Estudo sobre a integridade superficial de revestimentos de aço baixa liga MnSi depositados sobre aço ABNT 1015

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Sandro da Costa Silva
• Orientador(a): Alexandre Mendes Abrão
• Banca de defesa: Ariel Rodriguez Arias, Paulo César de Matos Rodrigues, Sandro Cardoso Santos, Luiz Leite da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica
• Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Revestimento; Caracterização; Integridade superficial; Tribologia
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/37143

Máquinas e equipamentos de manutenção rodoferroviária trabalham em ambientes abrasivos e estão sujeitos ao desgaste dos componentes e peças. A análise das etapas de fabricação dos componentes da socadora de lastro (máquina para manutenção ferroviária) permite identificar as regiões críticas sob condição de atrito, que são as superfícies de mancais planos reparados por deposição de revestimento e fresamento. Os processos de fabricação empregados produzem condições superficiais determinantes para desempenho dos mancais. Este estudo tem por objetivo analisar a integridade superficial de conjugados formados por revestimento de aço MnSi depositado sobre aço ABNT 1015, por meio da caracterização e correlação com o comportamento tribológico de revestimentos tratados termicamente por normalização, têmpera profunda e têmpera superficial, nas condições de contato a seco e na presença de lubrificante. A operação de fresamento frontal foi realizada após a deposição do revestimento pelo processo de soldagem a arco com gás de proteção. Medições de dureza, microdureza, rugosidade e do perfil de tensões residuais foram executadas. A dureza e microdureza foram avaliadas com o objetivo de verificar os efeitos dos tratamentos térmicos propostos e de se conhecer o comportamento de cada fase formada nas diferentes regiões do conjugado fabricado (revestimento, zona fundida, zona termicamente afetada e substrato). Foram realizadas medições dos parâmetros de rugosidade selecionados, a partir do agrupamento dos corpos de prova em dois conjuntos amostrais com Ra= 0,8 µm e Ra= 0,2 µm. Já a medição dos perfis de tensões residuais visam à determinação das intensidades e tipo de tensões na superfície e subsuperfície induzidas pelos processos de fabricação. A caracterização microestrutural realizada por meio de microscopia óptica permitiu observar a morfologia dos grãos formados e, junto à microdureza, inferir sobre as fases presentes em cada conjugado; a revelação da martensita formada após têmpera foi obtida por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As composições químicas do revestimento e do substrato foram obtidas pela associação de espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDS) e do determinador de carbono. Cálculos do índice de plasticidade e da espessura mínima do filme lubrificante foram executados para auxiliar na análise dos resultados dos ensaios tribológicos. Os revestimentos foram analisados quanto aos mecanismos de desgaste por meio de MEV e do cálculo da taxa de desgaste. Os resultados indicaram que o revestimento sob têmpera superficial reuniu as melhores condições para aplicação em relação aos revestimentos normalizado e sob têmpera profunda, associando os parâmetros de integridade superficial selecionados em função do conjugado fabricado, obtendo assim as menores taxas de desgaste influenciadas pelos maiores valores de dureza obtidos, principalmente na condição Ra = 0,2 µm, situação em que foi encontrado um índice de plasticidade de 0,23 (valor que indica fluxo plástico permanente nas asperezas em contato), e coeficiente de regime de lubrificação de 6 (superior a três, valor de referência).