TRANSIÇÕES NO REGIME DE DESGASTE POR DESLIZAMENTO DO AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO AISI 316L...
description
Transcript of TRANSIÇÕES NO REGIME DE DESGASTE POR DESLIZAMENTO DO AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO AISI 316L...
TRANSIÇÕES NO REGIME DE DESGASTE POR DESLIZAMENTO DO AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO AISI 316L PROCESSADO A PLASMA: UM ESTUDO DA SEÇÃO TRANSVERSAL
Dimas de Andrade Pacheco
Orientadora:Cristina Godoy
• Objetivo • Introdução • Metologia • Resultados
Objetivo • Estudar o regime de desgaste do aço inoxidável
austenítico AISI 316L sem tratamento e processado a plasma pelos tratamentos de nitretação, cementação e sequencial (cementação mais nitretação) através da análise microestrutural da seção transversal da trilha de desgaste
Engenharia de Superfície • Atividade multidisciplinar que se propõe a desenvolver
modificações nas propriedades das superfícies de componentes de engenharia, de forma a melhorar sua aplicabilidade e seu desempenho (DAVIS, 2001)
Tribologia • Campo da ciência e tecnologia que trata das superfícies
de contato em movimento relativo, desta forma, lida com fenômenos relativos ao atrito e ao desgaste
Aços Inoxidáveis
• Excelente resistência a corrosão
• Boa ductilidade • Boa tenacidade • Boa estampabilidade • Boa soldabilidade
• Baixa dureza e resistência mecânica
• Pobres características tribológicas
• Não são passíveis a tratamento térmico de endurecimento
Processamento a Plasma • Tratamentos de superfície permitem melhorar as
propriedades tribológicas, mantendo a resistência a corrosão
• Processo de endurecimento superficial • Efeito da temperatura associado a ação cinética de íons
acelerados contra o substrato
Esquema do processo de nitretação a plasma. (Disponivel em: http://www.ifi.unicamp.br/~alvarez/Plasma-LIITS)
Atrito no Deslizamento • Resistência ao movimento relativo entre dois corpos em
contato • Não é unicamente um fenômeno superficial • Depende:
• Interação entre as superfícies • Propriedades dos materiais em contato • Natureza das superfícies • Velocidade de deslizamento • Carga aplicada • Ação de lubrificantes (presença de óxidos)
Atrito no Deslizamento
Curva típica do coeficiente de atrito x tempo ou coeficiente de atrito x distância em metais (CZICHOS, 1992)
§ remoção da camada superficial
§ aumento da adesão
• máxima adesão • deformação das
asperezas • um crescimento no
número de partículas residuais
• camada superficial protetora triboquímica
• decréscimo nos processos de sulcamento e deformação de asperezas.
• estado estacionário interfacial das condições tribológicas
Mecanismos de Desgaste
Desenho esquemático dos quatro modos representativos de desgaste (KATO, 2001).
Regime de Desgaste
• Desgaste Moderado
• Desgaste Severo
• Transição moderado para severo
Sistemas de Estudo • Barra rendonda cortada e usinada
• Ensaios de desgaste pino sobre disco • Esferas de WC/Co com diâmetro de 6mm • Força normal de 15N • Velocidade tangencial de 0,2m/s, rotação de 382rpm • Distância percorrida de 1200m • Raio da trilha de 3 mm • Temperatura ambiente entre 18 e 20°C
DUARTE, 2014
Sistemas de Estudo • Preparação Amostras
Sistemas de Estudo
Aço Inoxidável Austenícico AISI
316L
Sistema Cementado 475ºC – 3h
Sistema Nitretado
450ºC – 5h
Sistema Sequencial
N: 475ºC – 3h C: 450ºC – 5h
DUARTE, 2014
Aço Inoxidável Austenícico AISI
316L
Sistema Cementado 475ºC – 3h
Sistema Nitretado
450ºC – 5h
Sistema Sequencial
N: 475ºC – 3h C: 450ºC – 5h
DUARTE, 2014
Aço Inoxidável Austenícico AISI
316L
Sistema Cementado 475ºC – 3h
Sistema Nitretado
450ºC – 5h
Sistema Sequencial
N: 475ºC – 3h C: 450ºC – 5h
DUARTE, 2014
11,51µm
Aço Inoxidável Austenícico AISI
316L
Sistema Cementado 475ºC – 3h
Sistema Nitretado
450ºC – 5h
Sistema Sequencial
N: 475ºC – 3h C: 450ºC – 5h
2,44µm
DUARTE, 2014
Aço Inoxidável Austenícico AISI
316L
Sistema Cementado 475ºC – 3h
Sistema Nitretado
450ºC – 5h
Sistema Sequencial
N: 475ºC – 3h C: 450ºC – 5h
1,95 µm
9,41 µm
DUARTE, 2014
Aço Inoxidável AISI 316L
DUARTE, 2014
Aço Inoxidável AISI 316L
DUARTE, 2014
Sistema Nitretado
DUARTE, 2014
Sistema Nitretado
DUARTE, 2014
Sistema Nitretado
DUARTE, 2014
DUARTE, 2014
Sistema Cementado
DUARTE, 2014
Sistema Cementado
DUARTE, 2014
Sistema Cementado
DUARTE, 2014
DUARTE, 2014
Sistema Sequencial
DUARTE, 2014
Sistema Sequencial
DUARTE, 2014
Sistema Sequencial
DUARTE, 2014
Sistema Sequencial
DUARTE, 2014
DUARTE, 2014
AISI 316L Nitretado Cementado Sequencial Camada MEV (μm) 2,44 11,51 1,95 + 9,41 Perfilometria (μm) 1200m: 418,0 25m: 5,6 50m: 5,0 50m: 9,6
50m: 42,9 100m: 7,7 250m: 12,7 200m: 99,7 450m: 9,8 500m: 19,0 1200m: 405,5 1200m: 325,5 1200m: 29,3
GDOES (% peso) -‐ qualitaQvo
25m: 15%N 50m: 0,45%C 50m: 2,5%N e 1,2%C 100m: 0,4%C 250m: 1,3%C e N>1% 450m: 0,4%C 500m: 0,9%C 1200m: 0,3%C
Curva de desgaste coef. 0,7; pouco ruído coef. cresce 0,5 a 0,7 coef. Entre 0,55 a 0,7 coef. cresce 0,5 a 0,7 35m: queda coef. 0,55 100m: queda coef. 0,5 35m: queda coef. 0,6 coef. 0,7; ruído maior que aço até 450m: crescimento gradual
coef. até 0,7 até 250m: crecimento 0,5 a 0,7 decrescimento 0,7 a 0,6
coef. 0,7; alto ruído coef. 0,6; pouco ruído coef. 0,6-‐0,7; muito ruído
Trilha MEV 1200m: pouco óxido espalhado e sem conQnuidade
25m: pouco óxido bem disperso 50m: pouco óxido bem disperso 50m: pouco óxido bem disperso
50m: óxido concentrado em alguma regiões
100m: faixas conanuas de óxido 250m: pouco óxido bem disperso
200m: óxido concentrado em alguma regiões
450m: faixas conanuas de óxido; menos que 100m
500m: grande quanQdade de óxido aglomerado
1200m: pouco óxido espalhado e sem conQnuidade
1200m: pouco óxido espalhado; conQnuidade nas bordas da trilha
1200m: diminuição do óxido com relação a 500m
ParQculas de desgaste 1200m: tamanho variado; maioria grande
25m: parQculas pequenas 50m: parQculas pequenas 50m: parQculas pequenas; poucas de tamanho maior
50m: parQculas pequenas; poucas de tamanho maior
100m: tamanho variado; parQculado bem grosseiro
250m: tamanho variado;maioria pequena
200m: tamanho variado; maioria grande
450m: tamanho variado; algum parQculado grosseiro
500m: tamanho variado; parQculado bem grosseiro
Aço sem tratamento
Debris de desgaste 300x Debris de desgaste 1000x MEV – trilha de desgaste
Sistema Nitretado – 25m
25m (100x – MEV BEI) Debris de desgaste 300x Debris de desgaste 1000x
Sistema Nitratado – 1200m
1200 m (50x – MEV BEI)
Sistema Cementado – 450m
450m (100x – MEV BEI) Debris de desgaste 300x Debris de desgaste 1000x
Sistema Cementado – 1200m
1200 m (100x – MEV BEI)
Sistema Sequencial – 50m
50m (100x – MEV BEI) Debris de desgaste 300x Debris de desgaste 1000x
Sistema Sequencial – 500m
500m (100x – MEV BEI) Debris de desgaste 300x Debris de desgaste 1000x
Sistema Sequencial – 1200m
1200 m (100x – MEV BEI)