Dissertations / Theses on the topic 'Maraging steel 300'

Os aços maraging pertencem a uma classe de aços de ultra-alta-resistência que diferem da maioria dos aços pelo mecanismo de endurecimento. Enquanto nos aços convencionais o endurecimento é obtido por transformação martensítica, nos aços maraging o aumento das propriedades mecânicas é obtido pela precipitação de compostos intermetálicos em uma matriz martensítica de baixo teor de carbono, em temperaturas da ordem de 480°C. Para o presente trabalho, empregou-se um aço maraging 300 na forma de barras cilíndricas com diâmetro de 8mm e comprimento de 120mm, cedido na condição solubilizada pelo Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA). Os corpos-de-prova foram soldados em cheio empregando-se um laser a fibra de 2kW e um dispositivo especialmente desenvolvido para solda orbital. As condições de envelhecimento foram inicialmente estudadas e a melhor combinação de resistência mecânica e ductilidade foi obtidas na condição de para 460°C por 3 horas, que foi então adotada para a caracterização do comportamento em fadiga. Os ensaios de fadiga foram realizados em uma máquina de flexão rotativa (R = -1), em níveis de tensão correspondentes à faixa de vida de 104 a 107 ciclos. Os corpos-de-prova soldados a laser foram submetidos a três condições de tratamento pós-soldagem: a) envelhecimento, b) solubilização + envelhecimento e c) homogeneização + solubilização + envelhecimento. Os resultados permitiram avaliar e comparar o efeito da solda a laser, seguida por tratamentos térmicos pós-soldagem, no comportamento em fadiga do aço maraging 300. Os tratamentos pós-soldagem não resultaram em diferença significativa na vida em fadiga do aço maraging 300, o fator determinante para a duração da vida em fadiga foi a quantidade de poros presente na superfície de fratura.
The maraging steels belong to a class of ultra-high-resistance steels that differ from most of steel for the hardening mechanism. While the conventional steel is obtained by hardening for martensitic transformation in maraging steel the increase of mechanical properties is obtained by the precipitation of intermetallic phases in a martensitic matrix of low carbon, at temperatures about 480°C. For the present study, we used a maraging 300 steel in form of cylindrical bars with a diameter of 8mm and length of 120mm, received as solution treated by the Department of Aerospace Science and Technology (DCTA). The test specimens were welded using a 2 kW fibre laser coupled to a special lathe in order to obtain an orbital weld line. The ageing contitions of the steel were initially investigated using base material samples. The best combination of hardness, tensile strength and ductility were achieved for 460°C for 3 hours , which was then chosen for the fatigue characterization..The fatigue tests were conducted in a rotating bending machine (R = -1). The stress levels were found for fatigue lives in the range of 104 to 107 cycles. The laser welded test pieces underwent three distinct post-weld heat treatments: a) ageing , b) solution + ageing and b) homogenization + solution + ageing .The results allowed assessing and comparing the effect of laser beam welding, followed by post-weld heat treatments, on the fatigue behavior of the maraging 300 steel. The post-weld heat treatments no results in significant difference in fatigue life of maraging 300 steel , the determinant factor for fatigue life was the amount of pores present in the fracture surface.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior
AÃos maraging sÃo ligas Ni-Co-Mo-Ti de ultra-alta resistÃncia e vasta aplicaÃÃo que vai desde a indÃstria bÃlica e nuclear atà componentes aeronÃuticos, vasos de pressÃo e a indÃstria esportiva. Atualmente estes aÃos vÃm sendo estudados para utilizaÃÃo em rotores de alta velocidade de motores de histerese. Os aÃos maraging apresentam algumas vantagens em comparaÃÃo a outros tipos de aÃos e ligas, pois apresentam nÃveis de resistÃncia mecÃnica extremamente elevados, excelente conformabilidade no estado solubilizado e grande capacidade de endurecer por envelhecimento. A utilizaÃÃo destes aÃos em motores de histerese à o motivo pelo qual se estudam suas propriedades magnÃticas. Para este fim, o material deve apresentar, alÃm de elevada resistÃncia mecÃnica, caracterÃsticas tÃpicas de materiais magneticamente macios. As propriedades magnÃticas do material sÃo mostradas e discutidas com o objetivo de determinar os melhores tipos de tratamento para utilizaÃÃo do aÃo nas condiÃÃes requeridas. AnÃlises de textura foram realizadas e discutidas com o objetivo de determinar a textura existente no material, bem como sua direÃÃo de fÃcil magnetizaÃÃo. As quantificaÃÃes das fases para as diferentes condiÃÃes de tratamento termomecÃnico foram realizadas por difraÃÃo de raios-X, atravÃs do mÃtodo de comparaÃÃo direta com o objetivo de analisar a influÃncia da austenita na textura, resistÃncia mecÃnica e propriedades magnÃticas do material. Ensaios de dureza foram realizados com o objetivo de analisar as propriedades mecÃnicas do material. As anÃlises revelaram que praticamente todas as amostras possuem os mesmos componentes de textura e a direÃÃo de fÃcil magnetizaÃÃo <100> apresenta-se no plano da chapa rotacionada de 45 em relaÃÃo à direÃÃo de laminaÃÃo. As propriedades magnÃticas medidas mostram que todas as amostras possuem os requisitos mÃnimos para utilizaÃÃo em motores de histerese, sendo as amostras com solubilizaÃÃo intermediÃria as menos indicadas a as amostras resfriadas em nitrogÃnio as mais indicadas para este tipo de aplicaÃÃo.
AÃos maraging sÃo ligas Ni-Co-Mo-Ti de ultra-alta resistÃncia e vasta aplicaÃÃo que vai desde a indÃstria bÃlica e nuclear atà componentes aeronÃuticos, vasos de pressÃo e a indÃstria esportiva. Atualmente estes aÃos vÃm sendo estudados para utilizaÃÃo em rotores de alta velocidade de motores de histerese. Os aÃos maraging apresentam algumas vantagens em comparaÃÃo a outros tipos de aÃos e ligas, pois apresentam nÃveis de resistÃncia mecÃnica extremamente elevados, excelente conformabilidade no estado solubilizado e grande capacidade de endurecer por envelhecimento. A utilizaÃÃo destes aÃos em motores de histerese à o motivo pelo qual se estudam suas propriedades magnÃticas. Para este fim, o material deve apresentar, alÃm de elevada resistÃncia mecÃnica, caracterÃsticas tÃpicas de materiais magneticamente macios. As propriedades magnÃticas do material sÃo mostradas e discutidas com o objetivo de determinar os melhores tipos de tratamento para utilizaÃÃo do aÃo nas condiÃÃes requeridas. AnÃlises de textura foram realizadas e discutidas com o objetivo de determinar a textura existente no material, bem como sua direÃÃo de fÃcil magnetizaÃÃo. As quantificaÃÃes das fases para as diferentes condiÃÃes de tratamento termomecÃnico foram realizadas por difraÃÃo de raios-X, atravÃs do mÃtodo de comparaÃÃo direta com o objetivo de analisar a influÃncia da austenita na textura, resistÃncia mecÃnica e propriedades magnÃticas do material. Ensaios de dureza foram realizados com o objetivo de analisar as propriedades mecÃnicas do material. As anÃlises revelaram que praticamente todas as amostras possuem os mesmos componentes de textura e a direÃÃo de fÃcil magnetizaÃÃo <100> apresenta-se no plano da chapa rotacionada de 45 em relaÃÃo à direÃÃo de laminaÃÃo. As propriedades magnÃticas medidas mostram que todas as amostras possuem os requisitos mÃnimos para utilizaÃÃo em motores de histerese, sendo as amostras com solubilizaÃÃo intermediÃria as menos indicadas a as amostras resfriadas em nitrogÃnio as mais indicadas para este tipo de aplicaÃÃo.
Maraging steels are alloys of Ni-Co-Ti-Mo ultra-high resistance and wide application ranging from the defense industry and nuclear power to aircraft components, pressure vessels and the sports industry. Currently these steels have been studied for use in high speed rotors hysteresis motors. The maraging steel have some advantages compared to other types of steels and alloys, as have levels of extremely high mechanical strength, excellent conformability in the solubilized state and great ability to harden by aging. The use of these steels in hysteresis motors is why we study their magnetic properties. To this end, the material must have, and high mechanical strength characteristics typical of magnetically soft material. The magnetic properties of the material are shown and discussed in order to determine the best types of treatment for use in the steel requirements. Textural analyzes were performed and discussed in order to determine the existing texture in the material, as well as its direction of easy magnetization. The quantification of phases for different conditions of thermomechanical treatment was performed by X-ray diffraction, using the method of direct comparison with the objective of analyzing the influence of austenite texture, mechanical and magnetic properties of the material. Hardness tests were performed to analyze the mechanical properties of the material. The analysis revealed that virtually all samples have the same texture components and the direction of easy magnetization <100> is presented in the plane of the plate rotated 45 Â relative to the direction of lamination. The magnetic properties measurements show that all samples have the minimum requirements for use in motor hysteresis, and the samples with the least intermediate solubilization indicated the samples cooled in nitrogen the most suitable for this type of application.
Maraging steels are alloys of Ni-Co-Ti-Mo ultra-high resistance and wide application ranging from the defense industry and nuclear power to aircraft components, pressure vessels and the sports industry. Currently these steels have been studied for use in high speed rotors hysteresis motors. The maraging steel have some advantages compared to other types of steels and alloys, as have levels of extremely high mechanical strength, excellent conformability in the solubilized state and great ability to harden by aging. The use of these steels in hysteresis motors is why we study their magnetic properties. To this end, the material must have, and high mechanical strength characteristics typical of magnetically soft material. The magnetic properties of the material are shown and discussed in order to determine the best types of treatment for use in the steel requirements. Textural analyzes were performed and discussed in order to determine the existing texture in the material, as well as its direction of easy magnetization. The quantification of phases for different conditions of thermomechanical treatment was performed by X-ray diffraction, using the method of direct comparison with the objective of analyzing the influence of austenite texture, mechanical and magnetic properties of the material. Hardness tests were performed to analyze the mechanical properties of the material. The analysis revealed that virtually all samples have the same texture components and the direction of easy magnetization <100> is presented in the plane of the plate rotated 45 Â relative to the direction of lamination. The magnetic properties measurements show that all samples have the minimum requirements for use in motor hysteresis, and the samples with the least intermediate solubilization indicated the samples cooled in nitrogen the most suitable for this type of application.

Submitted by PAULO ROBERTO SAKAI null (prsakai@yahoo.com.br) on 2016-01-15T12:06:37Z No. of bitstreams: 1 CARACTERIZAÇÃO DE JUNTAS SOLDADAS EM PAW E GTAW DE CHAPAS FINAS EM AÇO MARAGING 300 SUBMETIDAS A VÁRIOS REPAROS.pdf: 16627185 bytes, checksum: 4b08baddd60bec8be8acf6956cc8e2ee (MD5)
Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-01-15T12:54:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sakai_pr_dr_guara_int.pdf: 16627185 bytes, checksum: 4b08baddd60bec8be8acf6956cc8e2ee (MD5)
Made available in DSpace on 2016-01-15T12:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sakai_pr_dr_guara_int.pdf: 16627185 bytes, checksum: 4b08baddd60bec8be8acf6956cc8e2ee (MD5) Previous issue date: 2015-12-18
Este trabalho tem como objetivo caracterizar mecanica e metalograficamente, juntas soldadas de chapas finas em aço Maraging 300, submetidas a até três reparos, usadas na fabricação de envelopes motores foguete a propelente sólido desenvolvidos no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) em atendimento às necessidades de sua gama de lançadores. O envelope motor atua como elemento estrutural e também possui a função primária de suportar a pressão de trabalho durante a queima do propelente. Atualmente, o envelope motor é fabricado em aço 300M-ESR e o IAE tomou a decisão de substituí-lo pelo aço Maraging 300. Em função dos processos existentes no Instituto, neste trabalho utilizaram-se os processos de soldagem Plasma Arc Welding - PAW com a técnica keyhole e Gas Tungsten Arc Welding - GTAW, ambos em passe único, com metal de adição. Antes de serem submetidas aos ensaios, as juntas passaram por inspeção não destrutiva de acordo com os critérios da norma AWS D17.1. Os reparos foram feitos de forma manual e processo GTAW. Amostras da junta soldada e reparadas foram submetidas a ensaios de tração, dureza Vickers (HV) por microindentações, análises químicas, análises metalográficas e fractográficas. Corpos de prova dos cordões adjacentes aos reparos também foram avaliados. Os resultados mostram que após a solda e reparos e o tratamento térmico de solubilização e envelhecimento, a zona fundida e a região da linha de fusão da solda apresentam uma dureza abaixo das outras regiões afetadas termicamente. Para as condições da solda sem reparo e reparadas, o processo PAW apresentou um valor menor de dureza em todas estas regiões com relação ao processo GTAW. As análises da superfície dos corpos de prova soldados rompidos indicam o predomínio de um processo de ruptura iniciado próximo à linha de fusão da solda e que se propaga em direção ao interior do cordão. A natureza da fratura mostrou o domínio da formação de alvéolos (dimples). Os corpos de prova soldados GTAW apresentaram uma resistência mecânica mais alta do que os do processo PAW. Igualmente, os corpos de prova soldados PAW obtidos dos cordões das regiões adjacentes aos reparos tiveram valores de resistência inferiores. Embora os valores de resistência mecânica das juntas soldadas submetidas a até três reparos no mesmo ponto tenham apresentado grande variabilidade, não há indicativo de diminuição da resistência com relação a junta sem reparo.
This work aims at mechanic and metallographic characterization of Maraging 300 welded joints sheets, submitted to up to three repairs, used for the fabrication of solid propellant rocket motors at the Institute of Aeronautics and Space – IAE as to comply with its range of launchers. The rocket motor is a structural part and also has the primary function of supporting the nominal pressure during the propellant burning. At present, the rocket motor is fabricated in 300M-ESR steel and IAE has decided to replace such a steel for the Maraging 300 one. Due to IAE’s existing processes, Plasma Arc Welding – PAW with the keyhole technique and the Gas Tungsten Arc Welding – GTAW have been used, both single-pass welding with filler. Before they have been submitted to the tests, the joints went through non-destructive inspection according to AWS D17.1 Standard. Manual repairs and GTAW process have been made. Samples of the welded and repaired joints were submitted to tensile testing, Vickers hardness, chemical analysis, fractrographic and metallographic analysis. Body tests of the beads adjacent to the repairs have also been assessed. Results show that after welding, repairs and solubilization and aging heating treatment, the melted zone as well as the weld joins lines zone present hardness below other heat affected zones. As for the conditions of the non-repaired and repaired welds, the PAW process has demonstrated lower hardness values in all zones in what regards the GTAW process. The welded and fractured body tests surfaces analysis indicate the predominance of a fracture process started next to the weld joins lines which goes towards the bead interior. The nature of the fracture has shown the predominance of dimples. The GTAW welded body tests presented higher mechanical strength than that of the PAW process. Similarly, the PAW welded body tests obtained from the beads of the zones adjacent to repairs presented lower strength values. Although the mechanical strength values of the welded joints submitted to up to three repairs in the same point have shown great variability, there is no indication of strength decrease regarding the non-repaired joint.

Orientador: Antonio Jorge Abdalla
Coorientador: Marcelo dos Santos Pereira
Banca: Tomaz Manabu Hashimoto
Banca: Marcelino Pereira do Nascimento
Banca: Miguel Justino Ribeiro Barbosa
Banca: Dilermando Nagle Travessa
Resumo: Este trabalho tem como objetivo caracterizar mecanica e metalograficamente, juntas soldadas de chapas finas em aço Maraging 300, submetidas a até três reparos, usadas na fabricação de envelopes motores foguete a propelente sólido desenvolvidos no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) em atendimento às necessidades de sua gama de lançadores. O envelope motor atua como elemento estrutural e também possui a função primária de suportar a pressão de trabalho durante a queima do propelente. Atualmente, o envelope motor é fabricado em aço 300M-ESR e o IAE tomou a decisão de substituí-lo pelo aço Maraging 300. Em função dos processos existentes no Instituto, neste trabalho utilizaram-se os processos de soldagem Plasma Arc Welding - PAW com a técnica keyhole e Gas Tungsten Arc Welding - GTAW, ambos em passe único, com metal de adição. Antes de serem submetidas aos ensaios, as juntas passaram por inspeção não destrutiva de acordo com os critérios da norma AWS D17.1. Os reparos foram feitos de forma manual e processo GTAW. Amostras da junta soldada e reparadas foram submetidas a ensaios de tração, dureza Vickers (HV) por microindentações, análises químicas, análises metalográficas e fractográficas. Corpos de prova dos cordões adjacentes aos reparos também foram avaliados. Os resultados mostram que após a solda e reparos e o tratamento térmico de solubilização e envelhecimento, a zona fundida e a região da linha de fusão da solda apresentam uma dureza abaixo das outras regiões afetadas termicamente. Para as condições da solda sem reparo e reparadas, o processo PAW apresentou um valor menor de dureza em todas estas regiões com relação ao processo GTAW. As análises da superfície dos corpos de prova soldados rompidos indicam o predomínio de um processo de ruptura iniciado próximo à linha de fusão da solda e que se propaga em direção ao interior do ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: This work aims at mechanic and metallographic characterization of Maraging 300 welded joints sheets, submitted to up to three repairs, used for the fabrication of solid propellant rocket motors at the Institute of Aeronautics and Space - IAE as to comply with its range of launchers. The rocket motor is a structural part and also has the primary function of supporting the nominal pressure during the propellant burning. At present, the rocket motor is fabricated in 300M-ESR steel and IAE has decided to replace such a steel for the Maraging 300 one. Due to IAE's existing processes, Plasma Arc Welding - PAW with the keyhole technique and the Gas Tungsten Arc Welding - GTAW have been used, both single-pass welding with filler. Before they have been submitted to the tests, the joints went through non-destructive inspection according to AWS D17.1 Standard. Manual repairs and GTAW process have been made. Samples of the welded and repaired joints were submitted to tensile testing, Vickers hardness, chemical analysis, fractrographic and metallographic analysis. Body tests of the beads adjacent to the repairs have also been assessed. Results show that after welding, repairs and solubilization and aging heating treatment, the melted zone as well as the weld joins lines zone present hardness below other heat affected zones. As for the conditions of the non-repaired and repaired welds, the PAW process has demonstrated lower hardness values in all zones in what regards the GTAW process. The welded and fractured body tests surfaces analysis indicate the predominance of a fracture process started next to the weld joins lines which goes towards the bead interior. The nature of the fracture has shown the predominance of dimples. The GTAW welded body tests presented higher mechanical strength than that of the PAW process. Similarly, the PAW welded body tests obtained from the beads of the zones ... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

The diploma thesis deals with finding suitable process parameters for the production of molding segment by SLM technology. It consists of a combination of structures, shells, thin slats and bulk parts. The tested material is maraging steel 300. The research part deals with the problem of choice of suitable process parameters, such as laser power and speed, hatch distance and thickness of the built layer. The achievable mechanical properties of the parts and the choice of the suitable structure were also examined. In the thesis were found suitable process parameters for printing of bulk parts and structures.

Diploma thesis deals with the influence of recycling of powder steel 1.2709 on porosity of parts processed by SLM technology. Theoretical part of this thesis gives an overview of the influence of selected process parameters of this additive technology on the porosity of manufactured parts. The presence of pores in the material is the main cause of worse mechanical properties compared to conventionally manufactured materials. Since the advantage of this technology is the possibility of wasteless production, one of the possible causes of pore formation and degradation of properties of the powder material is due to standard recycling by means of sieving to remove the contaminants generated during the construction. This paper compares the porosity of parts produced by two different machines, analyzes the possible consequences of sieving on powder properties, establishes recommendations for setting the recycling process, and compares the degree of influence of process parameters on porosity.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior
Os aÃos maraging sÃo ligas de ultra-alta resistÃncia com vasta aplicaÃÃo na engenharia, desde vasos de alta pressÃo de operaÃÃo em processos crÃticos, componentes aeronÃuticos, aplicaÃÃes militares atà equipamentos esportivos. O presente trabalho buscou avaliar os efeitos da fragilizaÃÃo por hidrogÃnio no aÃo maraging 18% Ni da classe 300, nas condiÃÃes solubilizada e envelhecida. As amostras foram solubilizadas a 1093 Â10K por 3,6 ks, seguido de um resfriamento ao ar e envelhecidas a 753 e 843 Â10K por 10,8 ks, respectivamente e resfriadas ao ar. Foi realizada uma caracterizaÃÃo microestrutural por difraÃÃo de raios-X, correntes parasitas, medidas de dureza Rockwell e microscopia eletrÃnica e Ãptica. Para avaliar os efeitos do ingresso de hidrogÃnio nas propriedades mecÃnicas do aÃo maraging 18% Ni da classe 300 foram realizados ensaios de traÃÃo com baixa taxa de deformaÃÃo (BTD). A taxa de deformaÃÃo aplicada foi 1,0 x 10-6 s-1. Os ensaios foram realizados ao ar (meio inerte) e em soluÃÃo de 3,5% NaCl sob o potencial catÃdico de -1,2 VECS. Foi observada uma reduÃÃo de 11,06 para 3,89% no alongamento e de 61,28 para 10% na reduÃÃo de Ãrea para as amostras solubilizadas. As amostras envelhecidas a 753 Â10K por 10.8 ks apresentaram maior reduÃÃo nessas propriedades. Nesta condiÃÃo a reduÃÃo observada foi de 1929,26 MPa para amostras ensaiadas ao ar para 447,64 MPa para amostras ensaiadas em soluÃÃo de 3,5% NaCl sob potencial catÃdico no limite de resistÃncia e de 7,30 para 1,62 % no alongamento. As amostras envelhecidas a 843 Â10K, as quais apresentaram de cerca de 10% de austenita sofreram fragilizaÃÃo similar as amostras envelhecidas a 753 Â10K. Trincas secundÃrias perpendiculares a carga aplicada foram observadas nas amostras solubilizadas e ensaiadas em soluÃÃo de 3,5% NaCl sob potencial catÃdico. Os resultados indicam que a presenÃa de precipitados e de austenita revertida impedem a propagaÃÃo de trincas secundÃrias na seÃÃo longitudinal nas condiÃÃes envelhecidas. A anÃlise da superfÃcie de fratura revelou caracterÃstica de uma fratura dÃctil nas amostras ensaiadas ao ar com dimples de diferentes tamanhos e profundidades, enquanto que nas amostras ensaiadas em soluÃÃo de 3,5% NaCl sob potencial catÃdico foram observadas trincas induzidas pelo hidrogÃnio e microcavidades e regiÃes de quase-clivagem para todas as condiÃÃes estudadas.
Maraging steels are ultra high strength alloys widely used in engineering applications from high pressure vessels operating in critical processes, aircraft components, military applications to sports equipment. This work assessed the effects of hydrogen embrittlement in 18% Ni maraging grade 300 steel in the solution annealed and aged conditions. Samples were solution annealed at 1093 Â10K for 3.6 ks, followed by air cooling and aging at 753 and 843 Â10K for 10.8 ks, respectively, and cooled by air. The microstructure was characterized by X-ray diffraction, eddy current, hardness measurement and optical and electron microscopy. To assess the effects of hydrogen ingress on the mechanical properties of 18% Ni maraging grade 300 steel, slow strain rate tests (SSRT) were performed. A strain rate of 1.0x10-6 s-1 was applied. The tests were carried out in air (middle inert) and the samples immersed in the electrolyte at a simultaneous potential of -1.2 VSEC. The results showed the reduction elongation from 11.06 to 3.89% and from 61,28 to 10% in reduction of area for samples in the solution annealed condition. The greatest reductions were observed in the samples aged at 753 Â10K for 10.8 ks. In this condition the reduction from 1929.26 MPa in air tests to 447.64 MPa in ultimate tensile strength and from 7.30 to 1.62% in elongation under cathodic polarization in the 3,5% NaCl solution was observed. The samples aged at 843 Â10K for 10.8 ks, where about 10% of reverted austenite was identified, showed evidence of hydrogen embrittlement as seen in the samples treated at different conditions. Secondary cracks, perpendicular to the loading direction at the longitudinal surface of the solution annealed fractured samples immersed in 3,5% NaCl solution under cathodic potential were seen. The results evidence that the precipitates and reverted austenite difficult secondary crack propagation in longitudinal section on aged samples. Scanning electron examination showed a change in fractografic features from ductile dimples to quasi-cleavage and microvoid modes when comparing samples without (air tested) and with hydrogen ingress.

The first part of the diploma thesis is focused on the analysis and evaluation of the current production of sipes by two SLM devices PXL and M2 Cusing, produced by Phenix Systems and Concept Laser companies. The samples of both machines went through the same manufacturing process and the same process of measurement and evaluation, in order to carry out comparison between individual machines. Geometric accuracy, surface roughness, mechanical properties, and material structure of the samples have been compared. For the sipes it was necessary to create a digital evaluation methodology of geometry. In the second part of the thesis, process parameters are selected on the basis of research and further their influence on surface roughness of manufactured sipes is analyzed.

O objetivo dessa tese é contribuir para o entendimento da precipitação de compostos intermetálicos e da reversão da martensita por meio de modelos cinéticos, tanto em experimentos isotérmicos no aço maraging 350 (350B) como em estudos não-isotérmicos nos aços maraging 300 (300A), maraging 350 (350C). Além da cinética das transformações de fase, foram estudadas também as mudanças da microestrutura e dos mecanismos de endurecimento decorrentes de tratamentos térmicos de envelhecimento para o aço maraging 350B. Para estas finalidades, foram usadas diversas técnicas complementares de caracterização microestrutural, como microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia por dispersão de energia de raios X (EDS), microdureza Vickers, difração de raios X (DRX) e ferritoscopia. Já a calorimetria exploratória diferencial (DSC) foi usada para estudar a precipitação de compostos intermetálicos e reversão da martensita em experimentos não-isotérmicos. Os resultados dos experimentos não-isotérmicos de DSC com os aços maraging 300 e 350 evidenciaram que a precipitação ocorre em duas etapas. A primeira relacionada à difusão de soluto no volume com energia de ativação próxima da difusão do níquel e molibdênio na ferrita, enquanto a segunda acontece por meio da difusão de soluto ao longo das discordâncias com energia de ativação menor que a difusão do níquel e do molibdênio na ferrita. Observou-se também que a reversão da martensita pode ocorrer em duas etapas. A primeira etapa foi associada à difusão de soluto, enquanto a segunda foi relacionada ao mecanismo de cisalhamento. Já as observações microestruturais, por meio de microscopia óptica e de microscopia eletrônica de varredura, evidenciaram que a austenita revertida formou-se nas regiões de interface, como os contornos de grão, contornos de pacote e contornos de ripas da estrutura martensítica para temperaturas a partir de 520 °C, enquanto a austenita revertida encontrada no interior das ripas da martensita formou-se a partir de 560 °C. O estudo da cinética de precipitação e do comportamento da curva de envelhecimento em um aço maraging 350 (350B), para tratamentos isotérmicos entre 440 e 600 °C, mostrou que as medidas de microdureza podem ser muito úteis para estudos dessa natureza nesses aços. A análise cinética da precipitação, realizada por meio do ajuste dos dados experimentais aos modelos JMAK e Austin-Rickett, mostrou que eles se ajustam bem a esses modelos com coeficiente de correlação próximo de 1. Entretanto, a interpretação dos valores de n, obtidos pela equação Austin-Rickett, mostrou que eles têm maior concordância com as mudanças microestruturais observadas nos aços maraging, em estudos anteriores, se comparados com aqueles estimados por meio da equação JMAK. A interpretação das constantes n, usando a equação Austin-Rickett, permitiu estabelecer diversas etapas para a precipitação. Na primeira ocorre a precipitação nas discordâncias para 440 °C, seguida pelo crescimento de cilindros longos e finitos em comparação com a distância de separação deles para 480 °C e, por fim, o crescimento de precipitados partindo de dimensões pequenas com taxa de nucleação zero para 520 e 560 °C. Já o estudo do comportamento da curva de envelhecimento para diversos tempos entre 440 e 600 °C em aço maraging 350 (350B) mostrou que esse aço apresenta uma etapa de endurecimento e outra de amolecimento. Essa etapa de endurecimento, comumente atribuída à formação de fases intermetálicas coerentes e semicoerentes, pode subdividir-se em dois estágios para as temperaturas de envelhecimento de 440 e 480 ºC ou apresentar um único estágio para 520 e 560 ºC. Já a etapa de amolecimento é associada não somente ao mecanismo clássico de superenvelhecimento em que a queda na resistência mecânica ocorre em virtude da perda de coerência e do engrossamento de precipitados, mas também como consequência da formação de austenita revertida a partir da martensita, especialmente, para temperaturas entre 520 e 600 ºC.
The purpose of this thesis is to contribute to the understanding of precipitation of intermetallic compounds and reversion of martensite through kinetic models, as in isothermal experiments in maraging 350 steel (350B) as in non-isothermal studies in maraging steels 300 (300A) maraging 350 (350C). In addition to kinetics of phase transformation, they were also investigated both the changes of the microstructure and the mechanisms of hardening due to aging heat treatments for the maraging steel 350B. For these purposes, we used several complementary techniques for microstructural characterization, such as optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Vickers hardness, X-ray diffraction (XRD) and feritscope, while differential scanning calorimetry (DSC) was used to study the precipitation of intermetallic compounds and reversion of martensite in non-isothermal experiments. The results of the non-isothermal DSC experiments with the maraging steel 300 and 350 showed that precipitation occurs in two steps. First stage related to the diffusion of solute in bulk with activation energy next to nickel diffusion and molybdenum in the ferrite, while second stage occurs through the solute diffusion along dislocations with lower activation energy than the diffusion of nickel and molybdenum in ferrite. It was also observed that the reversion of the martensite can occur in two steps. First stage was associated with the solute diffusion, while the second stage is related to the shear mechanism. Microstructural observations by optical microscopy and scanning electron microscopy showed that austenite reverted was formed in the interface regions, such as grain boundaries, packet boundaries and lath boundaries of martensitic structure for temperatures from the 520 °C, while the reverted austenite found within the martensite laths formed from 560 °C. Study of the kinetics of precipitation and aging hardening behavior in a 350 maraging steel (350B), by isothermal treatments between 440 and 600 °C, showed that the microhardness measurements can be very useful for such studies in these steels. Kinetics of precipitation analysis was carried out by adjusting the experimental data to JMAK and Austin-Rickett models. It showed that they fit well to these models with a correlation coefficient close to 1. However, the interpretation of the n values, obtained by Austin-Rickett equation, they have showed higher agreement with the observed microstructural changes in the maraging steel, in previous studies, when compared with those estimated by JMAK equation. The interpretation of the constants, using the Austin-Rickett equation, revealed several steps to precipitation. In the first precipitates on dislocations for 440 °C followed by growth of long and finite cylinders in comparison with the distance their separation for 480 °C and, finally, the growth of precipitates starting from small dimensions with nucleation rate zero for 520 and 560 °C. Study of aging hardening behavior curve for various times between 440 and 600 °C in maraging steel 350 (350B) showed that the steel has a hardening step and another softening. This step of hardening, commonly attributed to the formation of intermetallic phases coherent and semicoerentes, it can be divided into two stages to the aging temperatures of 440 and 480 °C or present a single stage 520 and 560 °C. Since the softening stage is associated not only to classic overaging mechanism in which a drop in mechanical strength occurs due to loss of coherence and precipitate coarsening, but also as a consequence of austenite formation reverted from the martensite especially to temperatures between 520 and 600 °C.

Submitted by Deivid Ferreira Da Silva (deividferreira@yahoo.com.br) on 2018-10-03T04:44:50Z No. of bitstreams: 1 Doutorado Deivid Ferreira da Silva.pdf: 10141229 bytes, checksum: 7567992adf30e9e3b21fc1984e079772 (MD5)
Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-10-05T12:48:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_df_dr_guara.pdf: 10141229 bytes, checksum: 7567992adf30e9e3b21fc1984e079772 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-10-05T12:48:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_df_dr_guara.pdf: 10141229 bytes, checksum: 7567992adf30e9e3b21fc1984e079772 (MD5) Previous issue date: 2018-07-27
O objetivo deste trabalho é avaliar e comparar a resistência mecânica da união de aços dissimilares, o aço Maraging 300 com o aço 300M-ESR pelos processos de soldagens autógenas a Plasma (Plasma Arc Welding – PAW) e a Laser (Laser Beam Welding – LBW). As juntas foram submetidas à avaliação da resistência mecânica através de ensaios de tração e de dureza Vickers (HV) no cordão de solda e zona termicamente afetada. Foram também realizadas análises químicas e metalográficas das juntas soldadas, correlacionando a microestrutura com as propriedades observadas. Em ambos os processos foram aplicados tratamentos térmicos antes e após as soldagens, com o objetivo de endurecer os materiais e procurando aproximar a dureza de ambos os aços e da zona fundida (ZF) e zona termicamente afetada pelo calor (ZTA). Foram realizados vários testes com tempos e temperaturas para se definir quais eram os melhores tratamentos térmicos adotados para a equalização das propriedades mecânicas. Os tratamentos térmicos aplicados após a solda mostraram-se convenientes para o nivelamento dos valores das durezas, somente exibindo poucas perdas nas ZTAs dos aços Maraging. Com a aplicação destes tratamentos também foi possível notar uma equalização nas resistências à tração, em torno de 1300 MPa e aumentos consideráveis das mesmas, comparado com a mesma condição sem tratamento. As soldas mostraram-se eficientes para a união das chapas, porém, em algumas situações da soldagem a Laser, apresentou pequenas falhas, presença de poros, nos cordões das soldas, com isso contribuindo para a diminuição do limite da resistência à tração.
The objective of this work is to evaluate and compare the mechanical strength of welded joints made of the dissimilar steels such as Maraging 300 steel with 300M-ESR steel by the autogenous Plasma Arc Welding (PAW) and Laser welding process (LBW). The joints were submitted to the mechanical strength evaluation by tensile test and hardness Vickers (HV) at the weld bead and thermally affected zone. Chemical analysis and metallographic analysis of the welded joints were also performed, correlating the microstructure observed with the properties. In both processes, heat treatments were applied before and after welding, with the objective of at harden the materials and seeking to approximate the hardness of both steels and the fusion zone and heat affected zone. Several tests were carried using different times and temperatures to determine which ones were the best heat treatments to be adopted aiming the equalization of mechanical properties. The heat treatments applied after welding proved to be convenient for the leveling of the hardness values, only showing few losses in the HAZs of the Maraging steels. Applying of these treatments, it was also possible to note the equalization of tensile strengths, around 1300 MPa and considerable increases of the same, compared to the same condition without treatment. The welds showed to be efficient for the joining of the plates, however, in some situations the Laser welding presented small flaws, such as presence of pores, in the weld beads, causing to the reduction of the tensile strength limit.

Neste trabalho estudou-se as propriedades obtidas em juntas soldadas pelo processo de soldagem a laser do tipo estado sólido de onda contínua guiado por fibra, e os resultados foram comparados com juntas soldadas pelo processo feixe de elétrons. O material utilizado foi o aço maraging 350 - ASTM A 538 Grade C. As soldas realizadas com o processo feixe de elétrons possuem um procedimento de soldagem aprovado. A junta selecionada para a elaboração do trabalho foi do tipo sobreposta com material de base de espessuras diferentes, respectivamente iguais a 1,00 e 0,78 mm. As juntas soldadas foram avaliadas por: ensaio de cisalhamento, dureza Vickers e caracterização microestrutural das diversas regiões das juntas soldadas. Foram realizadas análises por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura usando espectrometria de energia dispersiva (MEV/EDS). Foi realizado o teste de hipótese como técnica para a análise dos dados provenientes dos ensaios experimentais. Nas juntas soldadas com ambos processos não foi verificada a presença de descontinuidades, poros e depressões na superfície do cordão. Os resultados indicam que as condições usadas em ambos os processos de soldagem foram satisfatórias e possibilitaram a soldagem do aço maraging 350 atendendo aos requisitos necessários.
In this work, the welds made by a continuous wave diode pumped solid state laser guided by fiber were studied and the results were compared with welded joints of electron beam welding. The material used was maraging 350 steel ASTM A 538 Grade C. The welding process performed with electron beam welding has a approved welding procedure. The joint chosen for the preparation of the work was the lap joint type with different thicknesses base material respectively equal to 1,00 and 0,78 mm. The welded joints were evaluated by mechanical tests like shear test, Vickers hardness and microstructural characterization of the various regions of the welded joints. Analyzes were performed by optical microscopy and scanning electron microscopy using energy dispersive spectrometry (SEM/EDS). The hypothesis test technique was done for the analysis of data from experimental tests. For both welding process was not detected in the welded joints the presence of discontinuities, pores and depressions on the weld fillet surface. The results indicate that the conditions used for both welding process were satisfactory and allowed the welding of maraging 350 steel meeting necessary requirements.

Selective laser melting (SLM) of metallic powders is an additive manufacturing technique that is widely employed to produce 3D components, and is fast becoming an important method for manufacturing near-net shape and complex metallic parts. In this thesis, a comprehensive investigation on the effect of SLM on the mechanical and corrosion properties of the Al-12Si (AS), 316L stainless steel (SS), and 18(Ni)-300 grade managing steel (MS) is investigated, with particular emphasis on the developing (micro- as well as mesa-)structure -property correlations. Detailed microstructural characterization combined with quasi-static tensile, fracture toughness, fatigue crack growth, and unmatched fatigue tests were conducted. The effect of post-SLM heat treatment as well as the scanning strategy (linear vs. checker board hatch style) was examined and the results are compared with those of conventionally manufactured (CM) counterparts. The SLM alloys exhibit a mesostructured, in addition to the fine cellular structure along the boundaries. In a case of SLM-AS, the fine cellular structure imparts higher strength at the cost of ductility, while the mesostructured, which arises due to the laser track hatching, causes the crack path to be tortuous, and in turn leads to substantial increase in fracture toughness. This imparts significant anisotropy to the toughness while tensile properties are nearly-isotropic. The experimental results of SLM-SS also show that higher tensile strengths properties with a marked reduction ductility. In spite of these, the fracture toughness, which ranges between 63 and 87 MPa.m0.5, of the SLM-SS is good, which is a result of the mesostructured induced crack tortuousity.Both tensile and toughness properties of SLM-SS were found to be anisotropic in nature. Upon aging SLM-MS, nanoscale precipitation of intermetallic compounds occurs within the cells that, in turn, lead in marked improvements in tensile strengths properties, but substantial reductions in ductility and fracture toughness. Overall, the mechanical performance, except ductility, of the SLM-MS after aging is found to be similar to that of CM-MS. Importantly, the lack of ductility does not lead to a reduction in toughness. Although the SLM-MS alloy possesses a mesostructured, no significant anisotropy in the mechanical behaviour is observed. The unnoticed studies on SLM-AS, -SS, and -MS reveal that the tensile residual stresses, gas-pores, and unmelted powder particles, can degrade the unmatched highest fatigue properties considerably and hence need be eliminated for high fatigue strength. Room temperature, electrochemical corrosion resistances (CRs) of SLM-AS, -SS and -MS in 0.1M NaCl solution were also evaluated and compared with those CM counterparts. While SLM improves CRs of AS and SS, it degrades that of MS. The results are discussed in terms of microstructural refinement and porosity that are common in SLM alloys.