dc.contributor.author | Bacalhau, José Britti | |
dc.date.accessioned | 2021-12-21T21:15:17Z | |
dc.date.available | 2021-12-21T21:15:17Z | |
dc.date.issued | 2019-09-02 | |
dc.identifier.citation | BACALHAU, José Britti. Efeito da adição de Ni na microestrutura bainítica de um novo aço para roscas e cilindros de plastificação de polímeros. 2019. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15399. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15399 | |
dc.description.abstract | Nitriding steels, such as DIN 1.8550, are used in the manufacture of screws and barrels for injection molding machines and plastic extruders. The hardening process of DIN 1.8550 occurs via water or oil quenching followed by tempering, and, it is common to experience distortions in bars subjected to severe temperature gradients. Residual stresses arising from cold straightening of steel bars and/or remaining from heat treatment cause, during the machining of components, problems related with geometric variations on screws and/or deviations in deep drilling of barrels. The objective of this work was the technological development of a new steel for screws and barrels, which has high dimensional stability since it allows hardening via still air cooling. It was produced four chemical compositions of low-carbon steels with variation only in the Ni content. Through dilatometry tests, it was verified that Ni delayed the transformation kinetics of ferrite and pearlite, and, favored the formation of bainite and martensite. In the studied bainitic steels, Ni also promoted the formation of lower bainite at the expense of upper bainite. The steel with 1.40% Ni presented a refined microstructure mainly composed of lower bainite, with homogeneous precipitation of alloy carbides in the bainitic ferrite lath. Steels with low Ni contents, 0.03% and 0.70%, exhibited a microstructure mainly composed of upper bainite, with alloy carbides precipitation in the boundaries of the bainitic ferrite packages. The 1.40% Ni steel showed the best combination of results regarding toughness, microstructure and hardenability, and, for that reason it was also produced in industrial scale. The steel hardening process, with in-line quenching via still air cooling, was industrially validated achieving the production of a very homogeneous bainitic steel. The work was completed with the full-scale manufacture of a screw and a barrel from extruder machines, therefore the technological development covered from laboratory phase to field tests. | eng |
dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Temperabilidade | por |
dc.subject | Bainita | por |
dc.subject | Níquel | por |
dc.subject | Roscas e cilindros | por |
dc.subject | Hardenability | eng |
dc.subject | Bainite | eng |
dc.subject | Nickel | eng |
dc.subject | Screws and barrels | eng |
dc.title | Efeito da adição de Ni na microestrutura bainítica de um novo aço para roscas e cilindros de plastificação de polímeros | por |
dc.title.alternative | Effect of Ni on the bainitic microstructure of a new steel used in the manufacture of screws and barrels for plastic processing | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Afonso, Conrado Ramos Moreira | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2176215981291453 | por |
dc.description.resumo | Aços para nitretação, como o DIN 1.8550, são utilizados na manufatura de roscas e cilindros para máquinas injetoras e extrusoras de plásticos. O processo de endurecimento do DIN 1.8550 ocorre por têmpera em água ou óleo seguido de revenimento, sendo comum distorções em barras submetidas a gradientes severos de temperatura. Tensões residuais oriundas do endireitamento a frio das barras de aço e/ou remanescentes do tratamento térmico ocasionam durante a usinagem dos componentes, problemas de variações geométricas em roscas e/ou desvios na furação em cilindros. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento tecnológico de um novo aço para roscas e cilindros, o qual possui elevada estabilidade dimensional pois permite endurecimento com resfriamento ao ar calmo. Foram produzidas 4 composições químicas de aços de baixo teor de carbono, com variação apenas no teor de Ni. Por meio de ensaios de dilatometria, verificou-se que o Ni retardou a cinética de transformação das fases ferrita e perlita, e favoreceu a formação de bainita e martensita. Nos aços bainíticos estudados, o Ni também propiciou a formação de bainita inferior em detrimento a bainita superior. O aço com 1,40% Ni apresentou microestrutura refinada composta predominantemente de bainita inferior, com carbonetos precipitados homogeneamente no interior da ferrita bainítica. Os aços com baixos teores de Ni, 0,03% e 0,70%, formaram microestrutura majoritariamente composta por bainita superior, com precipitação dos carbonetos nos contornos dos pacotes da ferrita bainítica. O aço com 1,40% Ni apresentou a melhor combinação de resultados laboratoriais de tenacidade, microestrutura e temperabilidade, e, por essa razão também foi produzido em escala industrial. O processo de endurecimento do aço, com têmpera em linha por resfriamento ao ar calmo, foi validado industrialmente com a observação da microestrutura totalmente bainítica e homogênea. O trabalho foi finalizado com a manufatura em escala real, de uma rosca e um cilindro de máquinas extrusoras, de maneira que o desenvolvimento tecnológico, abrangeu desde a fase laboratorial até os testes de campo. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/0047058242568049 | por |