Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Rodrigues, Luana Cristina Miguel
Orientador(a): Filho, Walter José Botta lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.14289/22310
Resumo: The application of protective coatings on components requiring resistance to wear and corrosion has been widely investigated. However, achieving surfaces that simultaneously combine high resistance to both phenomena is a significant challenge. In this context, selecting the appropriate alloy system and processing method for coating production is essential. The present study aimed to investigate metal coatings processed by Plasma Transferred Arc (PTA) using two alloys with distinct microstructural characteristics to achieve specific properties. The alloys studied were: an Fe-based alloy (Fe68Cr8Mo4Nb4B16) and a multiprincipal element alloy (Cr40Co40Ni20). The PTA technique has proven effective in producing coatings with excellent wear and/or corrosion resistance properties, in addition to allowing the production of thick, dense coatings with good metallurgical bonding between the substrate and the coating. The two alloys were gas-atomized and subsequently characterized by scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), X-ray diffraction (XRD), and differential scanning calorimetry (DSC, for the glassy alloy powder). The PTA-produced coatings were characterized by XRD, SEM, OM, transmission electron microscopy (TEM), ASTAR (automatic crystallographic orientation mapping system), and confocal microscopy (CM). Vickers microhardness was measured on the top of the polished coatings. Tribological tests were conducted according to ASTM G133-05 standards on polished surfaces (Al2O3 1-μm) using a reciprocating pin-on-plate configuration. Electrochemical tests included the analysis of potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy in a 0.6M NaCl electrolyte. The results indicate that the PTA-produced coatings, using alloys with innovative microstructures, provide good tribological and/or electrochemical properties.
id SCAR_597284816c9d3299d89ec8a7b20820ab
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22310
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Rodrigues, Luana Cristina MiguelFilho, Walter José Bottahttp://lattes.cnpq.br/8956458007749112Koga, Guilherme Yuukihttp://lattes.cnpq.br/0933095081175012http://lattes.cnpq.br/4945117322835400https://orcid.org/0009-0004-5031-1189https://orcid.org/0000-0003-2759-573Xhttps://orcid.org/0000-0003-0792-11392025-07-11T16:59:44Z2025-05-16RODRIGUES, Luana Cristina Miguel. Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido. 2025. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22310.https://hdl.handle.net/20.500.14289/22310The application of protective coatings on components requiring resistance to wear and corrosion has been widely investigated. However, achieving surfaces that simultaneously combine high resistance to both phenomena is a significant challenge. In this context, selecting the appropriate alloy system and processing method for coating production is essential. The present study aimed to investigate metal coatings processed by Plasma Transferred Arc (PTA) using two alloys with distinct microstructural characteristics to achieve specific properties. The alloys studied were: an Fe-based alloy (Fe68Cr8Mo4Nb4B16) and a multiprincipal element alloy (Cr40Co40Ni20). The PTA technique has proven effective in producing coatings with excellent wear and/or corrosion resistance properties, in addition to allowing the production of thick, dense coatings with good metallurgical bonding between the substrate and the coating. The two alloys were gas-atomized and subsequently characterized by scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), X-ray diffraction (XRD), and differential scanning calorimetry (DSC, for the glassy alloy powder). The PTA-produced coatings were characterized by XRD, SEM, OM, transmission electron microscopy (TEM), ASTAR (automatic crystallographic orientation mapping system), and confocal microscopy (CM). Vickers microhardness was measured on the top of the polished coatings. Tribological tests were conducted according to ASTM G133-05 standards on polished surfaces (Al2O3 1-μm) using a reciprocating pin-on-plate configuration. Electrochemical tests included the analysis of potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy in a 0.6M NaCl electrolyte. The results indicate that the PTA-produced coatings, using alloys with innovative microstructures, provide good tribological and/or electrochemical properties.A aplicação de revestimentos protetores em peças que exigem resistência ao desgaste e à corrosão tem sido amplamente investigada. No entanto, alcançar superfícies que combinem simultaneamente alta resistência a ambos os fenômenos é um grande desafio. Nesse contexto, a escolha do sistema de liga e do tipo de processamento adequado para a produção de revestimentos é essencial. O presente estudo teve como objetivo investigar revestimentos metálicos processados por Plasma com Arco Transferido (PTA, do inglês Plasma Transferred Arc), utilizando duas ligas com características microestruturais distintas, com o intuito de alcançar propriedades específicas. As ligas investigadas foram: uma liga à base de Fe (Fe68Cr8Mo4Nb4B16) e uma liga de elemento multiprincipal (Cr40Co40Ni20). A técnica PTA tem se mostrado eficaz na produção de revestimentos com excelentes propriedades de resistência ao desgaste e/ou corrosão, além de possibilitar a obtenção de revestimentos espessos, densos e com boa adesão metalúrgica entre o substrato e o revestimento. As duas ligas foram atomizadas a gás e, em seguida, caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica (MO), difratometria de raios-X (DRX) e calorimetria diferencial de varredura (DSC, para o pó da liga vítrea). Os revestimentos produzidos por PTA foram caracterizados por DRX, MEV, MO, microscopia eletrônica de transmissão (MET), ASTAR (sistema de mapeamento automático de orientação cristalográfica) e microscopia confocal (MC). A microdureza Vickers foi medida no topo dos revestimentos polidos. Os ensaios tribológicos foram realizados conforme a norma ASTM G133-05, em superfícies polidas (Al2O3 1-μm), utilizando a configuração recíproca pino sobre placa. Os ensaios eletroquímicos consistiram na análise das curvas de polarização potenciodinâmica e na espectroscopia de impedância eletroquímica em solução 0,6M NaCl. Os resultados indicam que os revestimentos produzidos por PTA, utilizando ligas com microestruturas inovadoras, proporcionam boas propriedades tribológicas e/ou eletroquímicas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Processo nº 88887.700596/2022-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarhttps://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2024.131693Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFe-based alloysMultiprincipal element alloysGas atomizationPlasma transferred arcCoatingsWearCorrosionENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAOLigas à base de FeLigas de elemento multiprincipalAtomização a gásPlasma com arco transferidoRevestimentosDesgasteCorrosãoMicroestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferidoMicrostructure and wear and corrosion properties of FeCrMoNbB and CrCoNi coatings produced by transferred arc plasmainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALLuana Cristina Miguel Rodrigues - Tese.pdfLuana Cristina Miguel Rodrigues - Tese.pdfapplication/pdf8583996https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/02b5dbc1-9c1f-4fdd-94b2-0b38aed86870/download409a82f63de23cdff6880420fafde0e8MD51trueAnonymousREADTEXTLuana Cristina Miguel Rodrigues - Tese.pdf.txtLuana Cristina Miguel Rodrigues - Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain102644https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/09780754-1f46-42b0-82be-d0fec51be44c/download369f18f9a2e71186d4509e5a00bb9f14MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILLuana Cristina Miguel Rodrigues - Tese.pdf.jpgLuana Cristina Miguel Rodrigues - Tese.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3967https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/79499308-f311-47e5-954a-479853991eb7/download91d62a895f3c56ceb4c1ac15ffae5e26MD54falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8906https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/0a2216b4-a577-48e8-8078-9a218a7fd7b2/downloadfba754f0467e45ac3862bc2533fb2736MD52falseAnonymousREAD20.500.14289/223102025-07-12T03:01:06.946024Zhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22310https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-07-12T03:01:06Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.none.fl_str_mv Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Microstructure and wear and corrosion properties of FeCrMoNbB and CrCoNi coatings produced by transferred arc plasma
title Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido
spellingShingle Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido
Rodrigues, Luana Cristina Miguel
Fe-based alloys
Multiprincipal element alloys
Gas atomization
Plasma transferred arc
Coatings
Wear
Corrosion
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO
Ligas à base de Fe
Ligas de elemento multiprincipal
Atomização a gás
Plasma com arco transferido
Revestimentos
Desgaste
Corrosão
title_short Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido
title_full Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido
title_fullStr Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido
title_full_unstemmed Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido
title_sort Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido
author Rodrigues, Luana Cristina Miguel
author_facet Rodrigues, Luana Cristina Miguel
author_role author
dc.contributor.authorlattes.none.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4945117322835400
dc.contributor.authororcid.none.fl_str_mv https://orcid.org/0009-0004-5031-1189
dc.contributor.advisor1orcid.none.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0003-2759-573X
dc.contributor.advisor-co1orcid.none.fl_str_mv https://orcid.org/0000-0003-0792-1139
dc.contributor.author.fl_str_mv Rodrigues, Luana Cristina Miguel
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Filho, Walter José Botta
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8956458007749112
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Koga, Guilherme Yuuki
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0933095081175012
contributor_str_mv Filho, Walter José Botta
Koga, Guilherme Yuuki
dc.subject.eng.fl_str_mv Fe-based alloys
Multiprincipal element alloys
Gas atomization
Plasma transferred arc
Coatings
Wear
Corrosion
topic Fe-based alloys
Multiprincipal element alloys
Gas atomization
Plasma transferred arc
Coatings
Wear
Corrosion
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO
Ligas à base de Fe
Ligas de elemento multiprincipal
Atomização a gás
Plasma com arco transferido
Revestimentos
Desgaste
Corrosão
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO
dc.subject.por.fl_str_mv Ligas à base de Fe
Ligas de elemento multiprincipal
Atomização a gás
Plasma com arco transferido
Revestimentos
Desgaste
Corrosão
description The application of protective coatings on components requiring resistance to wear and corrosion has been widely investigated. However, achieving surfaces that simultaneously combine high resistance to both phenomena is a significant challenge. In this context, selecting the appropriate alloy system and processing method for coating production is essential. The present study aimed to investigate metal coatings processed by Plasma Transferred Arc (PTA) using two alloys with distinct microstructural characteristics to achieve specific properties. The alloys studied were: an Fe-based alloy (Fe68Cr8Mo4Nb4B16) and a multiprincipal element alloy (Cr40Co40Ni20). The PTA technique has proven effective in producing coatings with excellent wear and/or corrosion resistance properties, in addition to allowing the production of thick, dense coatings with good metallurgical bonding between the substrate and the coating. The two alloys were gas-atomized and subsequently characterized by scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy (OM), X-ray diffraction (XRD), and differential scanning calorimetry (DSC, for the glassy alloy powder). The PTA-produced coatings were characterized by XRD, SEM, OM, transmission electron microscopy (TEM), ASTAR (automatic crystallographic orientation mapping system), and confocal microscopy (CM). Vickers microhardness was measured on the top of the polished coatings. Tribological tests were conducted according to ASTM G133-05 standards on polished surfaces (Al2O3 1-μm) using a reciprocating pin-on-plate configuration. Electrochemical tests included the analysis of potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy in a 0.6M NaCl electrolyte. The results indicate that the PTA-produced coatings, using alloys with innovative microstructures, provide good tribological and/or electrochemical properties.
publishDate 2025
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2025-07-11T16:59:44Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2025-05-16
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv RODRIGUES, Luana Cristina Miguel. Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido. 2025. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22310.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.14289/22310
identifier_str_mv RODRIGUES, Luana Cristina Miguel. Microestrutura e propriedades de desgaste e corrosão de revestimentos à base de FeCrMoNbB e de CrCoNi produzidos por plasma com arco transferido. 2025. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22310.
url https://hdl.handle.net/20.500.14289/22310
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.uri.none.fl_str_mv https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2024.131693
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/02b5dbc1-9c1f-4fdd-94b2-0b38aed86870/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/09780754-1f46-42b0-82be-d0fec51be44c/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/79499308-f311-47e5-954a-479853991eb7/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/0a2216b4-a577-48e8-8078-9a218a7fd7b2/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 409a82f63de23cdff6880420fafde0e8
369f18f9a2e71186d4509e5a00bb9f14
91d62a895f3c56ceb4c1ac15ffae5e26
fba754f0467e45ac3862bc2533fb2736
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688755178504192