenological model to predict the multiphase diffusional decomposition of the austenite in low-alloy hypoeutectoid steels was adapted for welding conditions. The kinetics of phase transformations coupled with the heat transfer phenomena was numerically implemented using the Finite Volume Method (FVM) in a computational code. The model was applied to simulate the welding of a commercial type of low-alloy hypoeutectoid steel, making it possible to track the phase formations and to predict the volume fractions of ferrite, pearlite and bainite at the heat-affected zone (HAZ). The volume fraction of martensite was calculated using a novel kinetic model based on the optimization of the well-known Koistinen-Marburger model. Results were confronted with the predictions provided by the continuous cooling transformation (CCT) diagram for the investigated steel, allowing the use of the proposed methodology for the microstructure and hardness predictions at the HAZ of low-alloy hypoeutectoid steels.
O presente trabalho apresenta de forma clara e concisa o modelamento e simulação de campos de deformação obtidos em treliças planas através de medidas de centralidade em refinamento de malha por nós influentes. É utilizado o método dos elementos finitos com algoritmo desenvolvido e programado em FORTRAN com representação gráfica para visualização dos resultados feita através do GNUPLOT. Comprara os resultados dos campos de deformações com os de deslocamentos nodais tradicionalmente calculados para elementos finitos de barras planas constituídos de dois nós de extremidades. Constata-se que através dos campos de deformação é possível determinar com maior acurácia os valores internos às treliças planas, possibilitando assim uma análise mais criteriosa quando ocorrem variações de materiais no mesmo componente estrutural, como é o caso do modelo de vigas de concreto armado cujo comportamento idealizado é o de uma treliça plana.
A crescente expansão da construção civil com o desenvolvimento de novos materiais e técnicas construtivas, a inserção de resíduos e de materiais renováveis tem sido de suma importância para o desenvolvimento do setor construtivo e manutenção do meio em soluções sustentáveis. A areia diatomácea resultante da filtração nas cervejarias é um resíduo cuja estrutura cristalina apresenta diferentes funções. Podendo ser utilizada como agregado em concreto, contrapisos, enchimentos de laje, são incombustíveis e aliviam a carga estrutural. No Brasil por sua cultura o resíduo ainda é empregado de forma muito rara, sua exploração neste ramo é quase nula, assim como o incentivo de sua utilização em grande escala. Sendo assim, este trabalho procura demonstrar o uso do resíduo da areia diatomácea como material constituinte do tijolo de solo cimento que pode ser utilizado como elemento estrutural ou de vedação de uma construção. A sua utilização como substituto do agregado miúdo foram estudadas em várias situações, onde foi alterado o percentual do resíduo em cada traço. São apresentados os resultados de resistência à compressão aos 28 dias e índice de absorção de água, os quais as amostras que obtiveram resultado superior a 1,7 Mpa, valor recomendado pela Norma NBR 10834/ABNT, podem ser utilizados como material de alvenaria não estrutural.
As propriedades e, conseqüentemente, as aplicações dos aços estão diretamente relacionadas às suas características microestruturais as quais dependem, entre outros fatores, das transformações sofridas pelos mesmos quando submetidos a algum tipo de ciclo e história térmica. Neste trabalho, um aço comercial baixa liga experimentou variadas velocidades de resfriamento após a sua completa austenitização, o que influenciou de forma qualitativa e quantitativa a microestrutura resultante. Para este fim foram exploradas as facilidades oferecidas pelo ensaio Jominy ao possibilitar o registro dos ciclos térmicos em diferentes posições do corpo de prova do aço avaliado através da inserção de vários termopares ao longo do espécime, os quais estavam conectados a uma unidade digital de aquisição de dados. As microestruturas próximas às posições monitoradas foram então caracterizadas utilizando um conjunto de técnicas de análise como microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaio de microdureza, sendo posteriormente confrontadas com aquelas previstas por um diagrama de transformação durante o resfriamento contínuo do respectivo aço. Adicionalmente, análises de imagem permitiram quantificar a fração dos microconstituintes presentes na microestrutura do aço estudado, sendo que a fração de martensita foi também estimada através da equação cinética de Koistinen-Marburger. A boa concordância obtida entre os resultados experimentais e teóricos confirmou que a metodologia proposta neste trabalho pode ser estendida a outros tipos de aços, inclusive aos metais não ferrosos, para o estudo de transformações metalúrgicas fundamentais que ocorrem durante o resfriamento contínuo a partir de determinadas temperaturas consideradas críticas para estes materiais.
Ageração de resíduos tem se mostrado um problema de preocupação mundialcrescente. Muitos rejeitos, sejam industriais ou urbanos, muitas vezes acabampor poluir o meio ambiente, causando problemas de armazenagem de certosmateriais. Além disso, materiais alternativos a partir desses rejeitos podemser mais baratos, apresentando muitas vezes características de desempenhomelhores que os materiais convencionais. Assiderúrgicas, em nível mundial, vêm enfrentando um problema comum, que consisteno que fazer para que a totalidade da escória gerada no refino do aço emaciarias elétricas ou ao oxigênio tenha uma solução de aproveitamento melhor doque vem sendo feito atualmente.Nafabricação do aço as escórias são geradas em duas etapas: a primeira provém dochamado refino oxidante (forno elétrico a arco ou convertedor ao oxigênio) e asegunda do refino redutor em processos de metalurgia na panela (forno-panela). Estetrabalho tem como objetivo principal o de apontar potencialidades de uso daescória de aciaria elétrica com adição ao cimento Portland na argamassa.Desenvolver um produto que possa utilizar resíduos industriais. Hoje não háestudos no aproveitamento de escoria em argamassa, há vários em utilização deescoria em concretos.Oestudo objetiva estudo de traços de argamassa para verificar a viabilidade dereaproveitamento de escoria.Inicialmenteforam realizados ensaios de resistência à compressão, a compressão diametral,de absorção de agua por imersão. E após a ensaios de microscopia eletrônica devarredura para avaliação da composição.
As propriedades e, conseqüentemente, as aplicações dos aços estão diretamente relacionadas às suas características microestruturais as quais dependem, entre outros fatores, das transformações sofridas pelos mesmos quando submetidos a algum tipo de ciclo e história térmica. Neste trabalho, um aço comercial baixa liga experimentou variadas velocidades de resfriamento após a sua completa austenitização, o que influenciou de forma qualitativa e quantitativa a microestrutura resultante. Para este fim foram exploradas as facilidades oferecidas pelo ensaio Jominy ao possibilitar o registro dos ciclos térmicos em diferentes posições do corpo de prova do aço avaliado através da inserção de vários termopares ao longo do espécime, os quais estavam conectados a uma unidade digital de aquisição de dados. As microestruturas próximas às posições monitoradas foram então caracterizadas utilizando um conjunto de técnicas de análise como microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaio de microdureza, sendo posteriormente confrontadas com aquelas previstas por um diagrama de transformação durante o resfriamento contínuo do respectivo aço. Adicionalmente, análises de imagem permitiram quantificar a fração dos microconstituintes presentes na microestrutura do aço estudado, sendo que a fração de martensita foi também estimada através da equação cinética de Koistinen-Marburger. A boa concordância obtida entre os resultados experimentais e teóricos confirmou que a metodologia proposta neste trabalho pode ser estendida a outros tipos de aços, inclusive aos metais não ferrosos, para o estudo de transformações metalúrgicas fundamentais que ocorrem durante o resfriamento contínuo a partir de determinadas temperaturas consideradas críticas para estes materiais.
A well-known challenge is to predict the transformations occurring during the metal alloys welding aiming to control the weldment properties. Thus, this study presents a Thermo-Mechanical-Metallurgical model to numerically predict the thermal history, the solid-state phase transformations, the solidification microstructure and the hardness distribution during and after the welding of high strength low-alloy steels. The model was numerically implemented in an in-house computational code based on the Finite Volume Method, which allowed to dynamically track and calculate the volume fractions of ferrite, pearlite, bainite and martensite at the heat-affected zone, besides the formation and determination of dendrite arm spacing at the fusion zone, whereas the hardness distribution at the heat-affected zone was calculated by applying the phase mixture rule. For this, single-pass autogenous Gas Tungsten Arc Welding welds were numerically simulated and experimentally carried out on high strength low-alloy AISI 4130 steel samples, including their preheating to evaluate the effectiveness of the proposed model to simulate the workpieces welding in different initial thermal conditions and a close agreement between the calculated and experimental results were obtained.
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