dc.creator |
GONÇALVES, Pedro Henrique |
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dc.date.issued |
2021-08-03 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2495 |
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dc.description.abstract |
Uddeholm Vanadis®8 Superclean steel corresponds to the grade of cold work tool steels
containing high contents of carbon, vanadium, chromium and molybdenum, high wear
resistance, high mechanical strength and hardness, dimensional stability and good toughness,
being used in various applications as in the manufacture of dies for mechanical forming,
extruders, cutlery. They are supplied to demand in the form of ingots and billets which need to
be machined to form the final product. The chips generated in the machining process are often
remelted and/or maybe even discarded, which harms the environment, in addition to the loss of
the material's added value. In order to reuse metallic waste, the Powder Metallurgy (PM) route
has proven to be an efficient alternative for having high use of raw material, low energy
consumption, production of parts / components with structural and mechanical homogeneity
and good superficial finish. Thus, this work had as objective the production of metallic powders
by the process of high energy ball milling (HEBM) from the reuse of Vanadis®8 steel chips
with and without addition of carbides. As a comparative effect on the efficiency of the HEM,
three series were determined: with addition of vanadium carbides (V8VC), a mixture of
vanadium, chromium and molybdenum carbides - V8(VMoCr)C and without addition of
carbides (V8SC). The morphology and granulometry analyzes of the powders at different
milling times were performed by scanning electron microscopy and particle size analysis by
laser diffraction. The structural and mechanical characterization of the sintered, quenched and
tempered were performed by scanning electron microscopy, optical microscopy, X-ray
diffraction, bulk density via Archimedes and by MO, Vickers microhardness and compression
testing. The results reveal that all the usual conditions in the HEBM were efficient, with an
emphasis on the V8(VMoCr)C series, with an average particle size of 11.48 µm. The sintering
parameters improve, increasing the average density by 86.31% in relation to the CR material,
with an emphasis on a V8SC series (87.46%), evidenced by the lower apparent porosity. The
quenching and tempering heat treatments promoted an increase in the microhardness and
compressive strength of the new materials developed, mainly after the tempering, where the
microhardness was close to the CR material, also treated. Regarding the results of maximum
compressive strength and modulus of elasticity, as three series presented approximately equal
values, considering the standard deviation, with emphasis on the additions of V8VC, which
presented high compressive strength of 1710.29 MPa, and for the samples V8(VMoCr )C wich
presented an elastic modulus of 17945.28 MPa. The microstructural transformations for the
materials developed in this work were similar to Vanadis®8 steel as received. Therefore, the
PM process using the HEBM technique proves to be an efficient alternative route in the reuse
of Vanadis®8 tool steel chips. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Vanadis®8 |
pt_BR |
dc.subject |
Reciclagem de cavacos |
pt_BR |
dc.subject |
Adição de carbetos |
pt_BR |
dc.subject |
Metalurgia do pó |
pt_BR |
dc.subject |
Moagem de alta energia |
pt_BR |
dc.subject |
Sinterização |
pt_BR |
dc.subject |
Tratamentos térmicos |
pt_BR |
dc.title |
Estudo da reutilização do aço uddeholm vanadis® 8 superclean pela rota da metalurgia do pó a partir da técnica de moagem de alta energia (mechanical milling) |
pt_BR |
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.date.available |
2021-08-18 |
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dc.date.available |
2021-08-18T21:46:30Z |
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dc.date.accessioned |
2021-08-18T21:46:30Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7310532531841423 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
SILVA, Gilbert |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1912171391296662 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
SILVA, Antonio Augusto Araújo Pinto da |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/5987507444798005 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
O aço Uddeholm Vanadis®8 Superclean corresponde à classe de aços ferramenta para trabalho
a frio contendo altos teores de carbono, vanádio, cromo e molibdênio apresentando alta
resistência ao desgaste, elevada resistência mecânica e dureza, estabilidade dimensional e boa
tenacidade, sendo utilizados em diversas aplicações como na fabricação de matrizes para
conformação mecânica, extrusoras, cutelaria. São fornecidos para a demanda em forma de
lingotes e tarugos na qual precisam ser usinados para dar forma no produto final. Os cavacos
gerados no processo de usinagem muitas vezes são refundidos e/ou talvez até descartados o que
prejudica o meio ambiente, além da perda do valor agregado do material. Com o intuito de
reutilizar os resíduos metálicos, a rota de Metalurgia do Pó (MP) tem mostrado ser uma
alternativa eficiente por ter elevado aproveitamento da matéria-prima, baixo consumo
energético, produção de peças / componentes de homogeneidade estrutural e mecânica e bom
acabamento superficial. Deste modo, este trabalho teve como objetivo a produção de pós
metálicos pelo processo de moagem de alta energia (MAE) a partir da reutilização dos cavacos
do aço Vanadis®8 com e sem adição de carbetos. Como efeito comparativo na eficiência da
MAE, determinou-se três séries: com adição de carbetos de vanádio (V8VC), mistura de
carbetos de vanádio, cromo e molibdênio - V8(VMoCr)C e sem adição de carbetos (V8SC). As
análises de morfologia e granulometria dos pós em diferentes tempos de moagem foram
realizadas por microscopia eletrônica de varredura e análise de tamanho de partículas por
difração a laser. A caracterização estrutural e mecânica das amostras sinterizadas, temperadas
e revenidas foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica,
difratograma de raios X, densidade aparente via Arquimedes e por MO, microdureza Vickers e
ensaio de compressão. Os resultados revelam que todas condições estabelecidas na MAE foram
eficientes com destaque da série V8(VMoCr)C, com tamanho médio de partícula de 11,48 μm.
Os parâmetros de sinterização se mostraram eficientes, apresentando densificação média de
86,31% em relação ao material CR, com destaque para a série V8SC (87,46%), evidenciado
pela menor porosidade aparente. Os tratamentos térmicos de têmpera e revenimento
promoveram um aumento da dureza e resistência à compressão dos novos materiais
desenvolvidos, principalmente após o revenimento, onde a dureza foi próxima do material CR,
também tratado. Em relação aos resultados de resistência máxima à compressão e módulo de
elasticidade, as três séries apresentaram valores aproximadamente iguais, considerando o
desvio padrão, com destaque para as amostras com adição de V8VC que apresentou resistência
máxima à compressão de 1710,29 MPa e das amostras V8(VMoCr)C que apresentaram um
módulo de elasticidade de 17945,28 MPa. As transformações microestruturais das amostras
desenvolvidas neste trabalho foram semelhantes àquelas do aço Vanadis®8 como recebido.
Logo, o processo de MP com a utilização da técnica de MAE se mostrou ser uma rota alternativa
eficiente na reutilização dos cavacos do aço ferramenta Vanadis®8. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IFQ - Instituto de Física e Química |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado Profissional - Engenharia de Materiais |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
GONÇALVES, Pedro Henrique. Estudo da reutilização do aço uddeholm vanadis® 8 superclean pela rota da metalurgia do pó a partir da técnica de moagem de alta energia (mechanical milling). 2021. 174 f. Dissertação (Mestrado em Materiais para Engenharia) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2021. |
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