ABSTRACT In metallic materials forming process, in general, which includes the cold rolling of stainless steels, deformation is induced by the relative movement between the material and the tool used, resulting in friction forces. However, materials behave differently during plastic deformation. In this study, microsclerometry tests were carried out to investigate the effect of different lubrication conditions on the tribological behavior of AISI 304 and AISI 430 stainless steel samples, previously hardened via cold rolling. The results of the friction coefficient and the depth of penetration of the scratches were analyzed, in addition to the scratch profile being investigated using 3D profilometry. In the microsclerometry tests, no significant differences were observed in the coefficient of friction as a function of the lubrication condition used for both steels. The coefficient of friction of the AISI 430 steel was around 23% higher than that of the AISI 304 steel due to the increase in roughness due to plastic deformation of the AISI 430 steel. The penetration depth was higher for AISI 304 steel due to the transformation of metastable austenite into martensite by deformation. Analysis of the profile of the scratches via profilometry revealed that there was no significant material removal, only displacement from the groove to the edges of the scratch. process general steels forces However study 30 43 samples analyzed D 23 removal 3 4 2

RESUMO Nos processos de conformação de materiais metálicos, como a laminação a frio de aços inoxidáveis, a deformação é induzida pelo movimento relativo entre o material e a ferramenta, resultando em forças de atrito. No entanto, os materiais apresentam comportamentos distintos durante a deformação plástica. Neste estudo, foram conduzidos ensaios de microesclerometria para investigar o efeito de diferentes condições de lubrificação no comportamento tribológico de amostras de aço inoxidável AISI 304 e AISI 430, previamente encruadas por laminação a frio. Os resultados do coeficiente de atrito e da profundidade de penetração dos riscos foram analisados, além do perfil dos riscos ter sido investigado por meio de perfilometria 3D. Nos ensaios de microesclerometria, não foram observadas diferenças significativas no coeficiente de atrito em função da condição de lubrificação para ambos os aços. O coeficiente de atrito do aço AISI 430 foi cerca de 23% maior que o do aço AISI 304, devido ao aumento de rugosidade resultante de sua deformação plástica. A profundidade de penetração foi maior para o aço AISI 304, devido à transformação da austenita metaestável em martensita durante a deformação. A análise do perfil dos riscos por perfilometria revelou que não houve remoção significativa de material, apenas deslocamento de material do sulco para as bordas do risco. metálicos inoxidáveis ferramenta entanto plástica estudo 30 analisados 3D D 43 23 risco 3 4 2

Abstract The crystallographic aspects after air-quenching treatment and the pitting corrosion resistance after single tempering and double tempering treatments of AISI 420 martensitic stainless steel were studied using optical microscopy, Electron Backscatter Diffraction and potentiodynamic polarization tests. The results showed that the observed average orientation relationship (OR) was closer to the Greninger-Troiano (G-T) OR model with a minimum average deviation of 2.66°. The average OR of AISI 420 steel with respect to austenite matrix was φ1 = 3.6°, Φ = 46.0°, φ2 = 6.2° in the area mapped. Blocks showed variant pairs belonging to the same Bain group forming sub-blocks with misorientation 5.51° < 6 ¯ 0 11> (V1/V4 pair), consequently, the AISI 420 martensitic stainless steel showed higher intervariant boundary density for the same Bain group and close-packed plane group. In the same air-quenching condition, the different sizes of prior austenite grain in the microstructure did not influence the variant selection. The air-quenching and single tempering treatments did not impair the pitting corrosion resistance and did not cause significant loss of hardness in relation to the air-quenched treatment. Therefore, the double tempering should be dispensed saving production costs.

A principal motivação deste trabalho foi a procura da resposta para o dilema entre que as maiores taxas de produção de eletrodos revestidos com pó de ferro se devem às suas capacidade de trabalhar com maior corrente ou à uma maior eficiência de fusão metálica do ferro adicionado na forma de pó. Um estudo neste sentido foi feito utilizando-se três eletrodos comerciais, cuja principal distinção referia-se ao teor de pó de ferro no revestimento. Os eletrodos foram caracterizados em relação às suas dimensões, densidade e composição (via MEV-EDS) do revestimento. Utilizando-se dois níveis de corrente, foram avaliadas as taxas de fusão e deposição e a geometria do cordão na confecção de filetes na posição plana (junta em ângulo). Pelos resultados, verificou-se que, independentemente da intensidade da corrente, as taxas de fusão e deposição são maiores no sentido crescente da maior concentração de pó de ferro no revestimento. Ficou demonstrado que o mecanismo gerador de maiores taxas de deposição e fusão se deve à menor energia requerida para fundir o ferro do revestimento em forma de pó que o contido na alma metálica. A maior capacidade nominal de condução corrente proporcionada pelo eletrodo com pó de ferro é uma razão secundária.

The main motivation for this work was a search for an answer to the dilemma of which higher deposition rates of metal powder based coating electrodes are due to either their capacity of working at higher currents or a higher fusion efficiency of the metal powder. This study was developed using three commercial coated electrodes, which main distinction was the iron powder content in their coatings. The electrodes were characterized in relation to their dimensions, coating densities and compositions (via MEV-EDS). Using two current levels, fusion and deposition rates and bead geometry from fillet carried out in flat position (T-joint) were assessed. From the results, fusion and deposition are greater when the iron concentration in the coating are higher, regardless the current level. It was demonstrated that the mechanism for reaching higher deposition rates is related to a lower required energy to melt the iron in powder than in solid state. A higher nominal carrying current capacity acquired by the electrode with iron powder is a secondary reason.