Trabalhos de Conclusão de Curso
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Navegando Trabalhos de Conclusão de Curso por Orientador "Santos, Daniella Caluscio dos"
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Trabalho de Conclusão de Curso Estudo da equação de JMAK modificada na cinética de precipitação da fase sigma em aços inoxidáveis dúplex(2021-06) Santos, Jefferson Silva Pereira dosOs aços inoxidáveis dúplex desempenham um papel de destaque em diversas aplicações industriais. Sua microestrutura, composta por frações em volume aproximadamente iguais de austenita e ferrita, propicia uma excelente combinação entre propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Todavia, quando esta liga é exposta a um intervalo de temperaturas entre 600°C e 1000°C, pode ocorrer a formação de fases intermetálicas, que reduzem substancialmente a ductilidade e a resistência à corrosão do material. Das fases passíveis de precipitação em uma liga dúplex, a mais prejudicial e que tem maior fração volumétrica é a fase sigma. Dessa forma, ferramentas como diagramas TTP (Tempo-Temperatura- Precipitação) e modelos matemáticos, que aumentem a previsibilidade de formação dessa fase deletéria, com o objetivo de evitá-la, são de extrema importância para indústria. De acordo com a literatura, a Equação de JMAK (Jonhson-Mehl-Avrami-Kolgomorov), pode ser aplicada para descrever a cinética de precipitação da fase sigma. Entretanto, o modelo não se ajusta perfeitamente aos dados experimentais. Sendo assim, objetivo do presente trabalho é avaliar a possibilidade de uso do modelo de JMAK modificado, que relaciona o expoente “c”, sendo possivelmente mais sensível aos fenômenos complexos que ocorrem durante a nucleação e crescimento. Durante a presente pesquisa, os dados de fração volumétrica de sigma, quantificados a partir de imagens de elétrons retroespalhados, foram ajustados ao modelo de JMAK modificado. A fim e comparar e validar os dados, as mesmas imagens foram quantificadas com o ImageJ ©, software este que tem como vantagem ser de domínio público apresentando uma acurácia elevada dos dados quantificados, fato já atestado pelo presente autor em trabalhos anteriores. Os dados desta nova quantificação foram trabalhados com o modelo de JMAK modificado, comparando ao final com os resultados presentes na literatura. Por fim, uma análise dos resultados obtidos, mostra que o modelo de JMAK modificado aplicado à liga UNS S31803, aumenta a previsibilidade dos dados experimentais em relação aos dados teóricos, para as curvas de cinética de transformação. Após análise dos resultados obtidos e das micrografias apresentadas, torna-se razoável a suposição de que o parâmetro “c” guarda relação com os mecanismos de formação e morfologia de sigma formada, e fenômenos interfaciais que ocorrem durante sua precipitação.Trabalho de Conclusão de Curso Estudo de caso da utilização de aços inoxidáveis para aplicação em recuperadores de calor na indústria siderúrgica(2021-12-08) Basso, Guilherme ArrudaDentre as aplicações de aços inoxidáveis, existe a fabricação de tubos sem costura para trocadores de calor, como em recuperadores em siderúrgicas. Em uma planta siderúrgica, por exemplo, processos que envolvem temperaturas acima de 500ºC de operação favorecem a corrosão e, por esse motivo, utilizam-se aços inoxidáveis contendo, principalmente, maiores teores de Cr em sua composição química. Entretanto, em altas temperaturas, algumas transformações de fase podem levar à formação de fases deletérias capazes de comprometer o desempenho da liga desenvolvida para tal aplicação. Dessa forma, a motivação deste trabalho é caracterizar a microestrutura das ligas AISI 446 e 253 MA após tratamentos isotérmicos de 15 dias, 2, 4 e 5 meses, a 600ºC e 700ºC, com foco na formação de fases secundárias, quantificadas por meio análises de imagens de microscopia óptica, utilizando o software Image J. A liga AISI 446 já é utilizada em recuperadores de calor, enquanto a liga 253 MA ainda é estudada para a mesma aplicação. Os materiais foram analisados por microscopia óptica e difração de raios-X. Acredita-se que, em ambas as ligas, as partículas de tamanhos maiores correspondam à fase sigma, enquanto as partículas menores correspondem a carbonetos do tipo M23C6 e nitretos do tipo Cr2N. Estes últimos, especialmente na liga AISI 446, são encontrados principalmente nos contornos de grãos. Também foi caracterizada a microestrutura das ligas AISI 446 e AISI 409 após anos de uso, e das ligas AISI 446 e 253 MA como fornecidas. Na liga AISI 446, provavelmente houve formação de sigma, juntamente com carbonetos e nitretos de Cr precipitados em matriz ferrítica. Essas fases secundárias já estavam presentes nessa liga como fornecida, mas em menores frações volumétricas e tamanhos. Por outro ado, a liga 253 MA, como fornecida, aparenta ser completamente austenítica, sem fases secundárias precipitadas. Na liga AISI 409, após anos de operação em recuperador de calor, foram encontrados apenas o que se acredita serem carbonetos (e, possivelmente, nitretos) de Ti em matriz ferrítica. A 600ºC a formação de fases secundárias foi superior para a liga AISI 446, enquanto a 700ºC, é a liga 253 MA que apresenta mais fases secundárias formadas. Entretanto, as simulações termodinâmicas não se mostraram eficientes na descrição do comportamento de precipitação para as duas ligas, especialmente para a liga 253 MA a 700ºC, pois a quantidade de fases secundárias precipitadas foi mais expressiva que o previsto. Após 5 meses, acredita-se que, para a liga 253 MA, a formação de fases secundárias atingiu um platô, sem precipitação adicional esperada. De forma contrária, para a liga AISI 446, após 4 meses, foi observada tendência de evolução de precipitação. A formação de fases secundárias para ambas as ligas foi superior ao esperado e sugerido pela literatura. Após 5 meses, os valores de 19% e 35% foram obtidos para as ligas AISI 446 e 253 MA, respectivamente.