Hugo Ricardo Zschommler Sandim.

Este projeto objetiva estudar o comportamento do aço 317L laminado em 77 K e após a reversão austenítica frente ao hidrogênio. A transição energética em curso e o desenvolvimento de uma economia baseada no hidrogênio exigem uma reavaliação do comportamento mecânico dos materiais tradicionais, mas com microestruturas otimizadas e tolerantes a este gás. A microestrutura de deformação é bastante complexa, consistindo de martensita-alfa linha majoritária (fração volumétrica de 0,70), falhas de empilhamento, nanomaclas e austenita não transformada. Esta enorme gama de defeitos oferece diferentes tipos de sítios de aprisionamento dos átomos de hidrogênio e promove a redução do coeficiente de difusão para valores da ordem de 10-16 m2/s em temperatura ambiente. Durante o aquecimento até 700oC, ocorre a reversão praticamente completa da martensita-alfa linha em austenita, além da redução da densidade de discordâncias e de outros defeitos planares. A caracterização microestrutural será complementada por meio da difração de Kikuchi em modo transmissão (TKD) seguida de indexação esférica para caracterização do estado deformado e em amostras recozidas entre 600 e 700oC para avaliação do refinamento microestrutural pós-reversão. Ensaios de tração em amostras miniaturizadas serão realizados em amostras deformadas e sob diversas condições de carregamento de hidrogênio. A espectroscopia de dessorção térmica (TDS) será realizada em amostras saturadas com hidrogênio para determinação das energias de ativação associadas aos vários sítios de aprisionamento de hidrogênio. Medidas de permeação de hidrogênio até 700oC serão realizadas para determinação do coeficiente de difusão em amostras representativas.

O Departamento de Engenharia de Materiais (DEMAR) atua na pesquisa de metais refratários e reativos, aços especiais e materiais cerâmicos (cerâmicas tradicionais, avançadas e refratárias). Há absoluta carência da infraestrutura de análises térmicas. Dilatometria é útil para a determinação do coeficiente de expansão linear e das temperaturas associadas às transformações de fases em materiais. O coeficiente de expansão térmica é importante para projetos estruturais em temperaturas elevadas e está relacionado à resistência ao choque térmico, à distribuição de tensões e às mudanças dimensionais no aquecimento ou resfriamento. Pode, ainda, ser usado na determinação da contração de materiais particulados na metalurgia do pó. O equipamento solicitado é um dilatômetro horizontal que atinge temperaturas de até 1600oC para metais e cerâmicas e possui um sistema de resfriamento acelerado para permitir várias medidas num único dia, aumentando a produtividade e concebido para operar no modo multiusuário. O segundo equipamento solicitado é um analisador simultâneo DSC-TG (STA) para análises que envolvam variação de massa e de calor. O equipamento solicitado permite que as medições possam ser realizadas em atmosferas inertes e oxidantes e também em vácuo. A atmosfera pode ser dinâmica (fluxo) ou estática em temperaturas até 1600oC. A análise simultânea permite determinar as temperaturas de transição de fases, fusão/cristalização, a reatividade, o ganho/perda de massa (oxidação e decomposição térmica) e permitir realizar análises termocinéticas. As técnicas se complementam, permitindo maior precisão na determinação das temperaturas onde as transformações ocorrem. Estes equipamentos serão vinculados à Central Analítica da EEL e permitirão ampliar o escopo das pesquisas nestas áreas, beneficiando as atividades de pós-graduação (metalurgia e cerâmica físicas e determinação experimental de diagramas de fases), sendo úteis para outras áreas de pesquisa desenvolvidas na EEL

Aços inoxidáveis austenítico (317L) e superdúplex (UNS S39274) vêm sendo utilizados na indústria de óleo e gás devido a sua moderada resistência à fluência, moderada resistência mecânica e boa resistência à corrosão em meios ácidos com a presença de cloretos e sulfetos em temperaturas elevadas.
O aço 317L possui maior teor de molibdênio que aumenta a resistência à corrosão por pites, além de promover endurecimento por solução sólida. Possui baixo teor de carbono, o que reduz o risco à sensitização em processos térmicos (recozimento) e na soldagem.
Além da ferrita delta na condição inicial, forma bastante martensita induzida por deformação na criolaminação em 77 K. Já o aço superduplex alia elevadas resistências mecânica e à corrosão, ideais para aplicações em ambientes salinos e corrosivos. Tubos sem costura deste aço podem ser utilizados em poços de petróleo off-shore. Para alcançarem a resistência mecânica elevada, é necessário que os tubos de aço superduplex passem por intensa deformação plástica a frio.
Pretende-se estudar o efeito do aumento da fração de martensita induzida por deformação no aço 317L e do encruamento no caso do superdúplex na permeação do hidrogênio nestes aços, variável relevante na seleção de materiais para a indústria de óleo e gás. Estes aços diferem quanto à arquitetura microestrutural, mas têm em comum o refinamento da microestrutura e o aumento expressivo da densidade de discordâncias na ferrita após deformação plástica.
A caracterização destes aços utilizará microscopia ótica, difração de elétrons retroespalhados, microscopia eletrônica de transmissão, medidas de dureza Vickers, magnetização DC, dilatometria e difração de raios X (método modificado de Williamson-Hall) para determinação da densidade de discordâncias. Os resultados da permeação e dessorção de hidrogênio e suas respectivas dependências com a temperatura serão correlacionados com as microestruturas no estado encruado, em especial as armadilhas para hidrogênio.

Este projeto objetiva a obtenção de chapas finas de um aço elétrico (Fe-3%Si) por meio de uma abordagem híbrida inovadora envolvendo o processamento via fusão a laser em leito de pó (LPBF) seguido de processamento termomecânico tradicional. O pó utilizado será caracterizado na condição de partida. A partir de sua composição química, cálculos termodinâmicos computacionais serão realizados para previsão e quantificação das fases formadas. As chapas processadas por fusão a laser em leito de pó com potência do feixe variando entre 180 e 400 W utilizarão, em princípio, estratégias de escaneamento com e sem rotação de 90° entre as camadas para intensificar a textura próxima a Goss e/ou cubo. Após o processamento LPBF, as placas construídas serão laminadas a frio e recozidas para o acompanhamento posterior dos processos de recristalização primária e crescimento anormal de grão. A caracterização microestrutural será realizada nas amostras nas condições "como processada", "como laminada" e "como recozida" por meio de microscopias ótica e eletrônica de varredura. A microtextura de áreas representativas das amostras será determinada por difração de elétrons espalhados (EBSD) e a visualização da estrutura de discordâncias será realizada por meio de imagens obtidas por contraste de canalização de elétrons (ECCI). A caracterização da dispersão de nanopartículas na condição como-processada será realizada com o auxílio de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e a densidade de discordâncias será estimada via medidas de difração de raios X via método modificado de Williamson-Hall.

Manufatura Aditiva é uma forma de processamento que vem se desenvolvendo rapidamente e ganhando relevância industrial. Os aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação (PH) conciliam alta resistência mecânica com boa resistência à corrosão e por isso encontram aplicações específicas em diversos segmentos industriais. Devido ao elevado custo relativo desses materiais e à necessidade de se produzir componentes com geometria complexa em lotes de pequenas quantidades, os aços inoxidáveis PH são excelentes candidatos a serem processados por técnicas da Manufatura Aditiva como, por exemplo, a fusão seletiva a laser (SLM). Contudo, um melhor entendimento da microestrutura e das propriedades resultantes dessa forma de processamento se faz necessário. O objetivo deste projeto de pesquisa é caracterizar a microestrutura dos aços 15-5PH e 17-7PH processados por SLM em sua condição como-processada e após tratamentos térmicos de pós-processamento. Diversas técnicas de caracterização complementares serão utilizadas: microscopia eletrônica de varredura, EBSD, difração de raios X, tensão residual, macrotextura, potenciometria, dilatometria, ensaios de dureza, microscopia eletrônica de transmissão e tomografia de sonda atômica. Cálculos termodinâmicos computacionais, utilizando a metodologia CALPHAD, serão empregados para determinar as condições ótimas de tratamento térmico e para auxiliar a compreensão das transformações de fase durante o processamento e pós-processamento. Os resultados obtidos terão grande potencial para publicação e poderão servir como parâmetros para auxiliar a fabricação comercial de componentes estruturais de aços inoxidáveis PH por meio de Manufatura Aditiva.

O presente projeto tem como objetivo caracterizar e avaliar a estabilidade microestrutural do aço inoxidável austenítico AISI 316L processado por fusão seletiva a laser (FSL) de pós metálicos. Os materiais processados por esta técnica de manufatura aditiva possuem microestruturas únicas que variam de acordo com as condições de processo e diferem completamente das obtidas nos processos de fabricação convencionais. Até o presente momento a literatura apresenta muito pouca informação relativa à estabilidade microestrutural dos materiais submetidos a este processo e, menos ainda, sobre o material que será utilizado neste estudo. Este cenário, aliado às crescentes perspectivas de aplicação industrial deste processo, justificam a realização deste trabalho. As atividades experimentais compreendem fabricação dos corpos-de-prova deste aço por FSL. O material será caracterizado na condição ?como processado? e nas condições após recozimento isotérmico numa ampla faixa de temperaturas (300-1150oC), com ênfase na evolução da textura durante o engrossamento microestrutural e na identificação dos mecanismos envolvidos. A caracterização microestrutural será realizada por meio de medidas de tensões residuais, microdureza Vickers e microscopias ótica e eletrônica de varredura. A textura e a microtextura serão caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X (DRX) e difração de elétrons espalhados (EBSD).

XRD data will be collected to quantify the strain-induced martensite formation and the strain partitioning between phases in a low Mn-TRIP steel with two different microstructures. This new set of experiments is planned to occur under dynamic conditions; i.e.,in situ acquisition of 2D-XRD patterns during tensile tests in a Gleeble machine in the XTMS station.
Proposal nr. 2016-0574

O objetivo deste projeto é estudar a evolução microestrutural e da textura cristalográfica do aço inoxidável dúplex ferrítico-austenítico UNS S32205 durante a deformação a frio e posterior recozimento em condições isotérmicas. Aços do tipo dúplex vêm ganhando espaço em inúmeras aplicações, em especial no segmento de óleo e gás (refino e transporte). A ênfase do projeto é o estudo do encruamento, da recristalização primária e as conseqüentes mudanças na textura cristalográfica. A
caracterização microestrutural das amostras será realizada utilizando-se as técnicas de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) no modo de elétrons retroespalhados. As texturas de deformação e de recristalização serão determinadas com o auxílio da técnica de difração de raios X num goniômetro de textura obtidas na superfície e na metade da espessura das chapas. As principais componentes de textura de laminação e de recristalização primária serão determinadas e comparadas com as reportadas na literatura, com ênfase no entendimento da evolução microestrutural em cada uma
das fases (ferrita e austenita) e a contribuição das interfaces (gradiente de deformação) no processo. A fração recristalizada (fRX), o tamanho de grão e a razão de aspecto serão determinados com o auxílio de metalografia quantitativa. Os resultados obtidos serão discutidos e analisados à luz da literatura atual sobre o encruamento e a recristalização primária de aços inoxidáveis dúplex.

O presente estudo objetiva estudar a transformação martensítica em dois aços ferrítico-martensíticos da família EUROFER, um deles, o ODS-Eurofer, endurecido por dispersão de óxidos e o outro, Eurofer-97, com composição química bastante semelhante, porém sem a presença de Y2O3. Estes dois aços são potenciais candidatos para aplicações estruturais em altas temperaturas, tais como as encontradas na câmara de confinamento do plasma em reatores de fusão. Eventuais picos de temperatura acima de Ac1 durante a operação do reator DEMO, seguidos de resfriamento, podem levar à formação de martensita nestes aços. Os dois aços serão austenitizados em vácuo no intervalo entre 900 e 1350oC. Três aspectos importantes serão investigados neste projeto: a) determinação da variação do tamanho de grão austenítico dos dois aços em questão mediante reconstrução via EBSD por meio de uma nova metodologia (software ARPGE) e via metalografia quantitativa; b) determinação da fração de austenita retida via EBSD e difração de raios X; c) determinação das relações de orientação entre a estrutura-mãe e o produto via EBSD. A caracterização microestrutural será realizada utilizando-se microscopia eletrônica de varredura (MEV) no modo de elétrons retroespalhados e microscopia ótica (MO). Medidas de microdureza Vickers serão realizadas para avaliar o endurecimento na transformação martensítica. As temperaturas críticas de transformação Ac1, Ac3 e Ms dos dois aços serão determinadas via dilatometria com diferentes taxas de aquecimento.

O objetivo deste projeto consiste em avaliar a estabilidade microestrutural do aço ferrítico-martensítico endurecido por dispersão de óxidos denominado ODS-Eurofer. Sua composição química é 9Cr-W-Ta-V-0.1C-0.3Y2O3. O aço em questão é um dos potenciais candidatos para aplicações estruturais em altas temperaturas tais como as encontradas na câmara de confinamento do plasma no futuro reator de fusão nuclear da geração DEMO. Dois pontos importantes serão avaliados: a) Avaliação da estabilidade microestrutural do aço ODS-Eurofer recozido por longos tempos (até 6 meses) em temperaturas próximas a 800oC com ênfase no estudo dos mecanismos de amolecimento (recuperação, recristalização e engrossamento das partículas) simulando condições aceleradas de vida em serviço e comparação com as fases previstas no equilíbrio; b) As características microestruturais observadas experimentalmente (fases presentes, suas composições e frações) serão comparadas com os resultados obtidos por cálculos termodinâmicos. Os cálculos serão conduzidos com o software Thermo-Calc juntamente com a base de dados termodinâmicos TCFE6. A caracterização microestrutural das amostras será realizada utilizando-se microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (MET), além de análise térmica via DTA/DSC e difração de raios X.

O objetivo deste projeto é dar continuidade aos estudos envolvendo a avaliação da estabilidade microestrutural de dois aços ferrítico-martensíticos da família EUROFER. Estes aços foram desenvolvidos visando aplicações estruturais em altas temperaturas no reator de fusão nuclear ITER. Um deles é o aço ODS-Eurofer endurecido por dispersão de óxidos (Y2O3). O outro é o aço Eurofer-97 sem a presença de Y2O3. Dois pontos serão investigados neste projeto: a) avaliação da estabilidade microestrutural do aço ODS-Eurofer recozido por longos tempos (até seis meses) em 800oC simulando condições aceleradas de vida em serviço com ênfase no estudo dos mecanismos de amolecimento (recuperação, recristalização e engrossamento das partículas); b) recristalização secundária no aço Eurofer-97 com ênfase na nucleação e na mesotextura dos grãos com crescimento anormal. A caracterização microestrutural das amostras será realizada utilizando-se microscopia eletrônica de varredura (MEV) no modo de elétrons retroespalhados e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A microtextura e a mesotextura serão obtidas com o auxílio da técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) de alta resolução. 
Projeto FAPESP 2011/07109-2

Edital MCT/CNPq nº 15/2009 - Projetos Conjuntos de P&D&I / CNPq/NSF - EUA
Projeto CNPq no. 490182/2009-7
Resumo:
Este projeto tem como intuito principal estudar propriedades físicas de monocristais supercondutores e de baixa dimensionalidade. As principais técnicas a serem utilizadas serão a expansão térmica de alta resolução usando células capacitivas de quartzo, condutividade elétrica usando o método de Montgomery modificado,
medidas de calor específico e magnetização em PPMS. As amostras monocristalinas serão obtidas por técnicas de crescimento com fluxo, por vapor com iodo e por fusão zonal usando forno óptico. Serão estudados compostos de molibdênio de alta anisotropia (quase unidimensional), compostos supercondutores à base de ferro, bem como, anomalias estruturais observadas por dilação térmica de altíssima resolução em
metais de transição como Nb e Ta. Esta proposta de cooperação internacional conta com a participação de dois grupos brasileiros, o Departamento de Engenharia de Materiais da Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo em Lorena e o Departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco em Recife, e um grupo da Universidade Estadual de Montana em Bozeman- MT nos USA. Esta cooperação é uma continuação de atividades iniciadas em 2005 através da realização de pós-doutorado do proponente brasileiro, visa estender o foco de colaboração cientifica entre os grupos, estabelecer a técnica de expansão térmica de alta resolução no Brasil e criar um grupo de pesquisa na preparação e caracterização de
monocristais de alta anisotropia.

Proposal Number LANL - 20101050
September 6th-11th, 2010.
Ultrafine-grained materials have attractive engineering properties and can be obtained by severe plastic deformation via equal-channel angular extrusion (ECAE). Simple shear is the predominant deformation mechanism and occurs parallel to the intersecting plane of the channels. ECAE has several advantages in comparison with conventional deformation processes like rolling and forging: i) the cross section of the sample remains unchanged during processing; ii) very large strains can be applied; iii) grain refinement is very effective allowing to obtain of finely subdivided structures in the nm-range; iv) texture might be optimized according to the ECAE route. The knowledge of the texture evolution in ECAE-processed niobium, in particular orientation effects at this processing scale, is very important.
Two bars with dimensions of 25 x 25 x 170 mm3 were processed by ECAE at room temperature at Texas A&M University1. Eight ECAE passes using route Bc were applied to the materials resulting in a total strain εvM = 9.24. One of the initial materials was a large Nb single crystal taken from an electron-beam melted ingot (150 mm in diameter). The second one was a conventional coarse-grained polycrystal obtained by cold rolling followed by recrystallization annealing at 985oC. The extruded bars were deeply machined and the edges were discarded to avoid friction effects. From
the remaining material (core), smaller pieces (8 mm-edge cubes) were cut for ND experiments. We propose to follow the texture and dislocation evolution (from peak width measurements) in situ by annealing the samples at different temperatures. Samples of each cube will be placed in the HIPPO vacuum furnace and the temperature is incrementally raised from RT to 300oC and then in increments of 100oC up to 1000oC at a rate of 20oC/min. Texture will be determined by neutron diffraction measurements at LANL in as-ECAE-ed cubes (including RT). Tex

Processo CNPq 484.355/2007-4 (Edital Universal MCT/CNPq/015-2007
Resumo:
O presente estudo tem como objetivo estudar a evolução microestrutural de um aço ferrítico-martensítico da família EUROFER endurecido por dispersão de óxidos (9Cr-W-Ta-V-0.1C-0.3Y2O3) durante a deformação a frio e posterior recozimento isotérmico. A ênfase do projeto será nos aspectos relacionados à influência das partículas na recristalização. O material escolhido é obtido por meio de consolidação a quente dos pós (metalurgia do pó). Este material avançado é destinado a aplicações em altas temperaturas tais como a câmara de confinamento do plasma no reator de fusão ITER onde a recristalização, em geral, deve ser evitada. Este aço é um material típico para aplicações em altas temperaturas. A caracterização microestrutural das amostras no estado encruado e após o recozimento será realizada utilizando-se as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) no modo de elétrons retroespalhados e de microscopia eletrônica de transmissão (MET). As microtexturas de deformação e de recristalização serão obtidas com o auxílio da técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) enquanto que as respectivas macrotexturas serão determinadas com o auxílio de um goniômetro de textura via difração de raios X. A extensão do campo ferrítico para determinar o intervalo de temperaturas no campo ferrítico será determinada por meio de medidas de dilatometria. A fração recristalizada (fRX) e o tamanho de grão serão determinados com o auxílio de metalografia quantitativa e de técnicas de análise de imagens nas amostras recozidas.

Processo FAPESP 07/56436-0
Resumo:
O presente estudo tem como objetivo estudar a evolução microestrutural de um aço ferrítico-martensítico da família EUROFER endurecido por dispersão de óxidos (9Cr-W-Ta-V-0.1C-0.3Y2O3) durante a deformação a frio e posterior recozimento isotérmico. A ênfase do projeto será nos aspectos relacionados à influência das partículas na recristalização. O material escolhido é obtido por meio de consolidação a quente dos pós (metalurgia do pó). Este material avançado é destinado a aplicações em altas temperaturas tais como a câmara de confinamento do plasma no reator de fusão ITER onde a recristalização, em princípio, deve ser evitada. A caracterização microestrutural das amostras no estado encruado e após o recozimento será realizada utilizando-se as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) no modo de elétrons retroespalhados e de microscopia eletrônica de transmissão (MET). As microtexturas de deformação e de recristalização serão obtidas com o auxílio da técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) enquanto que as respectivas macrotexturas serão determinadas com o auxílio de um goniômetro de textura via difração de raios X. A fração recristalizada (fRX) e o tamanho de grão serão determinados com o auxílio de metalografia quantitativa e de técnicas de análise de imagens nas amostras recozidas.

Processo FAPESP 03/01432-0
Resumo:
No presente projeto pretende-se comparar a evolução microestrutural do titânio comercialmente puro (ASTM grau 1) e com microestrutura oligocristalina durante o processamento termomecânico (laminação a frio e a quente). Nos dois casos, a deformação será limitada a 50% de redução em múltiplos passes. Duas temperaturas serão fixadas para a laminação a quente: 800C (cerca de 100C abaixo de beta transus) e 1050C (cerca de 150C acima de beta transus). No caso das amostras laminadas a frio, as temperaturas de recozimento serão iguais a 500, 700, 800 e 1050C de modo a produzir amostras com diferentes frações recristalizadas. As amostras compreendem seções longitudinais de um lingote com 100 mm de diâmetro obtido via fusão por feixe eletrônico. As amostras para laminação a quente serão encapsuladas em envelopes de aço para minimizar a absorção de intersticiais durante o encharque. A caracterização microestrutural das amostras será realizada com o auxílio de microscopias ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) no modo de elétrons retroespalhados. A determinação das macrotexturas de deformação será realizada com o auxílio de difração de raios X. Com o auxílio da técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD), será possível determinar as microtexturas de deformação e de recristalização em alguns grãos individuais, assim como a influência das heterogeneidades de deformação e das maclas de deformação na recristalização dinâmica do titânio (amostras deformadas abaixo da temperatura beta transus). A fração de maclas no estado encruado, a fração recristalizada (fRX) e o tamanho de grão serão determinados com o auxílio de metalografia quantitativa e de técnicas de análise de imagens.

Processo FAPESP 99/11756-0
Resumo:
No presente projeto pretende-se estudar a evolução microestrutural do nióbio e do tântalo com microestrutura oligocristalina durante a laminação a frio e posterior recozimento em vácuo. As amostras compreendem seções longitudinais de lingotes de alta pureza fundidos por feixe eletrônico. A caracterização microestrutural das amostras no estado encruado e após o recozimento será realizada utilizando-se as técnicas de microscopia eletrônica de varredura no modo de elétrons retroespalhados e de transmissão. A orientação individual dos grãos que compõem o oligocristal e as texturas de deformação e de recristalização serão determinadas com o auxílio da técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD). A fração recristalizada (fRX) e o tamanho de grão serão determinados com o auxílio de metalografia quantitativa e de técnicas de análise de imagens nas amostras recozidas.