Aplicações de técnicas de machine learning na metalurgia de aços: avanços e perspectivas

dc.contributor.advisor1Otani, Lucas Barcelos Otani
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2519980413159984
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2831-2335
dc.contributor.authorLang, Hans Steinern Krystian von
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0036966711641855
dc.date.accessioned2025-09-11T12:34:20Z
dc.date.issued2025-07-11
dc.description.abstractSteel is one of the most widely used materials globally, with essential applications in the automotive, aerospace, and construction sectors due to its versatility, strength, and ability to adapt to different usage conditions. However, the complexity of metallurgical processes and the growing demand for increasingly specific performance have driven the search for tools that assist, especially, in the optimization of its mechanical and microstructural properties. In this context, machine learning (ML) techniques have emerged as an innovative approach to tackle such challenges, enabling the prediction and optimization of properties based on large volumes of experimental and computational data. The use of algorithms such as artificial neural networks, support vector machines, reinforcement learning, and genetic algorithms has made it possible to identify ideal chemical compositions and finely control processing parameters, aiming to maximize strength and ductility while reducing brittleness. This work aims to critically analyze the main applications of ML techniques in steel metallurgy, focusing on the prediction of mechanical properties, the development of new alloys, and the improvement of microstructures and metallurgical processes. To this end, a detailed literature review was conducted, mapping the techniques employed in recent studies and correlating each approach with its respective applications and outcomes. Based on the literature, it is evident that ML has already been widely and successfully used for performance prediction, composition optimization, and definition of operational parameters, promoting greater efficiency, resource savings, and technological innovation in the metallurgical sector. It is concluded that the integrated use of these techniques represents a promising path for the advancement of materials engineering, contributing significantly to the digitalization and modernization of the steel industry.eng
dc.description.resumoO aço é um dos materiais mais utilizados globalmente, com aplicações essenciais nos setores automotivo, aeroespacial e da construção civil, devido à sua versatilidade, resistência e capacidade de adaptação a diferentes condições de uso. Contudo, a complexidade dos processos metalúrgicos e a necessidade de desempenho cada vez mais específico têm impulsionado a busca por ferramentas que auxiliem, principalmente, na otimização de suas propriedades mecânicas e microestruturais. Diante desse cenário, técnicas de machine learning (ML) vêm se destacando como uma abordagem inovadora para enfrentar tais desafios, permitindo a predição e otimização de propriedades a partir de grandes volumes de dados experimentais e computacionais. O uso de algoritmos como redes neurais artificiais, máquinas de vetores de suporte, aprendizado por reforço e algoritmos genéticos tem possibilitado a identificação de composições químicas ideais e o controle refinado de parâmetros de processamento, visando maximizar resistência e ductilidade, bem como reduzir fragilidade. Este trabalho tem como objetivo analisar criticamente as principais aplicações de técnicas de ML na metalurgia dos aços, com foco na predição de propriedades mecânicas, no desenvolvimento de novas ligas e no aprimoramento de microestruturas e processos metalúrgicos. Para isso, realizou-se uma revisão bibliográfica detalhada, mapeando as técnicas empregadas na literatura recente e correlacionando cada abordagem com suas respectivas aplicações e resultados. A partir do estudo bibliográfico, percebe-se que o ML já tem sido amplamente utilizado com sucesso para previsão de desempenho, otimização de composições e definição de parâmetros operacionais, promovendo maior eficiência, economia de recursos e inovação tecnológica no setor metalúrgico. Conclui-se que o uso integrado dessas técnicas representa um caminho promissor para o avanço da engenharia de materiais, contribuindo de forma significativa para a digitalização e modernização da indústria do aço.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationLANG, Hans Steinern Krystian von. Aplicações de técnicas de machine learning na metalurgia de aços: avanços e perspectivas. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22729.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22729
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia de Materiais - EMa
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectAçopor
dc.subjectMetalurgiapor
dc.subjectMachine learningpor
dc.subjectOtimização de ligaspor
dc.subjectSteeleng
dc.subjectMetallurgyeng
dc.subjectAlloy optimizationeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
dc.titleAplicações de técnicas de machine learning na metalurgia de aços: avanços e perspectivaspor
dc.title.alternativeApplications of machine learning techniques in steel metallurgy: advances and perspectiveseng
dc.typeTCC

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