Avaliação da resistência à cavitação de revestimentos depositados pelo processo de soldagem MIG com posterior nitretação por plasma. - Holzmann, Henrique Ajuz (2022)
A erosão por cavitação, é um fenômeno presente em componentes hidráulicos, onde ocorre a variação de pressão no interior do fluido, gerando mecanismos de desgaste cíclicos e promovendo a falha por fadiga da superfície exposta. Este desgaste está presente em pás de rotores hidráulicos, em especial, de turbinas de geração de energia, sendo responsáveis por elevados custos de manutenção e perdas de geração devido a paradas para reparo. Como material de recuperação das áreas cavitadas, destacam-se as ligas inoxidáveis austeníticas, em especial ligados ao Cobalto, no entanto estas ligas apresentam elevados custos. Desta forma estudar superligas resistentes ao desgaste, bem como processos de melhoria da superfície, se apresentam como saídas aos elevados custos. Este trabalho buscou comparar o comportamento em desgaste de ligas austeníticas, Inconel 625 e Cavitec, depositados pelo processo MIG com e sem posteriormente nitretação a plasma em substrato de aço CA6NM. Foram efetuados processos de deposição através de soldagem MIG, na sequência nitretação a plasma, via PI3, e por fim a avaliação do desgaste por cavitação segundo a Norma ASTM G 32. Realizaram-se analises da microestrutura por microscopia ótica e FEG, de composição química por EDS, das fases presentes pela análise de DRX e EBSD. Efetuou-se ensaios tribológicos das superfícies, e através de FEG e EBSD um acompanhamento e identificação dos mecanismos de desgaste, transformação de fases e orientações cristalográficas, durante ensaio de cavitação. Os revestimentos soldados apresentaram baixa diluição, boa coesão, pequenas regiões de ZPD e baixa porosidade, sendo sua microestrutura majoritariamente austeníticas, organizada em grãos colunares com a presença de regiões de ferrita delta (δ). As camadas nitretadas apresentaram aspecto coeso com espessuras média para o revestimento Cavitec de 1,49 μm e para o revestimento Inconel 625 de 1,11 μm. Obteve-se fase de austenita expandida (S), além de nitretos de cromo (CrN) e de nitretos de ferro (Fe4N), em pequena quantidade. O processo de nitretação propiciou maior resistência a cavitação, sendo que a que as amostras permaneceram por um maior período na etapa de incubação. A camada nitretada atuou de maneira a formar uma barreira ao início prematuro da perda de massa, apresentando aspecto de fratura superficial como dano inicial. Nas amostras não nitretadas, o dano tem início preferencial nos contornos de grãos e bandas de deslizamento, sendo que o dano ocorre de forma mais intensa na amostra de Inconel 625. As orientações <101>, textura Goss, no revestimento Cavitec, apresentaram maior resistência ao processo de cavitação, principalmente pelo gasto energético durante a transformação martensítica, apresentando fase intermediária γ → ε + α’. Os grãos com orientação <001> Cubo rodado sofreram maior desgaste, devido a passagem direta γ → α’, ou ao desgaste diretamente na fase austeníticas. De maneira geral as amostras de Cavitec absorveram maior quantidade de energia proveniente do processo de cavitação, características estão ligadas diretamente a EFE do material, favorecendo uma sequência de transformação γ → ε + α’. Já a nitretação se mostrou como uma excelente alternativa para um aumento a resistência a cavitação da superfície.