Desenvolvimento de revestimento composito Fe3Al-K atomizado depositado por asperção térmica sobre aço AISI 304

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Alves, Silvana Patrícia Verona
Orientador(a): Cortés Paredes, Ramón Sigifredo, 1949-
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Aspersão térmica
Aço inoxidável
Engenharia Mecânica
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/73671
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Ramón Sigifredo Cortes Paredes
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spelling Alves, Silvana Patrícia VeronaSetti, DalmarinoUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaCortés Paredes, Ramón Sigifredo, 1949-2022-03-23T14:09:37Z2022-03-23T14:09:37Z2021https://hdl.handle.net/1884/73671Orientador: Prof. Dr. Ramón Sigifredo Cortes ParedesCoorientador: Prof. Dr. Dalmarino SettiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa : Curitiba, 03/12/2021Inclui referências: p. 168-185Resumo: A aspersão térmica é utilizada em todos os setores industriais como uma técnica estabelecida para depositar revestimentos e conferir ao substrato resistência ao desgaste e à corrosão. Entre os processos de aspersão térmica, o processo chama a pó (FSp) é o mais antigo e ainda bastante utilizado que permite depositar diversos tipos de materiais em diferentes substratos, com baixo custo de aplicação e facilidade de operação. Para se obter revestimentos resistentes ao desgaste, o processo High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) é o mais empregado, devido ao menor teor de porosidade, maior aderência ao substrato e maior dureza do revestimento. Os revestimentos desenvolvem características morfológicas próprias dependendo da técnica empregada e dos parâmetros de processo que juntamente com as características do material influenciam nas propriedades finais do revestimento. O objetivo deste estudo foi obter e caracterizar revestimentos depositados por aspersão térmica FSp e por HVOF do compósito intermetálico Fe3Al-(capa) atomizado sobre um substrato de aço inox 304. Para a deposição por FSp observou-se a influência da granulometria do pó e do pré-aquecimento do substrato sobre a formação da camada, morfologia do revestimento, aderência por tração, formação de óxidos e porosidade. No processo HVOF, foi considerado a influência da taxa de deposição na morfologia do revestimento e nas propriedades mecânicas. As amostras dos revestimentos foram caracterizadas quanto a composição química, formação de fases, morfologia, microdureza Vickers, aderência por tração, microdureza instrumentada e scratch test. Para avaliação da resistência ao desgaste, o revestimento adquirido por HVOF, foi submetido a ensaio de pino disco em temperatura ambiente, 350 °C e 500 °C. Os revestimentos não obtiveram alteração significativa na composição química, no entanto manteve-se a presença das fases Fe3Al e Fe3AlC. Os revestimentos depositados por FSp manifestaram espessura inferior a 200 µm, tensão de aderência de até 24,36 MPa, teor de óxidos entre 8,18% e 11,2 de óxidos, fração de poros de 4,2%, microdureza de 250 a 380 HV, módulo elástico de 68,3 MPa e baixa adesão e coesão no ensaio de scratch test. Os revestimentos por HVOF exibiram espessura próxima a 250 µm, tensão de aderência de até 20 Mpa, teor de óxido de 6,18%, fração de poros inferior a 0,95%, microdureza de 350 e 650 HV, módulo elástico de 152 Mpa e boa coesão e aderência por scratch test. O coeficiente de atrito em temperatura ambiente foi de 0,27 (µ) com taxa de desgaste de 1,27E-04 (mm³/N.m) para 1 N e 1E-05 (mm³/N.m) para cargas de 3 e 5 N. O coeficiente de atrito médio em alta temperatura foi de 0,06 µ para 350 °C 0,05 µ para 500 °C. A taxa de desgaste diminuiu com o aumento da temperatura e da carga, revelando mecanismos de desgaste por fadiga, abrasivo e oxidativo.Abstract: Thermal spray is used in all industrial sectors as an established technique for depositing coatings and giving the substrate resistance to wear and corrosion. Among the thermal spraying processes, the flame spray powder process (FSp) is the oldest and still widely used, allowing to deposit different types of materials, on different types of substrates, with low application cost and easy operation. To obtain wear-resistant coatings, the High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) process is the most used, due to the lower porosity content, better adhesion to the substrate and hight hardness of the coating. The coatings have their own morphological characteristics depending on the technique used and the process parameters which, together with the material characteristics, influence the final properties of the coating. The objective of this work was to develop and characterize coatings obtained by FSp and HVOF thermal spray of the Fe3Al-(capa) intermetallic composite atomized on a 304 stainless steel substrate. on layer formation, coating morphology, tensile adhesion, oxide formation and porosity. In the HVOF process, the influence of the deposition rate on the coating morphology and mechanical properties was verified. The coating samples were characterized by the chemical composition, phase formation, morphology, Vickers microhardness, tensile adhesion, instrumented microhardness and scratch test. To evaluate the wear resistance, the coating obtained by HVOF was submitted to a disc pin test at room temperature, 350 °C and 500 °C. The coatings showed no significant change in chemical composition and showed the presence of Fe3Al and Fe3AlC phases. The coatings deposited by Fsp presented a thickness of less than 200 ?m, adhesion tension of to 24.36 MPa, oxide content between 8.18% and 11.2 of oxides, pore fraction of 4.2%, microhardness 250 to 380 HV, elastic modulus of 68.3 MPa, showing low adhesion and cohesion in the scratch test. The HVOF coatings presented thickness close to 250 µm, adhesion tension of up to 20 MPa, oxide content of 6.18%, pore fraction less than 0.95%, microhardness of 350 and 650 HV, elastic modulus of 152 MPa and in the scratch test, the coating deposited by HVOF showed good cohesion and adhesion. The coefficient of friction at room temperature was 0.27 (µ) with a wear rate of 1.27E-04 (mm³/Nm) for 1 N and 1E-05 (mm³/Nm) for loads of 3 and 5 N. The mean friction coefficient at high temperature was 0.06 µ for 350 °C 0.05 µ for 500 °C. The wear rate decreased with increasing temperature and load, showing fatigue, abrasive and oxidative wear mechanisms.1 recurso online : PDF.application/pdfAspersão térmicaAço inoxidávelEngenharia MecânicaDesenvolvimento de revestimento composito Fe3Al-K atomizado depositado por asperção térmica sobre aço AISI 304info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - SILVANA PATRICIA VERONA ALVES.pdfapplication/pdf6322487https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/73671/1/R%20-%20T%20-%20SILVANA%20PATRICIA%20VERONA%20ALVES.pdf3699075ea6949806679d390ef6ce1b4cMD51open access1884/736712022-03-23 11:09:37.794open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/73671Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082022-03-23T14:09:37Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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