COMPORTAMENTO EM DESGASTE POR EROSAO-CAVITACAO E EM ENSAIOS POR ESCLEROMETRIA LINEAR DA LIGA STELLITE 250 SUBMETIDA A TRATAMENTO TERMICO E TERMOQUIMICO DE CARBONITREÇÃO A PLASMA
Nome: DANIELA BAHIENSE DE OLIVEIRA VARGAS
Data de publicação: 04/12/2023
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Papel |
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| ANTONIO CESAR BOZZI | Orientador |
Resumo: As superligas de cobalto são amplamente empregadas devido sua capacidade de manter propriedades mecânicas, físicas e químicas em elevadas temperaturas e por longos períodos de tempo. Contudo, preocupações com aumento da demanda do cobalto, preços instáveis e poucos fornecedores fazem com que seja essencial avaliar a segurança dos recursos e a eficiência dos materiais aplicados. Nesse contexto, o presente trabalho investigou o efeito de tratamentos térmicos (solubilização e envelhecimento) e termoquímico de carbonitretação a plasma sobre o comportamento tribológico da liga Stellite 250. A solubilização foi realizada a 1200°C por 1,5 horas e o envelhecimento a 850°C por 4,5 horas. Os tratamentos termoquímicos foram realizados em 360°C e 380°C por 9 horas. Para caracterização tribológica foram realizados ensaios de esclerometria retilínea com carga progressiva (2 a 20 N) e ensaio de cavitação vibratória por 15 horas de exposição. A área da seção transversal dos riscos foi verificada por perfilometria 3D. Os mecanismos de desgaste dos ensaios tribológicos foram analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A caracterização microestrutural da liga fundida mostrou uma estrutura formada por grãos grosseiros, constituídos das fases (CFC) e (HC). A partir dos tratamentos térmicos, a estrutura se manteve mista, porém observou-se maior fração de fase HC na condição solubilizada. Em todas condições carbonitretadas, houve formação de uma camada dupla de fase S, composta de uma fase enriquecida com N (SN) e uma camada enriquecida com C (S C). Os valores de dureza na superfície nas condições carbonitretadas foram da ordem de 1100-1500 HV0,01. Nos ensaios de esclerometria retilínea, os tratamentos de superfície contribuíram para menor coeficiente de atrito e menores profundidades do risco do que para a liga Stellite 250. Os mecanismos de desgaste das amostras carbonitretadas incluem surgimento de trincas por tensão; e nas amostras tratadas termicamente: formação de bandas de deslizamento nas laterais e trincas. No ensaio de cavitação vibratória, todas as condições apresentaram maior resistência ao desgaste por erosão cavitacional do que o AISI 304. Os mecanismos de desgaste incluem dano prematuro com formação e coalescência de pites, formação de crateras e comportamento frágil do material por fadiga.
Palavras-chave: Stellite 250; tratamento térmico; tratamento termoquímico; esclerometria linear; erosão-cavitação.
