RESUMO Este trabalho teve como objetivo quantificar e avaliar através de técnicas de análise e processamento digital de imagens (PDI) defeitos formados em revestimentos metálicos à base de ligas ferro-cromo e ferro-cobalto, obtidas por aspersão térmica à arco elétrico (AT). Imagens obtidas por microscopia óptica (MO) foram processadas e analisadas utilizando-se o software FIJI (Image J) para quantificação de poros, redes de óxidos e trincas. Também foram feitas medidas de microdureza Vickers (HV) e testes de corrosão segundo a norma ASTM-G48. Foram realizados dois testes de corrosão em meio de cloreto férrico: um expondo-se apenas o revestimento, onde a resistência a corrosão foi avaliada qualitativamente através de imagens de MO e a possível presença de pites de corrosão e outro expondo-se o conjunto revestimento e substrato, neste caso, a resistência a corrosão foi avaliada quantitativamente através de medidas na espessura da camada de revestimento antes e depois da exposição. Foi realizada uma avaliação microestrutural por MO e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos por MO, MEV e microdureza indicaram uniformidade nas camadas depositadas e porcentagem de defeitos variando entre 3,7% e 4,3% para os revestimentos estudados. Todos mostraram possuir excelente resistência à corrosão em meio de cloreto férrico, que é considerado agressivo aos aços inoxidáveis, exceto para a liga de revestimento à base de ferro-cobalto quando encontrou-se combinada ao cobre e com o substrato também exposto ao meio corrosivo

ABSTRACT The aim of this work was to quantify and evaluate, through techniques of analysis and digital image processing (PDI), defects formed in metallic coatings based on ferro-nickel, iron-chromium and cobalt-chromium alloys obtained by thermal arc-electric spraying. Images obtained by optical microscopy (OM) were processed and analyzed using the FIJI software (Image J) for quantification of pores, oxide networks and cracks. Measurements of Vickers microhardness (HV) and corrosion tests according to the ASTM-G48. Two corrosion tests were carried out in ferric chloride medium: one exposing only the coating, where the corrosion resistance was evaluated qualitatively through OM images and the possible presence of corrosion pits and the other exposing the coating and substrate set, in this case, the corrosion resistance was quantitatively evaluated through measurements on the thickness of the coating layer before and after exposure. An assessment of the microstructural morphology by optical microscope (OM) and scanning electron microscope (SEM) was made. The results obtained by OM and SEM indicated that the coatings showed uniformity throughout the deposited layer and low number of defects (oxides, cracks and porosities). The percentage of defects found varied between 3.7% and 4.3% for the coatings studied. All showed excellent resistance to corrosion in ferric chloride, which is considered aggressive to stainless steels, except for the cobalt-based coating alloy when it was combined with copper and with the substrate also exposed to the corrosive environment.

ABSTRACT Mechanical components and structures wear out as a result of friction between surfaces in relative motion. Residual stresses play an important role for the tribological performance of components since compressive residual stresses yield positive effects on wear resistance. However, the real effect of residual stresses on the tribological performance of surfaces is not entirely clear. The objective of this work is to evaluate the residual stress behavior during a pin-on-disk wear test of quenched and tempered AISI 4340 disk specimens against a counter-body of steel AISI E 52100. Tests were performed in shot peened and non-shot peened specimens in six steps and residual stresses were evaluated after each one by X-ray diffraction technique using sin2y method. The results shown that wear rate of the shot peened specimens was approximately fifty percent lower. Shot peening induced compressive residual stresses contributed to this effect even though they were modified during the pin-on-disk test.

RESUMO A indústria automobilística vem investindo em novos processos de fabricação que melhoram a produtividade sem perda da qualidade. Entretanto, a presença de tensões residuais, geradas em todos os processos de fabricação, constitui um dos grandes problemas encontrados na indústria metal mecânica, pois estas podem se somar às tensões de carregamento externo e causar falhas catastróficas em equipamentos e componentes. Sendo a soldagem um dos processos de fabricação mais utilizados atualmente, é necessário entender como os parâmetros de soldagem impactam na natureza e magnitude das tensões residuais geradas. Em alguns processos de soldagem são utilizados gases de proteção, que podem influenciar a condutividade do arco elétrico e, consequentemente, afetar o comportamento das tensões residuais nas juntas soldadas. Neste trabalho foi realizado um estudo experimental sobre a influência do percentual de CO2 dos gases de proteção com base em argônio, nas tensões residuais geradas em juntas de aço avançado de alta resistência DP600, soldadas pelo processo GMAW (amplamente utilizado na indústria automobilística). As tensões residuais foram medidas por difração de raios-X, pelo método do sen2ψ. A avaliação microestrutural foi realizada através de microscopia óptica. Os resultados mostraram que as tensões residuais têm natureza trativa, da ordem de 120 MPa, em todas amostras que utilizaram gás de proteção com menor percentual de CO2.

ABSTRACT The automotive industry has been investing in new manufacturing processes that improve productivity without loss of quality. However, the presence of residual stress (RS), generated in all manufacturing processes, is one of the major problems encountered in the metalworking industry, since these can add up to external loading stresses and cause catastrophic failures in equipment and components. Since welding is one of the most widely used manufacturing processes, it is necessary to know how the welding parameters impact on the nature and magnitude of the residual stresses generated. The shielding gases are used in some welding processes and can be influence the conductivity of the electric arc, which can be affected the residual stresses behavior in the welded joints. In this work an experimental study was carried out about the influence of the percentage of CO2 on the argon-based shielding gases in the residual stresses generated on joints of high strength steel DP600 welded by GMAW process (widely used in the automotive industry). The residual stresses were measured by X-ray diffraction by the sin2ψ method. An assessment of the microstructural morphology by optical microscope (OM) was made. The results showed that the residual stresses have a tensile nature, of the order of 120 MPa, in all samples, which used shielding gas with a lower percentage of CO2.

RESUMO A indústria automobilística vem investindo em novos processos de fabricação que melhoram a produtividade sem perda da qualidade. Entretanto, a presença de tensões residuais, geradas em todos os processos de fabricação, constitui um dos grandes problemas encontrados na indústria metal mecânica, pois estas podem se somar às tensões de carregamento externo e causar falhas catastróficas em equipamentos e componentes. Sendo a soldagem um dos processos de fabricação mais utilizados atualmente, é necessário entender como os parâmetros de soldagem impactam na natureza e magnitude das tensões residuais geradas. Em alguns processos de soldagem são utilizados gases de proteção, que podem influenciar a condutividade do arco elétrico e, consequentemente, afetar o comportamento das tensões residuais nas juntas soldadas. Neste trabalho foi realizado um estudo experimental sobre a influência do percentual de CO2 dos gases de proteção com base em argônio, nas tensões residuais geradas em juntas de aço avançado de alta resistência DP600, soldadas pelo processo GMAW (amplamente utilizado na indústria automobilística). As tensões residuais foram medidas por difração de raios-X, pelo método do sen2ψ. A avaliação microestrutural foi realizada através de microscopia óptica. Os resultados mostraram que as tensões residuais têm natureza trativa, da ordem de 120 MPa, em todas amostras que utilizaram gás de proteção com menor percentual de CO2.

ABSTRACT The automotive industry has been investing in new manufacturing processes that improve productivity without loss of quality. However, the presence of residual stress (RS), generated in all manufacturing processes, is one of the major problems encountered in the metalworking industry, since these can add up to external loading stresses and cause catastrophic failures in equipment and components. Since welding is one of the most widely used manufacturing processes, it is necessary to know how the welding parameters impact on the nature and magnitude of the residual stresses generated. The shielding gases are used in some welding processes and can be influence the conductivity of the electric arc, which can be affected the residual stresses behavior in the welded joints. In this work an experimental study was carried out about the influence of the percentage of CO2 on the argon-based shielding gases in the residual stresses generated on joints of high strength steel DP600 welded by GMAW process (widely used in the automotive industry). The residual stresses were measured by X-ray diffraction by the sin2ψ method. An assessment of the microstructural morphology by optical microscope (OM) was made. The results showed that the residual stresses have a tensile nature, of the order of 120 MPa, in all samples, which used shielding gas with a lower percentage of CO2.

A soldagem de aços de alta resistência representa um desafio constante devido a grande variedade de ligas disponíveis, que necessitam associar requisitos rigorosos de elevada resistência mecânica e tenacidade simultaneamente. Neste contexto, os aços da classe HY-80 amplamente utilizados na Marinha Brasileira, são ainda preferencialmente soldados pelo processo eletrodo revestido apesar das limitações deste processo em comparação com outros processos de soldagem. Com o objetivo de avaliar a possibilidade de uma melhoria de produtividade na soldagem manual deste aço, o presente trabalho apresenta uma análise comparativa entre as propriedades mecânicas de juntas soldadas do aço HY-80 realizadas pelos processos eletrodo revestido e GMAW. Foram realizadas soldagem multipasses pelos processos eletrodo revestido e GMAW com preaquecimento de 90°C e temperatura interpasses máxima de 150°C em chapas de dimensões 850X150X30mm em aço HY-80, na posição plana e energia de soldagem média de 1,29 e 1,36 kJ/mm, respectivamente. Posteriormente, realizou-se tratamento térmico pós-soldagem a 600°C por 1 hora, sendo esta condição comparada com a condição de como soldada. Foram realizados ensaios de tração, impacto Charpy-V, dureza e metalográficos para caracterização microestrutural por microscopia eletrônica de varredura. Adicionalmente, foi realizada uma análise comparativa de produtividade entre os processos. Os resultados mostraram ser possível obter propriedades mecânicas adequadas para todas as condições de análise. Além disso, verificou-se que a produtividade propiciada pelo processo GMAW foi muito superior à do processo eletrodo revestido.

The welding of high strength steels represents a continuous challenge taking into account the great variety of alloys systems, which present stringent requirements of high strength and toughness. Into this context the HY-80 steels largely employed in the Naval Industry are still welded preferentially by the SMAW process, despite its limitations when compared with other welding processes. In order to promote an improvement on productivity, the present work presents a comparative analysis between the mechanical properties of the HY-80 welded joints performed by the GMAW and SMAW processes. Multipass welding by shielded metal(SMAW) arc and gas metal arc welding (GMAW) processes were performed with preheating and inter-pass temperatures of 90°C and 150°C respectively in plates of dimensions 850X150X30 mm in HY-80 steel, in the flat position and average energy welding of 1.29 for SMAW and 1.36kJ/mm for GMAW process. After welding a post weld heat treatment at 600°C for 1 hour was performed, this condition being compared with the as welded condition. Tensile, Charpy-V notch and hardness tests and metallographic examination by scanning electron microscopy were performed for mechanical and microstructural characterization. Additionally, it was carried out a comparative analysis between processes. The results show that it is possible to achieve adequate mechanical properties for all analyzed conditions. Furthermore, it was observed that the productivity provided by the gas metal arc welding process was greater than shield metal arc welding.