ELOANA PATRICIA RIBEIRO

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Fatigue behavior effect of shot peening associated to plasma nitriding surface treatment in F138 stainless steel
2023 - OLIVEIRA, ELOANA P.R. de; VICENTE, JOSE G.; OLIVEIRA, RENE R. de; COUTO, ANTONIO A.
Analysis of shot peening associated to plasma nitriding surface layers on austenitic stainless steel are conduced to verify the influence of the surface treatment in fatigue behavior. Shot peening can be used to increase fatigue resistance, due to the surface residual stress induced. Additionally, shot peening can be used as a previous plasma nitriding treatment to improve nitrogen atoms diffusion, increasing the layer hardness, thickness and fatigue resistance [1]. Thus, the aim of the present work is to study the effect of previous shot peening surface treatment in plasma nitrided F138 stainless steel fatigue properties. Specimens treated with plasma nitriding and shot peening associated to plasma nitriding were analyzed in high cycle fatigue tests. Previous shot peening treatment to plasma nitriding promoted a failure in lower strength values than reference specimens, and its similar to plasma nitride specimens. The result can be associated to roughness increase due to shot peening and plasma nitriding treatments, which can influence fatigue behavior as other surficial morphological characteristics of the formed layer [2]. Fracture surface were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and ductile fracture surface was observed in all conditions. In higher load conditions cracks and microcraks were formed on the sides of the specimen.
Tensões residuais induzidas no aço inoxidável austenítico F138 após tratamento superficial de shot peening e nitretação a plasma
2022 - RIBEIRO, E.P.; COUTO, A.A.; OLIVEIRA, R.R.; VICENTE, J.G.
O tratamento mecânico superficial de shot peening, comumente utilizado para aprimorar propriedades mecânicas de superfície em materiais, como aumentar a resistência a fadiga e ao desgaste, induz deformações na rede cristalina do material, caracterizadas pela presença de tensões. Adicionalmente, a nitretação a plasma outro tratamento superficial utilizado para minimizar falhas em aços inoxidáveis austeníticos, pode produzir camadas superficiais resistentes, compostas pelo alojamento de átomos intersticiais na estrutura austenítica, elevando a dureza da camada. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar a tensão residual e a camada formada na superfície do aço inoxidável austenítico F138, após diferentes condições de tratamento. Foram abordadas diferenças relacionadas à aplicação de nitretação a plasma após tratamento mecânico de shot peening. Para a verificação da tensão residual foi utilizada difração de raios-x usando método senˆ2(psi). Com intuito de analisar a morfologia da superfície e da camada formada, as amostras foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-x. O tratamento de shot peening prévio à nitretação a plasma promove formação de camada menos homogênea com presença de microtrincas e aumento da tensão residual induzida. A nitretação a plasma ocasionou a formação de nitretos de ferro e austenita expandida. Com a efetiva indução de tensão residual na superfície, os tratamentos de shot peening e nitretação a plasma são métodos eficientes para aprimoramento das propriedades do material.
Shot peening surface treatment effect in 316L stainless steel surface modification
2019 - RIBEIRO, ELOANA P.; FARNEZE, STELLA K.; COUTO, ANTONIO A.
Stainless steel 316L (low carbon) is the most widely used steel as biomaterial. This metal has low toughness, so metallic implants are prone to wear [1]. Residual compressive stress and surface toughness increase can improve materials life fatigue, as a tough layer prevents plastic deformation. Materials failure, as fatigue and wear, are related to materials surface properties and structure [1]. Shot peening is a mechanical surface treatment in which many small spheres are accelerated and blasted in materials surface to promote impacts with sufficient energy to generate plastic deformation. The main aim of this technique is to induce residual compressive stress on materials surface, increasing wear properties and toughness. Surgical implants are submitted to this treatment to generate surface roughness increase for better adhesion too [2]. In this work, shot peening was performed using four different conditions to verify the effect on surface modification. Microscope techniques, x-ray diffraction, residual stress, toughness and roughness measurements were used to validate the tests. In conclusion, shot peening is an effective surface treatment to induce residual stress and increase roughness and toughness in 316L stainless steel.
Shot peening effect in F138 stainless steel surface modification
2019 - RIBEIRO, E.P.; FARNEZE, S.K.; COUTO, A.A.
Stainless steel F138 is the most widely used steel as biomaterial. This metal has low toughness, so metallic implants are prone to wear [1]. Residual compressive stress and surface toughness increase can improve materials life fatigue. Shot peening is a mechanical surface treatment in which many small spheres are accelerated and blasted in materials surface, inducing residual compressive stress on materials surface. Surgical implants are submitted to this treatment to generate surface roughness increase for better adhesion too [2]. In this work, shot peening was performed using four different conditions to verify the effect on surface modification. Microscope techniques, x-ray diffraction, residual stress, toughness and roughness measurements were used to validate the tests. In conclusion, shot peening is an effective surface treatment to induce residual stress and increase roughness and toughness. Keywords: F138, Residual Stress, Shot Peening, Stainless Steel.
Influence of the treatment time on the surface chemistry and corrosion behavior of cerium-based conversion coatings on the AZ91D magnesium alloy
2019 - RIBEIRO, ELOANA P.; COUTO, ANTONIO A.; OLIVEIRA, LEANDRO A. de; ANTUNES, RENATO A.
The aim of the present work was to investigate the effect of the treatment time on the surface chemistry and corrosion behavior of cerium-based chemical conversion coatings on the AZ91D magnesium alloy. The conversion coating was prepared by the immersion technique from a bath consisting of 0.05 mol.L-1 Ce(NO3)3.6H2O and 0.254 mol.L-1 H2O2 (30 wt.%) for times ranging from 20 s to 120 s. The surface chemistry was examined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The corrosion behavior was assessed by electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization. XPS analysis detected the presence of cerium oxides (Ce2O3 and CeO2) and cerium/ magnesium hydroxides. The best corrosion behavior was observed for the treatment conducted for 60 s. The results are discussed with respect to coating morphology and composition.
Caracterização química de revestimentos de conversão á base de cério em liga de magnésio AZ91D para proteção contra corrosão
2018 - RIBEIRO, E.P.; ANTUNES, R.A.; COUTO, A.A.
Revestimentos de conversão são previstos como interessante rota tecnológica para melhorar a resistência à corrosão das ligas de magnésio. Para que o revestimento seja eficaz, deve apresentar propriedades como uniformidade, elevada adesão e baixa ou nenhuma porosidade. Existem diversas tecnologias de revestimento para ligas de magnésio, como anodização, revestimentos orgânicos, deposição química de vapor, revestimentos de conversão e eletrodeposição. A facilidade de aplicação e baixo custo dos revestimentos de conversão os tornam de interesse em pesquisas. Este trabalho teve como objetivo a caracterização de revestimentos de conversão à base de cério sobre a liga de magnésio AZ91D. A preparação dos revestimentos de conversão foi realizada pela técnica de imersão, empregando diferentes tempos de imersão. A composição química dos revestimentos foi analisada por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Espectros de baixa e alta resolução foram obtidos. Além disso, os experimentos de perfil de profundidade também foram realizados por sputtering de íons Ar+. As análises foram realizadas em dois pontos diferentes da superfície da amostra. Análise por XPS confirma a presença de óxidos de cério (Ce2O3 e CeO2) e hidróxidos de magnésio/cério. A incidência de Ce2O3 e CeO2 ainda indica a presença de Ce (III) e Ce (IV) na formação do revestimento.