Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co
Ano de defesa: | 2021 |
---|---|
Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | |
Tipo de documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Itajubá
|
Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para Engenharia
|
Departamento: |
IFQ - Instituto de Física e Química
|
País: |
Brasil
|
Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2589 |
Resumo: | Metal duro é um material compósito constituído por partículas de carbonetos duros embebidas em uma matriz metálica dúctil, chamada de fase ligante. Esses materiais apresentam uma excelente combinação de propriedades mecânicas e um amplo e potencial campo de aplicação. Atualmente os metais duros com ligante a base de cobalto (WC-Co) dominam o mercado devido as suas boas propriedades mecânicas. Entretanto, a substituição desse elemento tem sido motivada pela sua baixa resistência à corrosão, que inviabiliza a aplicação de metais duros WC-Co em ambientes agressivos. Além disso, o cobalto é um elemento escasso, de alto custo e tóxico. O níquel é o substituto mais promissor, porém, essa substituição resulta em um material com propriedades mecânicas e microestruturais inferiores. Assim, tem sido estudada a adição de elementos de liga, como molibdênio e cromo, com a finalidade de promover o endurecimento do níquel por solução sólida. O objetivo principal desse trabalho é o estudo comparativo da resistência a corrosão dos metais duros WC-NiMo e WC-NiCr em relação ao metal duro WC-Co, produzidos pela metalurgia do pó convencional. Os metais duros foram caracterizados, antes e após os ensaios corrosivos, por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) e difração de raios X (DRX). A microdureza foi medida pelo método de microdureza Vickers. O estudo de corrosão, em solução NaCl 3,5% em peso, se baseou nas técnicas de potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica linear, espectroscopia de impedância eletroquímica e corrosão por imersão estática. Os metais duros WC-NiMo e WC-NiCr apresentaram microestruturas semelhantes às dos metais duros WC-Co. Porém, foram observados poros e ilhas de ligante nas microestruturas, o que gera propriedades mecânicas inferiores, como a microdureza Vickers. Contudo, os ensaios de corrosão obtiveram resultados promissores, os metais duros WC-NiMo e WC-NiCr apresentaram resistência a corrosão superior e maior capacidade de passivação do que o metal duro WC-Co. O metal duro WC-NiMo foi o material com o melhor desempenho, pois manteve boas propriedades mecânicas e apresentou o comportamento eletroquímico mais nobre entre os materiais estudados. |
id |
UFEI_a7cbee4e95ae5356e2bc0488848b7380 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/2589 |
network_acronym_str |
UFEI |
network_name_str |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
repository_id_str |
|
spelling |
2021-11-052021-11-192021-11-22T15:36:52Z2021-11-22T15:36:52Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2589Metal duro é um material compósito constituído por partículas de carbonetos duros embebidas em uma matriz metálica dúctil, chamada de fase ligante. Esses materiais apresentam uma excelente combinação de propriedades mecânicas e um amplo e potencial campo de aplicação. Atualmente os metais duros com ligante a base de cobalto (WC-Co) dominam o mercado devido as suas boas propriedades mecânicas. Entretanto, a substituição desse elemento tem sido motivada pela sua baixa resistência à corrosão, que inviabiliza a aplicação de metais duros WC-Co em ambientes agressivos. Além disso, o cobalto é um elemento escasso, de alto custo e tóxico. O níquel é o substituto mais promissor, porém, essa substituição resulta em um material com propriedades mecânicas e microestruturais inferiores. Assim, tem sido estudada a adição de elementos de liga, como molibdênio e cromo, com a finalidade de promover o endurecimento do níquel por solução sólida. O objetivo principal desse trabalho é o estudo comparativo da resistência a corrosão dos metais duros WC-NiMo e WC-NiCr em relação ao metal duro WC-Co, produzidos pela metalurgia do pó convencional. Os metais duros foram caracterizados, antes e após os ensaios corrosivos, por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) e difração de raios X (DRX). A microdureza foi medida pelo método de microdureza Vickers. O estudo de corrosão, em solução NaCl 3,5% em peso, se baseou nas técnicas de potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica linear, espectroscopia de impedância eletroquímica e corrosão por imersão estática. Os metais duros WC-NiMo e WC-NiCr apresentaram microestruturas semelhantes às dos metais duros WC-Co. Porém, foram observados poros e ilhas de ligante nas microestruturas, o que gera propriedades mecânicas inferiores, como a microdureza Vickers. Contudo, os ensaios de corrosão obtiveram resultados promissores, os metais duros WC-NiMo e WC-NiCr apresentaram resistência a corrosão superior e maior capacidade de passivação do que o metal duro WC-Co. O metal duro WC-NiMo foi o material com o melhor desempenho, pois manteve boas propriedades mecânicas e apresentou o comportamento eletroquímico mais nobre entre os materiais estudados.Cemented carbide is a composite material consisting of hard ceramic particles embedded in a ductile metal matrix, called the binder phase. These materials exhibit a unique combination of mechanical properties, having several engineering applications. Currently, cobalt is the binder that dominates the cemented carbide market due to better mechanical properties. However, due to the high cost, scarcity and the search for cemented carbides with greater corrosion resistance, an alternative binder phase has been researched. Nickel is an exciting and promising candidate but, the mechanical properties of WC-Ni cemented carbides are relatively inferior to those of WC-Co cemented carbides. Thus the addition of alloying elements, such as molybdenum and chromium, has been studied in order to promote the strengthening of the WC-Ni alloys by using solid solution techniques. The aim of this work is to evaluate the corrosion resistance of WC-NiMo, WC-NiCr and WC-Co cemented carbides, obtained by conventional powder metallurgy. The sintered sample was characterized, , before and after corrosive tests, by the analysis in optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD. Microhardness was measured by the Vickers microhardness method. The corrosion resistance of the cemented carbides was investigated by open circuit potential, potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy and static immersing corrosion test, in a 3.5 wt.% NaCl solution. The WC-Ni cemented carbides showed microstructures similar to those of conventional cemented carbides, WC-Co. However, pores and binder islands were observed in the microstructures, which leads to inferior mechanical properties, such as Vickers microhardness. The corrosion tests had promising results, the WC-NiMo e WC-NiCr cemented carbide showed superior corrosion resistance and higher passivation capacity than the WC-Co cemented carbide. The WC-NiMo cemented carbide was the material with the best performance, as it maintained good mechanical properties and presented the noblest corrosive behavior among the studied materials.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para EngenhariaUNIFEIBrasilIFQ - Instituto de Física e QuímicaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAMetal duro WC-NiResistência a corrosãoPolarização potenciodinâmica linearEspectroscopia de impedância eletroquímicaEstudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Coinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCORRÊA, Edmilson Otonihttp://lattes.cnpq.br/4218586914073507http://lattes.cnpq.br/3025245023121749BALBINO, Nádia Alves NeryBALBINO, Nádia Alves Nery. Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co. 2021. 123 f. Tese (Doutorado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2021.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2589/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALTese_2021052.pdfTese_2021052.pdfapplication/pdf3939744https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2589/1/Tese_2021052.pdfffc36641e3c4ac8747c6630f7ecc256aMD51123456789/25892024-04-04 08:11:42.223oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/2589Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-04-04T11:11:42Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co |
title |
Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co |
spellingShingle |
Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co BALBINO, Nádia Alves Nery CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Metal duro WC-Ni Resistência a corrosão Polarização potenciodinâmica linear Espectroscopia de impedância eletroquímica |
title_short |
Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co |
title_full |
Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co |
title_fullStr |
Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co |
title_full_unstemmed |
Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co |
title_sort |
Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co |
author |
BALBINO, Nádia Alves Nery |
author_facet |
BALBINO, Nádia Alves Nery |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
CORRÊA, Edmilson Otoni |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/4218586914073507 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/3025245023121749 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
BALBINO, Nádia Alves Nery |
contributor_str_mv |
CORRÊA, Edmilson Otoni |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
topic |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Metal duro WC-Ni Resistência a corrosão Polarização potenciodinâmica linear Espectroscopia de impedância eletroquímica |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Metal duro WC-Ni Resistência a corrosão Polarização potenciodinâmica linear Espectroscopia de impedância eletroquímica |
description |
Metal duro é um material compósito constituído por partículas de carbonetos duros embebidas em uma matriz metálica dúctil, chamada de fase ligante. Esses materiais apresentam uma excelente combinação de propriedades mecânicas e um amplo e potencial campo de aplicação. Atualmente os metais duros com ligante a base de cobalto (WC-Co) dominam o mercado devido as suas boas propriedades mecânicas. Entretanto, a substituição desse elemento tem sido motivada pela sua baixa resistência à corrosão, que inviabiliza a aplicação de metais duros WC-Co em ambientes agressivos. Além disso, o cobalto é um elemento escasso, de alto custo e tóxico. O níquel é o substituto mais promissor, porém, essa substituição resulta em um material com propriedades mecânicas e microestruturais inferiores. Assim, tem sido estudada a adição de elementos de liga, como molibdênio e cromo, com a finalidade de promover o endurecimento do níquel por solução sólida. O objetivo principal desse trabalho é o estudo comparativo da resistência a corrosão dos metais duros WC-NiMo e WC-NiCr em relação ao metal duro WC-Co, produzidos pela metalurgia do pó convencional. Os metais duros foram caracterizados, antes e após os ensaios corrosivos, por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS) e difração de raios X (DRX). A microdureza foi medida pelo método de microdureza Vickers. O estudo de corrosão, em solução NaCl 3,5% em peso, se baseou nas técnicas de potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica linear, espectroscopia de impedância eletroquímica e corrosão por imersão estática. Os metais duros WC-NiMo e WC-NiCr apresentaram microestruturas semelhantes às dos metais duros WC-Co. Porém, foram observados poros e ilhas de ligante nas microestruturas, o que gera propriedades mecânicas inferiores, como a microdureza Vickers. Contudo, os ensaios de corrosão obtiveram resultados promissores, os metais duros WC-NiMo e WC-NiCr apresentaram resistência a corrosão superior e maior capacidade de passivação do que o metal duro WC-Co. O metal duro WC-NiMo foi o material com o melhor desempenho, pois manteve boas propriedades mecânicas e apresentou o comportamento eletroquímico mais nobre entre os materiais estudados. |
publishDate |
2021 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2021-11-05 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2021-11-19 2021-11-22T15:36:52Z |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2021-11-22T15:36:52Z |
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.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2589 |
url |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2589 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.references.pt_BR.fl_str_mv |
BALBINO, Nádia Alves Nery. Estudo comparativo da resistência à corrosão de metais duros WC-NiMo, WC-NiCr e WC-Co. 2021. 123 f. Tese (Doutorado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2021. |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Itajubá |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para Engenharia |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UNIFEI |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
IFQ - Instituto de Física e Química |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Itajubá |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) instacron:UNIFEI |
instname_str |
Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) |
instacron_str |
UNIFEI |
institution |
UNIFEI |
reponame_str |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
collection |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2589/2/license.txt https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2589/1/Tese_2021052.pdf |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 ffc36641e3c4ac8747c6630f7ecc256a |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) |
repository.mail.fl_str_mv |
repositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.br |
_version_ |
1797311999056543744 |