Relação entre a microestrutura e a resistência ao desgaste na pista de rolamento de rodas ferroviárias em suas múltiplas vidas.

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Chaves, Ana Paula Gonçalves
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Desgaste por deslizamento; Desgaste por rolamento; Fadiga de contato por rolamento; Ferrovias; Railway wheels; Rodas ferroviárias; Rolamentos; Rolling contact fatigue; Rolling wear; Sliding wear
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-18012022-160529/

Em serviço habitual as rodas ferroviárias têm a sua pista de rolamento e friso degradadas por desgaste e por fadiga de contato por rolamento (RCF) acumulado, porém o modo dominante de dano depende de variáveis construtivas e de operação. Para estudar o comportamento tribológico do sistema roda-trilho, ensaios do tipo pino contra disco e disco contra disco são amplamente utilizados. Esse trabalho estuda a relação entre as microestruturas encontradas nas rodas ferroviárias e a resistência ao desgaste por deslizamento puro, por rolamento com escorregamento e a resistência à fadiga de contato por rolamento. Na primeira etapa, utilizando um material modelo, é analisada a resistência ao desgaste por deslizamento puro (pino contra disco) das microestruturas comumente encontradas em rodas ferroviárias. Na segunda etapa, amostras de três diferentes profundidades do aro de uma roda ferroviária correspondentes às múltiplas vidas são analisadas quanto à resistência ao desgaste por deslizamento puro, por rolamento com escorregamento e resistência à fadiga de contato por rolamento. No aro das rodas ferroviárias foram encontradas as seguintes microestruturas para cada vida: bainita (1ª vida), bainita e perlita com ferrita em contorno de grão (2ª vida) e perlita (3ª vida). Nos ensaios por deslizamento puro constatou-se regime de desgaste oxidativo moderado; amostras com microestrutura perlítica fina obtiveram a melhor resistência ao desgaste por deslizamento e mantiveram a microestrutura lamelar característica mesmo em regiões severamente deformadas. Os ensaios de rolamento apresentaram regime moderado de desgaste com até 3% de escorregamento e regime severo para 5% de escorregamento; maiores escorregamentos geraram maiores perdas de massa e menores períodos de runningin. Concluiu-se que a perlita (3ª vida) apresenta uma melhor resistência a RCF caracterizada pelo maior tempo até o início de shelling. A microestrutura heterogênea (2ª vida) obteve o pior desempenho quanto a RCF, devido, provavelmente, à maior facilidade de uma trinca se propagar nas interfaces de estruturas com diferentes durezas.