Comportamento tribológico de ferros fundidos vermiculares de alta resistência ensaiados em diferentes níveis de severidade

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Wollmann, Daniela
• Orientador(a): Pintaude, Giuseppe
• Banca de defesa: Pintaude, Giuseppe , Oliveira, Marcela Mohallem , Torres, Ricardo Diego , Alves, Salete Martins , Cousseau, Tiago
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ferro fundido; Motores de combustão interna; Desgaste mecânico; Tribologia - Análises; Resistência de materiais; Lubrificação e lubrificantes; Atrito; Aspereza de superfície; Cast-iron; Internal combustion engines; Mechanical wear; Tribology - Analysis; Strength of materials; Lubrication and lubricants; Friction; Surface roughness
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25144

O desempenho tribológico do sistema formado pelo cilindro de um bloco de motor e seus componentes está diretamente relacionado ao consumo de combustível e à emissão de poluentes. Estes tópicos têm se mostrado cada vez mais preocupantes para vários países, principalmente devido às legislações ambientais cada vez mais rigorosas. Em geral, os blocos de motor à combustão interna são fabricados em ferro fundido cinzento e ferro fundido vermicular. Porém, estudos recentes mostram que o ferro vermicular possui diversas propriedades superiores para essa aplicação, inclusive há a possibilidade de utilizar paredes mais finas, o que resultaria numa redução de massa do bloco e melhora no desempenho do motor. Nesse contexto, esse trabalho teve por objetivo estudar os efeitos da resistência mecânica e da severidade do sistema tribológico lubrificado no desempenho de ferros fundidos vermiculares de alta resistência (classes GJV450 e GJV500 – ISO 16112/2006). Para isso foram variadas cargas (75 e 170 N) e temperaturas (40 e 100 °C) em ensaios de deslizamento com movimento recíproco em tribômetro. As superfícies dos ferros vermiculares consistiram em cilindros brunidos de blocos de motor e os contra-corpos foram anéis de pistão comerciais de aço inoxidável martensítico nitretado. Além disso, uma condição com negro de fumo adicionado ao óleo lubrificante (SAE CF-30) foi utilizada para simular a presença de partículas de fuligem produzidas pela combustão incompleta de um motor e verificar a interação destas com o sistema tribológico. Os resultados não mostraram diferenças significativas no coeficiente de atrito para as condições ensaiadas entre os dois vermiculares. Por outro lado, imagens de microscopia eletrônica de varredura e medições de rugosidade realizadas por interferometria nas superfícies, antes e após os ensaios tribológicos, mostraram o GJV500 com comportamento superior, apresentando menor deformação plástica em sua superfície para as mesmas condições de ensaio. Um índice de mérito tribológico foi proposto com base nos parâmetros de rugosidade da família k para avaliar qualitativamente o desgaste em cada condição, mostrando o GJV500 menos alteração topográfica após os ensaios. As análises feitas nas condições de ensaio com o negro de fumo adicionado ao lubrificante, mostraram que essas partículas atuaram como lubrificante sólido no contato, reduzindo o coeficiente de atrito e contribuindo para menor desgaste dos materiais.