Influência da razão propano-oxigênio e do fluxo total de gases na resistência ao desgaste de revestimentos Cr3C2-25NiCr depositados pelo processo HVOF

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Ribas, Murilo Teixeira
• Orientador(a): Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda
• Banca de defesa: Takimi, Antonio Shigueaki , Fals, Hipolito Domingo Carvajal , Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Aspersão térmica; Revestimentos; Desgaste mecânico; Tribologia; Metal spraying; Coatings; Mechanical wear; Tribology
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4561

O desgaste causado por fenômenos tribológicos é responsável por grande parte do consumo de energia mundial (cerca de 23%), que ocorre na forma de perdas por atrito e necessidade de reparos e reposição de componentes de sistemas mecânicos. A aplicação de revestimentos é uma das alternativas possíveis para prolongar a vida útil de componentes mecânicos submetidos ao desgaste e diminuir as perdas energéticas por atrito. Dentre os processos de deposição de revestimentos, a aspersão térmica por Chama de Alta Velocidade ou HVOF (do inglês High-Velocity Oxy-fuel) se destaca por ser capaz de produzir revestimentos com alta densidade e resistência ao desgaste. Entre os sistemas de materiais capazes de ser depositados por esse processo, os revestimentos compósitos de Cr3C2-NiCr se distinguem pela sua alta resistência ao desgaste em ampla faixa de temperaturas de trabalho (da temperatura ambiente até 850°C). As condições de deposição do processo HVOF têm grande influência no resultado final de resistência ao desgaste dos revestimentos depositados, por isso a compreensão da influência dos parâmetros do processo nas características dos revestimentos é determinante para a obtenção de superfícies com maior performance em condições de desgaste. Este trabalho tem os objetivos de investigar a influência dos parâmetros de relação propano-oxigênio e fluxo total de gases de combustão do processo HVOF na resistência ao desgaste por abrasão e erosão de revestimentos Cr3C2-25NiCr e de caracterizar o comportamento deste tipo de revestimento em condições de erosão em alta temperatura. Com esse objetivo, foram realizadas deposições do revestimento Cr3C2-25NiCr pelo processo HVOF com seis diferentes combinações de parâmetros de razão propano-oxigênio e fluxo de gases de combustão. Posteriormente, foram realizados testes de resistência ao desgaste por abrasão por roda de borracha e erosão por impacto de partículas em temperatura ambiente. Os resultados dos testes de desgaste foram analisados e a combinação de parâmetros que gerou o revestimento com maior desempenho foi utilizada para a deposição dos corpos de prova dos testes de erosão em alta temperatura. Também foram realizadas análises de microestrutura e difração de raiosx (DRX) e medições de porosidade, dureza em microescala e tenacidade a fratura. A área desgastada das amostras foi analisada por MEV e perfilometria ótica para melhor compreensão dos mecanismos de desgaste envolvidos. Foi observado que a microestrutura dos revestimentos obtidos foi formada, principalmente, por carbonetos (Cr3C2) retidos durante o processo de deposição e pela fase matriz (Ni) saturada dos elementos provenientes da dissolução de parte dos carbonetos. Quanto maior o grau de dissolução dos carbonetos, menor foi a perda de massa apresentada pelos corpos de prova nos testes de desgaste. As propriedades de microdureza e tenacidade à fratura também foram maiores em revestimentos com maior dissolução de carbonetos. Nos ensaios de erosão, quanto maior o ângulo de colisão das partículas em relação à superfície dos revestimentos, maior a perda de massa observada. Entre as consequências da alta temperatura que afetaram a resistência à erosão dos revestimentos estão o aumento da ductilidade da fase matriz e a reprecipitação de carbonetos na matriz supersaturada.