ABSTRACT The cement mass is the part of the cementitious composite that has low resistance to friction and its mechanical and microstructural properties are decisive for the durability of the material. Microscopy techniques are commonly used to elucidate these mechanical, physical and chemical behaviors of cementitious compounds. The objective of this work was to elucidate the importance of microscopy techniques for the direct evaluation of the abrasive behavior of cement pastes with silicon carbide (SiC) microparticles. The methodology of the work consists of the manufacture of Exceptions of reference cementitious masses and with 10% SiC addition, analysis of the compressive and abrasive mechanical properties, in addition to Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) tests. The results that the intensification of the mechanical properties with the addition of SiC microparticles can be related to the external micrographs in the SEM, through the accentuated filling of the pores, and through the attenuated surface roughness identified in the AFM. It was concluded that the roughness and porosity results, acquired by the SEM and AFM techniques, can provide relevant information for the analysis of the durability of cementitious materials.

RESUMO A pasta de cimento é a parte do compósito cimentício que possui baixa resistência ao atrito e suas propriedades mecânicas e microestruturais são determinantes para a durabilidade do material. As técnicas de microscopia são comumente utilizadas para elucidar esses comportamentos mecânicos, físicos e químicos de compósitos cimentícios. O objetivo deste trabalho foi elucidar a importância de técnicas de microscopia para avaliação direta do comportamento abrasivo de pastas de cimento com micropartículas de carbeto de silício (SiC). A metodologia do trabalho consistiu na fabricação das amostras de pastas cimentícias de referência e com 10% de adição de SiC, análise das propriedades mecânicas compressivas e abrasivas, além de ensaios de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia de Força Atômica (MFA). Os resultados mostraram que a intensificação das propriedades mecânicas com adição de micropartículas de SiC podem ser relacionados com as micrografias obtidas no MEV, através do acentuado preenchimento dos poros, e por meio da atenuada rugosidade superficial identificada no MFA. Concluiu-se que os resultados de rugosidade e porosidade, adquiridos pelas técnicas de MEV e MFA, podem fornecer informações relevantes para análise da durabilidade de materiais cimentícios.

Resumo: A soldagem a arco submerso tem recebido atenção crescente na indústria devido a sua propensão a altas produtividades, que podem atingir níveis ainda maiores através da variante tandem arc (SAW-T). Este trabalho avalia a influência da velocidade de soldagem nas características geométricas e microestruturais de juntas soldadas por SAW-T com dois arames, em dois passes opostos. Para isso, fabricou-se, em velocidades de soldagem distintas, três juntas a partir de chapas de aço estrutural, em dois passes opostos cada. Avaliou-se a geometria dos cordões, a microestrutura e a distribuição de dureza ao longo da seção transversal das juntas. Aumentos de velocidade de soldagem mostraram-se detrimentais à geometria dos cordões. As zonas fundidas formadas consistem majoritariamente em variadas morfologias de ferrita, com maiores teores de ferrita acicular em amostras de velocidades de soldagem mais altas. Foram identificadas ilhas de bainita no interior de grãos nas zonas termicamente afetadas, além de outros tipos de ferrita. Os valores de dureza sofreram suave aumento com acréscimos de velocidade e não indicam suscetibilidade a trincas. As velocidades mais altas resultaram em juntas com falta de penetração, defeito que indica aporte térmico insuficiente. A junta soldada a 1200 mm/min apresentou boa geometria e microestrutura refinada.

Abstract: Industry interest in submerged arc welding processes has been growing due to its high productivity rates, which can be further increased through tandem arc techniques. This study evaluates the effect of welding speed on geometric and microstructural characteristics of weldments produced by two wires SAW-T, with two opposite beads each. For this purpose, three structural steel welding joints were manufactured, each using a different welding speed. The weldments' microstructure, bead geometry and hardness distribution were analyzed. Bead geometry suffered negative effect from higher speeds. The welded zones formed consisted mainly of assorted ferrite morphologies, with more acicular ferrite in joints welded under higher welding speeds. Bainite islands were present intragranularly in the heat affected zones, among ferrite microconstituents. Hardness values were slightly raised under higher welding speeds and do not suggest crack susceptibility. None of the weldments produced contained any martensite microconstituents. The highest welding speeds resulted in lack of fusion defects in the weldments, suggesting insufficient heat input and penetration. The joint welded using 1200 mm/min speed showed good geometry and refined microstructure, indicating that this condition is promising as a way to manufacture sturdy steel weldments under high productivity rates.

Duplex stainless steels are largely applied in petrochemical industries due to their high corrosion resistance and mechanical performance. Their applicability also requires a great wear resistance, which can be enhanced by friction stir processing (FSP), a surface hardening technique. In this work, FSP is utilized to process surfaces of UNS S32101 and UNS S32750. The materials were analyzed by EBSD in order to determine grain size and phase fraction. Microhardness tests were used to verify and compare the shifting of hardness values from 296 ± 8 to 314 ± 11 HV0.2/15 and from 323 ± 8 to 350 ± 8 HV0.2/15 for UNS S32101 and S32750, respectively. Abrasion tests were executed to study the wear behavior of both processed and unprocessed alloys. Abrasion tests indicated that the hardening by FSP promoted decrement of abrasive wear resistance. Volumetric loss increased after FSP, from 52.1 ± 0.5 to 53 ± 2 mm3, for UNS S32101, and from 50 ± 2 to 56.3 ± 0.3 mm3 for UNS S32750. Tensile tests results were fitted to Hollomon’s equation in order to identify mechanical properties and tendencies of strain hardening. SEM images were used to classify the wear micromechanisms acting on the samples. The results suggest that FSP can promote modifications of wear mechanisms and these changes can be correlated to the alloys’ microstructure.

RESUMO O presente trabalho teve como objetivo avaliar o processo de corrosão do Pb e da liga Pb-1,5%Sn quando submetidos à condição de ciclagem em meio de ácido sulfúrico, visando compreender a influência da adição de Sn na resistência à corrosão e na capacidade de recarga para grades positivas de baterias do Pb-ácido. As amostras de estudo foram preparadas pelo processo de fundição. A microestrutura dos materiais foi avaliada por microscopia óptica. Para simulação do processo de carga e descarga do eletrodo positivo, em acumuladores, realizaram-se testes de voltametria cíclica, em ácido sulfúrico (5M), na faixa potencial de 1,3 V a 2,2 V (vs ECS), totalizando 400 ciclos. A morfologia e a composição dos depósitos de produtos de corrosão foram analisadas, respectivamente, por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de Raios-X (DRX). Foram realizadas análises de perda de massa, Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e MEV para avaliar o efeito do processo de corrosão na superfície dos materiais analisados. O estudo mostrou que a adição do Sn promoveu um efeito de dopagem na camada de depósitos de corrosão formada, aumentando a eficiência de carregamento do acumulador e diminuindo a perda de massa por corrosão. A liga de Pb-Sn mostrou-se mais susceptível ao processo de corrosão intergranular e ocorrência de pites no grão em comparação ao Pb puro.

ABSTRACT The present work aimed to evaluate the corrosion process of the Pb and Pb-1,5wt%Sn alloy under cycling conditions in sulfuric acid, in order to understand the influence of Sn on the corrosion resistance and recharge capacity for positives grids of lead-acid batteries. The study samples were prepared by casting process. The microstructure of the materials was evaluated by optical microscopy. Cyclic voltammetry tests for simulation of charge and discharge of positive electrode in accumulators were carried out in sulfuric acid (5M) in the potential range of 1.3 V to 2.2 V (vs SCE), totaling 400 cycles. The morphology and composition of the corrosion product deposits were analyzed by scanning electronic microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), respectively. Weight loss, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and SEM analysis were performed to evaluate the effect of corrosion process on the surface of the analyzed materials. The study showed that Sn addition promoted a doping effect on the formed corrosion deposits layers, increasing the charging efficiency of the accumulator and decreasing the weight loss by corrosion. The Pb1.5wt%Sn alloy showed to be more susceptible to the intergranular corrosion process and pitting corrosion in the grain compared to pure Pb.