Estudo da sinterização de carbeto de tungstênio utilizando ligantes alternativos 316L e FeNi com adição de cromo

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Santos, Alessandra Agna Araújo dos
• Orientador(a): Gomes, Uilame Umbelino
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Metalurgia do pó; Metal duro; Ligantes alternativos; Aço inoxidável austenítico 316L; Ligante FeNi; Fase eta η; Carbeto de cromo
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24639

Metal duro do tipo WC-Co é utilizado na usinagem, perfuração e ou fabricação de ferramentas de corte. Atualmente, 70% das ferramentas de corte são carbetos do tipo WCligante. Em números de produção, aproximadamente 40,000 MT de ferramentas à base de WC foram produzidas mundialmente desde 2011. Hoje, mais de 90% da produção de todo o metal duro, do tipo WC-ligante, utiliza o cobalto como ligante principal. A superioridade do cobalto em relação a outros ligantes está ligada a vários fatores, sendo o principal a largura da janela de carbono no diagrama de fase. As pesquisas por ligantes alternativos que possam vir a substituir ao menos de forma parcial o cobalto são de extrema importância, devido: á escassez e preço do cobalto e principalmente pelo sistema WC-Co ser carcinogênico. O objetivo da referida tese de doutorado foi analisar a viabilidade do uso dos ligantes alternativos 316L e FeNi com adição de cromo no WC. Ambos os sistemas WC-316L (teores de ligante de 5, 7 e 20%) e WC-20%FeNi com adição de cromo (em 5, 10 e 20%) foram processados pela rota de metalurgia do pó, seguindo as etapas: preparação das misturas, moagem (1h, 24h), compactação uniaxial (200 MPa) e sinterização a vácuo (1400oC/1h). As caracterizações realizadas em todas as amostras sinterizadas foram: microscópia ótica e eletrônica, difração de raios x, saturação magnética e coercitividade, dureza, ataque químico eletrolítico. Foi realizado cálculos das secções verticais dos diagramas de fase para o sistema WC-FeNi com adição de cromo. Os resultados obtidos e discutidos demonstram que o ligante 316L não é uma alternativa viavél em metal duro devido conter elevado teor de cromo. O ligante alternativo 316L quando sinterizado com carbeto de tungstênio sempre precipitará fase eta, fato que inviabiliza sua aplicação como ligante alternativo em WC. Para o ligante FeNi com adição de cromo, os resultados demonstram que o máximo teor de cromo que pode estar contido em solução em WC, de forma que não haja precipitação de carbeto de cromo é de aproximadamente 4%. A adição de cromo acima de 4% em solução, leva à precipitação de carbetos complexos de cromo, e ainda reduz drasticamente a janela de carbono do compósito.