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Laboratório de Metalurgia Física (LaMeF)
1) Histórico do grupo
O grupo de Metalurgia Física atua no projeto de novas ligas metálicas e no
estudo da correlação entre os processos metalúrgicos de fabricação, as
transformações de fase e a formação da microestrutura, das tensões residuais
e da textura cristalográfica nos materiais metálicos com aplicações estruturais.
Atualmente, o grupo desenvolve novas ligas leves e de alto desempenho à
base de magnésio com adição de terras raras para aplicações aeronáuticas e
estuda o seu processamento através da soldagem por fricção e mistura
mecânica (SFMM). Outro trabalho recente compreende a pesquisa de aços
austeníticos inovadores à base de Mn e sem adição de Ni com efeitos TWIP e
TRIP para a indústria automotiva, bem como o estudo da sua soldabilidade por
tecnologias convencionais a arco e também pelo processo SFMM. Estes aços
combinam, de maneira única, elevada resistência mecânica e grande
ductilidade com um reduzido custo de processamento. Em parceria com
empresas, têm sido pesquisados ainda novos revestimentos cerâmicos anti-
desgaste produzidos por deposição física a vapor (PVD), bem como o
cladeamento por explosão de ligas de Ni e aços inoxidáveis sobre aços
estruturais de baixa liga.
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2) Parque de equipamentos
1. Microscópio óptico ZEISS AXIO SCOPE.A1 com sistema integrado para análise microestrutural (equipamento financiado pelo BNDES).
2. Lixadeira/politriz BUEHLER BASE ECOMET 250 E CABEÇOTE AUTOMET 250 (equipamento financiado pelo BNDES).
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3. Embutidora BUEHLER SIMPLIMET XPS1 (equipamento financiado pelo BNDES).
4. Cortadeira de precisão BUEHLER ISOMET 1000 (equipamento financiado pelo BNDES).
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5. Nanodurômetro NANOVEA PB1000 (equipamento financiado pelo BNDES).
6. Difratômetro de raio-x PANALYTICAL MRD-XL para análise de fases, tensões residuais e textura cristalográfica (equipamento multiusuário FAPESP). Página: http://www.fapesp.br/emu/equipament.php?id=317
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7. Workstation DELL PRECISION T7910 com processador Intel Xeon E5, 120 GB de RAM e HD de 1 TB para processamento de dados de microtomografia e de difração de raio-x com luz sincrotron.
8. Planta automática de deposição de filmes finos pelo processo High Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS) PLASMA-LIITS PLASMA-HIPIMS-250.
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9. Forno resistivo para fusão e tratamento térmico de ligas não-ferrosas sob atmosfera protegida até 1000°C.
10. Fonte EUTECTIC CASTOLIN DPT 350HD para soldagem com eletrodos revestidos e TIG AC/DC com corrente pulsada e onda quadrada. (Faixa de corrente AC/DC: 5 – 350 A)
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11. Fonte EUTECTIC CASTOLIN PULSARC 6200 MAX para soldagem MIG/MAG e com arame tubular com possibilidade de transferência pulsada. (Faixa de corrente: 50 – 550 A; velocidade de alimentação máxima: 20 m/min; bitola de arame sólido: 0,8 a 1,6 mm; bitola de arame tubular: 1,6 a 3,2 mm)
12. Laminador LOMBARD SUPER JUNIOR MODELO N°8 para laminação a quente e a frio.
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13. Forno tipo mufla EDG FC-1 para tratamentos térmicos.
14. Jateador de granalha BLASTIBRAS.
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3) Líderes do grupo
Prof. Dr. Haroldo Cavalcanti Pinto
Fone: (16)3373-8290/(16)98141-9084
E-mail: [email protected]
4) Técnicos que auxiliam o grupo
Dr. Alberto Cury Nassour
Carlos Henrique da Cunha
Denilson Kleber Vila
MSc. Wagner Rafael Correr
5) Resumo das experiências do docente
Graduação:
Engenharia de Materiais, Ênfase Metais
Technische Universität Berlin, Alemanha
2001
Doutorado Direto:
“Effect of Temperature and Environment on the Deformation Mechanisms of
Austenitic Steels during Cryogenic Wear”
Technische Universität Berlin, Alemanha
2005
Pós-Doutorado:
- Technische Universität Wien, Áustria (2005-2006)
- Líder de Grupo de Pesquisa, Max-Planck Institut für Eisenforschung GmbH,
Alemanha (2006-2009)
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6) Pesquisadores atuais
Pós-doutorandos:
Nome: Dra. Tamires de Souza Nossa
Área: Monocamadas de CrN pelos processos DC e HiPIMS
Fone: (15)99127-7852
E-mail: [email protected]
Nome: Dr. Julian Arnaldo Avila Diaz
Área: Processamento termomecânico in situ, análise microestrutural e
determinação de textura (EBSD e DRX) e tensões residuais em ligas de
magnésio
Fone: (19)99112-6269
E-mail: [email protected]
Nome: Prof. Dr. João Roberto Sartori Moreno
Área: Estudo do revestimento depositado sobre o aço SAE 1020 através do
processo de soldagem FCAW usando o arame tubular 410 NiMo
Fone: (43)3520-4083
E-mail: [email protected]
Doutorandos:
Nome: Pedro Renato Avila
Área: Propriedades estruturais e tribológicas de camadas cerâmicas contendo
Cr e Al obtidas pelo processo High Power Impulse Magnetron Sputtering
Fone: (17)99757-1707
E-mail: [email protected]
Nome: Bruna Callegari
Área: Estudo de transformações de fase em ligas metaestáveis de Ti por
difração de raio-X in situ com luz sincrotron
Fone: (16)99245-3135
E-mail: [email protected]
Nome: Rogério Varavallo
Área: Análise do processo de soldagem por explosão para o cladeamento de
ligas especiais com elevada resistência à corrosão sobre aço ASTM A516
Fone: (16)99172-7438
E-mail: [email protected]
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Mestrandos:
Nome: Maiara Fernanda Moreno
Área: Análise de tensões residuais e térmicas em ferramentas de corte
recobertas por CVD
Fone: (14)99103-7597
E-mail: [email protected]
Nome: Valdir Tiago Bordin
Área: Estudo da laminação a quente das ligas de magnésio ZK60 com adição
de Mischmetal, Y e Gd
Fone: (16)99314-0649
E-mail: [email protected]
Nome: Leandro Henrique Moreno Guimarães
Área: Efeito do Y, Gd e CaO na deformação a quente de ligas de magnésio
ZK40-RE
Fone: (16)98170-8355
E-mail: [email protected]
Nome: Bruno César Noronha Marques de Castilho
Área: Estudo de recobrimentos cerâmicos à base de CrAlN depositados pela
técnica de PVD
Fone: (16)99600-0387
E-mail: [email protected]
Iniciação científica:
Nome: André Della Colleta Vianna
Área: Camadas cerâmicas contendo Cr e Al obtidas pelo processo High Power
Impulse Magnetron Sputtering
Fone: (16)98146-1810
E-mail: [email protected]
Nome: Gustavo Bertoli
Área: Camadas cerâmicas contendo Cr e Al obtidas pelo processo High Power
Impulse Magnetron Sputtering
Fone: (19)98301-0809
E-mail: [email protected]
Nome: Mariane Bardella de Castro
Área: Tratamentos térmicos e termomecânicos na liga Ti-6Al-4V
Fone: (16)99781-7774
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E-mail: [email protected]
Nome: Felipe Marques
Área: Estudo do processo de laminação a quente de ligas de magnésio ZK60-
RE
Fone: (16)99343-8160
E-mail: [email protected]
Colaboradores:
Nome: Dr. Antonio J. Ramirez
Laboratório Nacional de Nanotecnologia, LNNano-CNPEM
Área: Soldagem e processamento por fricção e mistura mecânica
Fone: (19)3518-3108
E-mail: [email protected]
Nome: Prof. Dr. Fernando Alvarez
Instituto de Física Gleb Wataghin, UNICAMP
Área: Implantação iônica e tratamento de superfícies
Fone: (19)3521-5372
E-mail: [email protected]
Nome: Prof. Dr. Roosevelt Droppa Jr.
Universidade Federal do ABC, UFABC
Área: Materiais nanoestruturados e difração de raio-X
Fone: (11)4996-8370
E-mail: [email protected]
Nome: Dr. José Luis Garcia
Sandvik Tooling Sverige AB, Suécia
Área: Sinterização de metal duro (WC-Co) e recobrimentos duros anti-desgaste
Fone: +468-726-6471
E-mail: [email protected]
Nome: Dr. Rodrigo Coelho
Helmholtz-Zentrum Berlin fuer Materialien und Energie GmbH
Área: Caracterização avançada de materiais por EBSD e difração de raio-X
com luz síncrotron
Fone: +49-30-8062-15756
E-mail: [email protected]
Nome: Prof. Dr. Frank Mücklich
Universität des Saarlandes
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Área: Processamento termomecânico de novos materiais metálicos
Fone: +49(0)681/302-70500
E-mail: [email protected]
7) Orientações concluídas
Pós-doutorado:
Nome: Dr. Erenilton Pereira da Silva Área: Monocamadas de CrAlN pelos processos DC e HiPIMS Nome: Dr. Javier Andres Muñoz Chaves Área: Análise in-situ por difração de raio-X com luz síncrotron das
transformações de fase em ligas metaestáveis de titânio e magnésio
Nome: Dr. Felipe Andrés Garces Pineda
Área: Estudo do processo de deposição física HiPIMS para a produção de
recobrimentos duros
Nome: Dr. Carla Barbatti
Área: Estudo dos mecanismos de deformação plástica e formação de macro- e
micro-tensões residuais em aços austeníticos com efeito TWIP e TRIP
Doutorado:
Nome: Erenilton Pereira da Silva Área: Fundição, laminação e soldagem por fricção e mistura mecânica de ligas de magnésio com adição de Mischmetal Nome: Sandra dos Santos Vales Área: Influência dos pré-tratamentos de bombardeamento com íons de Xe+ e
nitretação iônica no desgaste de revestimento de TiN
Nome: Pedro Paiva Brito
Área: Internal stresses and phase development during the oxidation of FeAl-
alloys
Nome: Claudia Juricic
Área: Mechanisms of internal stress formation in iron oxide scales
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Mestrado:
Nome: Rafael Paiotti Marcondes Guimarães Área: Estudo in-situ da solubilização e do envelhecimento da liga β-metaestável Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr usando difração de raio-x com luz síncrotron de alta energia Nome: Mônica Costa Rodrigues Guimarães Área: Deposição e caracterização de filmes finos de CrN depositados por
diferentes processos de magnetron sputtering
Nome: Ricardo Henrique Buzolin
Área: Propriedades mecânicas e comportamento à corrosão de ligas fundidas
ZK40 modificadas com adições individuais de CaO, Gd, Nd e Y
Nome: Roberto Ramon Mendonça
Área: Soldagem por fricção e mistura mecânica de aço austenítico alto
manganês com efeito TRIP
Nome: Diego Rodrigo da Silva
Área: Estudo comparativo entre arames na soldagem de mancais de ferro
fundido em compressores herméticos para refrigeração
Nome: Juliana Aparecida Rodrigues
Área: Estudo da soldabilidade entre o aço austenítico alto manganês de efeito
TRIP com o aço microligado ARBL pelo processo de soldagem TIG
Nome: Brianda Rangel Francisco
Área: Estudo da união por fricção e mistura mecânica entre aço austenítico alto
Mn com efeito TRIP e aço automotivo ARBL
Iniciação científica:
Nome: Maiara Fernanda Moreno
Área: In-situ stress analyses in CVD layers during thermal cycling
Nome: Maurício Kubota
Área: Multicamadas com superestrutura à base de CrN / CrAlN obtidas através
de Plasma de Elevado Impulso
Nome: Bruna Callegari
Área: Soldagem por fricção e mistura mecânica de ligas de magnésio ZK60-RE
para aplicações em estruturas aeronáuticas
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Nome: Vitor de Melo Moreira
Área: Caracterização de juntas dissimilares soldadas por explosão entre as
ligas inconel 625, aço inox superduplex ZERON 100 e aço inox
superaustenítico AL6XN sobre aço microligado ASTM SA516-70
Nome: Mariana Souza e Santos
Área: Desenvolvimento de ligas de magnésio ultraleves
Nome: Thaís Helena Carvalho Miranda
Área: Análise da influência de tratamentos de superfície no desempenho de
revestimentos duros à base de TiN depositados sobre substrato de aço rápido
Nome: Vinicius Paes
Área: Soldagem por explosão para o cladeamento de liga inconel 625 sobre
aço ASTM A516
Nome: Larissa Fernandes Batista
Área: Fundição em estado semi-sólido de ligas de magnésio ZK60 com adições
de terras raras
Nome: Ricardo Henrique Buzolin
Área: Obtenção e caracterização de juntas dissimilares por fricção e mistura
mecânica entre aços automotivos TWIP e ARBL
Nome: Ivan Feierabend
Área: Fundição, tratamento térmico e caracterização de ligas de magnésio
ZK60-RE para aplicações em estruturas aeronáuticas
Nome: Juliano Aleoni Ferreira
Área: Soldagem por fricção e mistura mecânica de aços austeníticos ao
manganês de elevada resistência mecânica
Nome: Daniel Cardinali
Área: Estudo por EBSD de camadas de óxido de ferro
Nome: Lucas Amaral Sales
Área: Códigos em MATLAB para análise de tensões por raio-x
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8) Publicações relevantes do grupo (dez principais publicações em
negrito)
1. BUZOLIN, R.H.; MOHEDANO, M.; MENDIS, C.L.; MINGO, B.; TOLNAI,
D.; BLAWERT, C.; KAINER, K.U.; PINTO, H.; HORT, N. As cast
microstructures on the mechanical and corrosion behaviour of ZK40
modified with Gd and Nd additions. Materials Science & Engineering. A,
Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing, v. 682, p.
238-247, 2017.
http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2016.11.022
2. SILVA, E. P.; OLIVEIRA, V. B.; PEREIRA, V. F; MALUF, O.; BUZOLIN, R.
H.; PINTO, H. C. Microstructure and residual stresses in a friction stir
welded butt joint of as-cast ZK60 alloy containing rare earths. Materials
Research, v. xx, p. online, 2017.
http://dx.doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2016-0899
3. BRITO, P.; PINTO, H.; KOSTKA, A. The crystallographic template
effect assisting the formation of stable α-Al2O3 during low
temperature oxidation of Fe-Al alloys. Corrosion Science, v. 105, p.
100-108, 2016.
http://dx.doi.org/10.1016/j.corsci.2016.01.007
4. BUZOLIN, R. H.; MENDIS, C. L.; TOLNAI, D.; STARK, A.; SCHELL, N.;
PINTO, H.; KAINER, K. U.; HORT, N. In situ synchrotron radiation
diffraction investigation of the compression behaviour at 350°C of
ZK40 alloys with addition of CaO and Y. Materials Science &
Engineering. A, Structural Materials: Properties, Microstructure and
Processing, v. 664, p. 2-9, 2016.
http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2016.03.121
5. SOYAMA, J.; MARTINS TRIQUES, M. R.; LEIVA, D. R; JORGE JUNIOR,
A. M.; PEREIRA DA SILVA, E.; PINTO, H. C.; BOLFARINI, C.; KIMINAMI,
C. S.; BOTTA, W. J. Hydrogen storage in heavily deformed ZK60 alloy
modified with 2.5 wt.% Mm addition. International Journal of Hydrogen
Energy, v. 41, p. 4177-4184, 2016.
http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.01.036
6. VALES, S.; BRITO, P.; PINEDA, F. A. G.; OCHOA, E. A.; DROPPA, R.;
GARCIA, J.; MORALES, M.; ALVAREZ, F.; PINTO, H. Influence of
substrate pre-treatments by Xe+ ion bombardment and plasma nitriding on
the behavior of TiN coatings deposited by plasma reactive sputtering on
100Cr6 steel. Materials Chemistry and Physics, v. xx, p. online, 2016.
http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.04.010
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7. SOYAMA, J.; FLORIANO, R.; LEIVA, D. R.; GUO, Y.; JORGE JUNIOR, A.
M.; PEREIRA DA SILVA, E.; PINTO, H. C.; BOLFARINI, C.; KIMINAMI, C.
S.; BOTTA, W. J. Severely deformed ZK60 + 2.5% Mm alloy for hydrogen
storage produced by two different processing routes. International Journal
of Hydrogen Energy, v. xx, p. online, 2016.
http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.05.031
8. DA SILVA, E. P.; BUZOLIN, R. H.; CALLEGARI, B.; WARCHOMICKA, F.;
REQUENA, G. C.; PINTO, H. C. Effect of mischmetal additions and
solution heat treatments (T4) on the microstructure and mechanical
properties of thixocast ZK60-RE magnesium alloys. Materials Science
Forum (Online), v. 879, p. 2300-2305, 2016.
http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.879.2300
9. BUZOLIN, R. H.; FRANCISCO, B. R.; DA SILVA, E. P.; PEREIRA, V. F.;
RAMIREZ LONDONO, A. J.; MALUF, O.; PINTO, H. C. Dissimilar friction
stir welding of HSLA steel to austenitic high-Mn TRIP steel. Materials
Science Forum (Online), v. 879, p. 2306-2311, 2016.
http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.879.2306
10. CUCATTI, S.; OCHOA, E. A.; MORALES, M.; DROPPA, R.; GARCIA, J.;
PINTO, H. C.; ZAGONEL, L. F.; WISNIVESKY, D.; FIGUEROA, C. A. ;
ALVAREZ, F. Effect of bombarding steel with Xe+ ions on the surface
nanostructure and on pulsed plasma nitriding process. Materials Chemistry
and Physics, v. 149-150, p. 261-269, 2015.
http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2014.10.015
11. VALES, S. DOS S.; BECERRA, E. A. O.; BRITO, P. P.; DROPPA
JUNIOR, R.; GARCIA, J. L.; ALVAREZ, F.; PINTO, H. C. Effect of low
temperature nitriding of 100Cr6 substrates on TiN coatings deposited by
IBAD. Materials Research (São Carlos. Impresso), v. 18, p. 54-58, 2015.
http://dx.doi.org/10.1590/1516-1439.266514
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12. BUZOLIN, R. H.; TOLNAI, D.; MENDIS, C. L.; STARK, A.; SCHELL, N.;
PINTO, H.; KAINER, K.U; HORT, N. In situ synchrotron radiation
diffraction study of the role of Gd, Nd on the elevated temperature
compression behavior of ZK40. Materials Science & Engineering. A,
Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing, v. 640, p.
129-136, 2015.8
http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2015.05.096
13. GARCIA, J.; MIRANDA, T. H. C.; PINTO, H.; SOLDERA, F.; MÜCKLICH,
F. 3D-FIB characterization of wear in WC-Co coated composites. Materials
Science Forum (Online), v. 825-826, p. 995-1000, 2015.
http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.825-826.995
14. GARCÍA, J.; PINTO, H.; RAMOS-MOORE, E.; ESPINOZA, C.; ÖSTBY, J.;
COELHO, R. In-situ high temperature stress analysis of Ti(C,N) coatings
on functionally graded cemented carbides by energy dispersive
synchrotron X-ray diffraction. International Journal of Refractory Metals &
Hard Materials, v. 56, p. 27-34, 2015.
http://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2015.12.001
15. SILVA, E. P.; BATISTA, L. F.; CALLEGARI, B.; FEIERABEND, I.;
BUZOLIN, R. H.; COELHO, R. S.; WARCHOMICKA, F.; REQUENA, G. C.;
PINTO, H. Casting in the semi-solid state of ZK60 magnesium alloy
modified with rare earth addition. Advanced Materials Research (Online),
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9) Projetos de pesquisa em andamento
1. Propriedades estruturais e tribológicas de mono- e multicamadas
cerâmicas contendo Cr e Al obtidas pelo processo High Power Impulse
Magnetron Sputtering (2017 – atual)
Financiamento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico
Processo: 409545/2016-3
Valor: R$ 43.000,00
2. CREATe-Network: Processing and characterization of advanced
composites for resource-efficient applications and technologies – Projeto
RISE (Research and Innovation Staff Exchange) (2015 – atual)
Financiamento: União Europeia
Chamada: H2020-MSCA-RISE-2014
Valor: EUR 639.000,00
Convênio: Universitaet des Saarlandes, Leibniz-Institut fuer neue
Materialien gemeinnützige GmbH, Universitat Politecnica de Catalunya,
AB Sandvik Coromant, Steinbeis Forschungs- und Innovationszentren
GmbH, Nanoforce Technology Limited
Parcerias: Universidad Católica del Uruguay Dámaso Antonio Larrañaga,
Universidad de Concepción, Instituto de Investigaciones en Ciencia y
Tecnología de Materiales, Council for Scientific and Industrial Research,
Universidade de Sao Paulo, Georgia Tech Research Corporation/Georgia
Institute of Technology
3. Recobrimento para anéis de pistão com durabilidade estendida obtidos
através de plasma de elevado impacto (2013 – atual)
Financiamento: MAHLE Metal Leve/Banco Nacional de Desenvolvimento
Econômico e Social
Valor: R$ 3.463.708,00
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4. Centro de Tecnologia de Materiais Híbridos (CTMH) da USP (2011 –
atual)
Financiamento: Universidade de São Paulo
Valor: R$ 900.000,00
10) Projetos de pesquisa encerrados
1. Microstructural engineering of structural light alloys (2014 – 2017)
Financiamento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico
Processo: 407399/2013-5
Valor: R$ 140.800,00
2. Junção por fricção e mistura mecânica em ligas tixofundidas de magnésio
de alto desempenho (2011 – 2014)
Financiamento: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São
Paulo
Processo: 2010/11391-2
Valor: R$ 168.648,20 + US$ 232.322,17
3. NanoCom-Network: Advanced processing and characterisation of micro
and nano composites (2010 – 2013)
Financiamento: União Europeia
Valor: US$ 32.000,00
4. Obtenção e caracterização de juntas dissimilares por fricção e mistura
mecânica entre aços automotivos TWIP e ARBL (2010 – 2012)
Financiamento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico
Processo: 474718/2010-7
Valor: R$ 40.395,00
5. Wear protecting nanostructured coatings for cutting processes (2008 –
2011)
Financiamento: Deutsche Forschungsgemeinschaft
6. Defects and internal Stresses in novel austenitic high-Mn steels (2007 –
2009)
Financiamento: Deutsche Forschungsgemeinschaft
7. Texture, strain and stress development in oxide scales (2005 – 2010)
Financiamento: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung
8. Induction assisted welding technologies in steel utilization (2005 – 2008)
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Financiamento: Research Fund for Coal and Steel
9. Cryogenic wear of austenitic steels (2002 – 2005)
Financiamento: Deutsche Forschungsgemeinschaft