Estudo do efeito sinérgico cavitação/erosão em revestimentos de carboneto de cromo e tungstênio depositados por aspersão térmica de alta velocidade

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Bertuol, Kauê
• Orientador(a): Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda
• Banca de defesa: Hupalo, Marcio Ferreira , 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: Cavitação; Erosão; Partículas (Física, química, etc.); Revestimentos; Aspersão térmica; Cavitation; Erosion; Particles; Coatings; Metal spraying
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4856

Desgastes por cavitação, erosão por partículas sólidas e sinérgicos cavitação/erosão são problemas comuns em usinas hidrelétricas, os mesmos causam o desgaste dos componentes hidráulicos e geram elevados custos na produção de energia elétrica. Uma forma de melhorar a resistência superficial destes componentes é por meio da deposição de materiais de alta resistência ao desgaste, como o caso de revestimentos de carbonetos. Deste modo, neste trabalho é proposto a deposição do Cr3C2 25NiCr e WC 10Co4Cr por HVOF, objetivando estudar o comportamento destes revestimentos na resistência ao desgaste por cavitação, erosão e sinérgicos. Após o processo de aspersão, a porosidade, fases presentes, dureza e tenacidade à fratura dos revestimentos foram analisadas. Foi avaliada a perda de massa e os mecanismos de desgastes destes revestimentos em ensaios como: cavitação em água destilada, cavitação em fluido com micropartículas de areia e ensaio de erosão por jato de lama sob diferentes ângulos de impacto. A porosidade encontrada no revestimento de Cr3C2 25NiCr foi menor que o WC 10Co4Cr. A maior tenacidade à fratura do Cr3C2 25NiCr foi atribuída a alta concentração da matriz metálica de NiCr e a baixa porosidade do revestimento. Nos ensaios de cavitação, a taxa de desgaste do revestimento Cr3C2 25NiCr foi menor que a do WC 10Co4Cr, e ambos maiores que o CA6NM. Fatores como porosidade e tenacidade à fratura foram importantes na resistência à cavitação dos materiais. Nos ensaios de desgastes sinérgicos cavitação/erosão com areia foi notado um claro aumento na taxa de desgaste de ambos os revestimentos. O Cr3C2 25NiCr se destacou como o mais sensível ao efeito erosivo das micropartículas durante o processo de cavitação, aumentando a taxa de desgaste em aproximadamente 260% após adição de areia. O desgaste por cavitação se iniciou preferencialmente nos poros e defeitos pré-existentes na superfície, porém a formação de microtrincas, o desprendimento e a fissura de carbonetos podem ter se intensificados com a presença de areia impactando a superfície dos revestimentos. Nos ensaios com jato de lama, o WC 10Co4Cr apresentou maior resistência ao desgaste que o Cr3C2 25NiCr, e ambos maiores que o aço CA6NM. Com ângulo de impacto de 90°, os revestimentos apresentaram mecanismos de desgaste por microsulcamento da matriz metálica e desprendimento dos carbonetos, enquanto o Cr3C2 25NiCr apresentou desgaste mais homogêneo de matriz e carbonetos, no WC 10Co4Cr foi observado a fissura de carbonetos. O CA6NM apresentou basicamente deformação plástica do tipo microsulcamento. O comportamento dúctil ou frágil dos materiais nos ensaios de jato de lama sob diferentes ângulos de impacto foi determinante na intensidade e no mecanismo de desgaste. Em 30° ambos os revestimentos apresentaram queda na taxa de desgaste erosivo, enquanto o CA6NM aumentou com o decréscimo do ângulo de impacto.