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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.

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    Production of a non-stoichiometric Nb-Ti HSLA steel by thermomechanical processing on a Steckel mill.
    (2023) Martins, Cleiton Arlindo; Faria, Geraldo Lúcio de; Mayo, Unai; Isasti, Nerea; Uranga, Pello; Rodríguez Ibabe, Jose Maria; Souza, Altair Lúcio de; Cohn, Jorge Adam Cleto; Rebellato, Marcelo Arantes; Gorni, Antônio Augusto
    Obtaining high levels of mechanical properties in steels is directly linked to the use of special mechanical forming processes and the addition of alloying elements during their manufacture. This work presents a study of a hot-rolled steel strip produced to achieve a yield strength above 600 MPa, using a niobium microalloyed HSLA steel with non-stoichiometric titanium (titanium/nitrogen ratio above 3.42), and rolled on a Steckel mill. A major challenge imposed by rolling on a Steckel mill is that the process is reversible, resulting in long interpass times, which facilitates recrystallization and grain growth kinetics. Rolling parameters whose aim was to obtain the maximum degree of microstructural refinement were determined by considering microstructural evolution simulations performed in MicroSim-SM® software and studying the alloy through physical simulations to obtain critical temperatures and determine the CCT diagram. Four ranges of coiling temperatures (525–550 ◦C/550–600 ◦C/600–650 ◦ C/650–700 ◦C) were applied to evaluate their impact on microstructure, precipitation hardening, and mechanical properties, with the results showing a very refined microstructure, with the highest yield strength observed at coiling temperatures of 600–650 ◦C. This scenario is explained by the maximum precipitation of titanium carbide observed at this temperature, leading to a greater contribution of precipitation hardening provided by the presence of a large volume of small-sized precipitates. This paper shows that the combination of optimized industrial parameters based on metallurgical mechanisms and advanced modeling techniques opens up new possibilities for a robust production of high-strength steels using a Steckel mill. The microstructural base for a stable production of high-strength hot-rolled products relies on a consistent grain size refinement provided mainly by the effect of Nb together with appropriate rolling parameters, and the fine precipitation of TiC during cooling provides the additional increase to reach the requested yield strength values.
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    Efeito da temperatura de austenitização intercrítica sobre a cinética de transformação martensítica e evolução microestrutural de um aço API-OCTG grau K55.
    (2023) Schuttenberg, Arthur Cançado; Lima, Verônica Stela da Silva; Rocha, José Márcio da; Faria, Geraldo Lúcio de
    Aços API-5CT grau K55 são especificados para tubos de revestimento de poços de exploração de óleo e gás. Eles podem ser fabricados por laminação sem costura, seguida de têmpera e revenimento (processo clássico). No entanto, diversos segmentos industriais têm apontado a utilização de microestruturas bifásicas (ferrita-martensita) como uma alternativa para melhorar a relação resistência mecânica-tenacidade de diversos produtos. Considerando a possibilidade de obtenção de um tubo bifásico por meio da aplicação de têmpera após austenitização intercrítica, este estudo pioneiro investigou o efeito da temperatura de austenitização intercrítica sobre as frações de fases e a cinética de transformação martensítica de um aço API-5CT grau K55. Concluiu-se que, para este aço, a faixa de temperatura de austenitização intercrítica está compreendida entre 750 °C e 820 °C. Verificou-se um aumento significativo nas temperaturas Ms e Mf , assim como da fração de martensita com a elevação da temperatura de austenitização. Em relação à cinética de transformação martensítica, concluiu-se que o efeito autocatalítico no início da transformação é mais atuante quanto maior a temperatura de austenitização. Modelos de previsibilidade que descrevem a evolução das temperaturas Ms e Mf , assim como da cinética de transformação martensítica, em função da condição de austenitização, foram aplicados com sucesso.
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    Effect of Nb addition on the machinability of a pearlitic gray cast iron.
    (2022) Reis, Bárbara Cristina Mendanha; Santos, Anderson Júnior dos; Pereira, Natália Fernanda Santos; Carmo, Denilson José do; Faria, Geraldo Lúcio de; Câmara, Marcelo Araújo; Faria, Paulo Eustáquio de; Abrão, Alexandre Mendes
    Due to its high thermal conductivity, good damping performance and superior machinability, gray cast iron (GCI) has found many applications in the automotive industry. However, this material has given way to other cast irons due to the need for materials with higher mechanical strength and toughness. Actual efforts have been made to reformulate the GCI chemical composition to obtain different microstructures for improving its mechanical properties. In this study, the influence of Nb content on the microstructure and machinability of GCI was investigated when turning under cutting speeds of 240, 360, and 480 m/min, feed rates of 0.25 and 0.50 mm/rev, and using two different chip breaker geometries (Flat Top and GH). The Nb addition decreased the graphite size and refined the pearlitic interlamellar spacing. However, it did not produce significant alteration in the number of eutectic cells and hardness. Regardless of the Nb content, the presence of chip breaker GH and the lower levels of cutting speed and feed rate were associated with superior machinability. The increase in the Nb content in the GCI raised all the components of the machining forces, yet it did not promote significant changes in the chip temperature and decreased the surface roughness after turning.
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    Caracterização da ductilidade em fluência dos aços inoxidáveis AISI 321 e AISI 441 pela metodologia Sag Test.
    (2022) Melo, Denilson Pereira de; Moreira, Paulo Sérgio; Faria, Geraldo Lúcio de
    As regulamentações ambientais estão cada vez mais rigorosas em relação à emissão de gases pelos automóveis. Por esse motivo, as grandes montadoras tiveram que pensar em soluções para continuar oferecendo motores potentes, mas menos poluentes. Nesse cenário, há uma tendência mundial de se substituir os clássicos motores aspirados por motores turbinados. Com a implementação do sistema turbo, as temperaturas máximas de trabalho de alguns componentes do escapamento aumentam de 900 °C para 1050 °C e, consequentemente, a seleção de materiais para a manufatura dos mesmos é algo crítico. Nesse contexto, esse trabalho avaliou a ductilidade em fluência (Sag Test) do aço inoxidável ferrítico AISI 441, geralmente utilizado na manufatura de coletores e catalizadores de veículos com motores aspirados, comparando-o com o desempenho do aço inoxidável austenítico AISI 321. Concluiu-se que o comportamento em fluência dos aços AISI 321 e AISI 441 são semelhantes nas temperaturas de 900 °C e 950 °C. Entretanto, na temperatura de 1000 °C o aço AISI 441 apresentou uma expressiva mudança de comportamento, atingindo uma flecha máxima de 26 mm após 100 h de ensaio, enquanto o aço AISI 321 apresentou apenas 5 mm. Baseado nos resultados obtidos, pode-se afirmar que o aço AISI 441 apresenta desempenho limitado em fluência para aplicação em escapamentos automotivos com motorização turbo.
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    Effect of step quenching heat treatments on the kinetics of ferrite formation and quenching & partitioning modeling for a commercial C-Mn-Si steel.
    (2022) Magalhães, Charles Henrique Xavier Morais; Campos, Pablo Henrique Kelly; Faria, Geraldo Lúcio de
    Aiming to meet current demands from the automotive industry, a third generation of advanced high strength steel (AHSS) has been developed as an alternative to previous generations. Different alloys and innovative processes have been deeply studied as, for example, quenching and partitioning (Q&P). The published papers highlight that the best heat treatment parameters for a satisfactory Q&P execution are strongly dependent on the austenite conditioning and they can be optimized if thermodynamic and kinetics calculations are performed. In this context, this work evaluated the effect of step quenching (SQ) heat treatments on the kinetics of ferrite formation and Q&P modeling for a commercial C-Mn-Si steel, predicting the microstructural evolution and the final phase fractions as a function of the heat treatment parameters. The JMAK model was optimally fitted to the ferrite fraction, as well as to the microhardness data. The kinetics characterization and the thermodynamic modeling showed that the combination of SQ and Q&P can provide a high retained austenite fraction in a multiphase microstructure. As a conclusion, it is possible to state that a well-planned SQ heat treatment followed by an optimized Q&P cycle has the potential to generate an advanced steel with a final microstructure assisted by the TRIP effect.
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    Influência da temperatura sobre o comportamento mecânico do aço inoxidável ferrítico ASTM A240 UNS S41003.
    (2021) Arruda, Amanda Aparecida Fatima; Carvalho, Ana Cecília de; Queiroz, Rhelman Rossano Urzedo; Faria, Geraldo Lúcio de
    O aço inoxidável do tipo ASTM A240 UNS S41003 é comumente denominado no Brasil como 410D e no mundo como 12%Cr. A sua composição química relativamente simples tem feito dele uma alternativa economicamente viável para setores da indústria brasileira que antes utilizavam apenas produtos fabricados a partir de aço carbono. Nesse contexto, e considerando que existem poucos trabalhos disponíveis na literatura que tenham caracterizado o desempenho mecânico desse aço em condições que simulem diferentes cenários de aplicação, o presente estudo avaliou o efeito da temperatura sobre o comportamento em tração, impacto e fluência (Sag Test) do aço inoxidável ferrítico 410D. Dados inéditos, de grande utilidade para a avaliação do referido aço como alternativa para potenciais aplicações que sejam pretendidas, são apresentados nesse estudo.
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    Avaliação da formulação de reativos à base de ácido pícrico visando a revelação do grão austenítico prévio em diferentes tipos de aços.
    (2021) Pimenta, Natália Aparecida Barbosa; Moreira, Paulo Sérgio; Faria, Geraldo Lúcio de
    As técnicas de revelação dos contornos de grãos austeníticos prévios em aços são importantes ferramentas de caracterização. O método mais usual faz uso de reativos à base de ácido pícrico, que, na maioria dos casos, não produz resultados satisfatórios. Diante disso, foram investigadas, neste trabalho, formulações de reativos à base de ácido pícrico, variando-se a concentração de ácido clorídrico, com o objetivo de propor condições de ataque eficientes para sete aços fabricados no Brasil. Para cada aço, foram avaliados reativos com cinco concentrações distintas de HCl e diferentes tempos de ataque. Foi possível revelar os contornos de grãos austeníticos eficientemente para todos os tipos de aços estudados adequando-se a concentração de HCl adicionado e o tempo de ataque. Com base nos resultados alcançados, foi possível disponibilizar uma tabela e uma equação de regressão linear múltipla que apresenta o tempo de ataque em função do carbono equivalente do aço e da concentração de HCl. Concluiu-se que a concentração de HCL utilizada no reativo é o parâmetro que exerce maior influência sobre o tempo de ataque.
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    Efeitos de tratamentos térmicos de têmpera com austenitização intercrítica na microestrutura, partição de elementos e temperatura Ms em um aço TRIP780.
    (2021) Pimenta, Natália Aparecida Barbosa; Magalhães, Charles Henrique Xavier Morais; Campos, Pablo Henrique Kelly; Faria, Geraldo Lúcio de
    Neste trabalho, o efeito de tratamentos térmicos de têmpera com austenitização intercrítica sobre a microestrutura, partição de elementos e temperatura Ms foi estudado para um aço TRIP780. Por meio de dados dilatométricos e caracterização microestrutural, diferentes ciclos térmicos de têmpera com austenitização intercrítica foram avaliados. Os resultados obtidos experimentalmente foram comparados com aqueles obtidos por meio de simulações computacionais no equilíbrio. Concluiu-se que, quanto menor a temperatura de austenitização intercrítica, menor é a fração de austenita formada tanto no equilíbrio quanto fora dele. Verificou-se ainda que, quanto menor a fração de austenita formada, maior é a concentração de C e Mn na referida fase, assim como menor é a concentração de Si. Esse cenário favorece a formação de bainita durante a têmpera e diminui significativamente a temperatura Ms . Os resultados obtidos apontam que o conhecimento dos efeitos da austenitização intercrítica em um aço C-Mn-Si tem grande potencial para ser aplicado com o objetivo de se definir ciclos térmicos que favoreçam a estabilidade da austenita e permitam o ajuste fino da temperatura Ms , possibilitando que tratamentos térmicos atuais, como têmpera e partição, possam ser empregados com significativas chances de sucesso.
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    Proposition of an empirical functional equation to predict the kinetics of austenite to ferrite transformation in a continuous cooled if-ti-stabilized steel.
    (2021) Cezário, Ana Luiza Soares; Faria, Geraldo Lúcio de
    The kinetics of phase transformations in isothermal processes is well described by the classic JMAK model. However, it is known that most industrial facilities employ continuous cooling processes and, for this condition, the JMAK model is adapted but, sometimes, without success. Considering the importance to predict critical temperatures, the present work proposes an alternative empirical functional equation to describe the kinetics of steel phase transformation under continuous cooling, being useful when the JMAK use is not successful. In this study, the continuous cooling austenite to ferrite transformation was experimentally characterized by dilatometry for an IF-Ti-stabilized steel. The proposed equation was compared with the classic adapted JMAK model regarding to evaluate its efficacy to fit the dilatometric experimental data. Using the constants obtained by the both model fittings as input parameters, a computational simulation was performed to determine the CCT diagram of the IF-Ti steel. The proposed functional equation was efficient to predict the critical temperatures, the kinetics of austenite decomposition and the CCT diagram of the studied steel. The results predicted by the proposed model greatly met the experimental data measured by dilatometry.
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    The use of dilatometry aiming to evaluate the metallurgical aspect of coil slump in a hot‐rolled medium carbon steel.
    (2022) Fernandes, João Lucas Ribeiro e; Souza, Altair Lúcio de; Faria, Geraldo Lúcio de
    The hot coil slump is a recurrent problem in the manufacturing process of medium and high equivalent carbon steel plates. Even with the success of the hot rolling procedure, the posterior coil slump can occur, representing operational disorder and manufacturing cost increase. Some authors point that the coil slump phenomenon can occur due to metallurgical, mechani- cal and geometric aspects. Preview studies already investigated several possible mechanical and geometric contributions. However, there are few available experimental data about the metallurgical one, that is, the efect of late austenite decom- position during, or after the coiling stage. In this context, this paper presents a study about the application of dilatometry technique aiming to evaluate the infuence of late phase transformations as a relevant cause of a medium carbon steel coil slump. Heating cycles that simulated, with good agreement, some possible plate cooling conditions and isothermal coiling procedures were performed in standardized specimens using a quenching dilatometer. Diferent combinations of cooling rates and coiling temperatures were evaluated. It was possible to conclude that the dilatometry technique application is viable and efcient to evaluate the metallurgical contribution to the coil slump phenomenon. For the studied steel, it was possible to suggest that a decrease of the cooling rate, in association with a slight decrease of coiling temperature, can signifcantly suppress the metallurgical infuence on the coil slump occurrences.