Produção e caracterização de camadas tribológicas obtidas por laser e tratamentos termoquímicos em aços grafíticos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Takeya, Gustavo Satoru
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: abrasive wear; aços grafíticos; austêmpera; austempering; boretação; boriding; desgaste abrasivo; graphitic steels; laser cladding; thermo-reactive treatments; tratamentos termorreativos; vermicular
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-21122023-114400/

Os aços grafíticos constituem-se em alternativas promissoras para a produção de peças no processo near-net-shape, em substituição as peças forjadas de aço convencional, com as consequentes vantagens econômicas. Tais aços podem apresentar adicionalmente vantagens significativas, tais como maior ductilidade, maior capacidade de absorção de vibrações, boa resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito, podendo ser usados em várias aplicações estruturais de engenharia em diversos setores industriais, tais como o automotivo, agrícola, ferroviário e no de bombas e compressores. Neste trabalho foram produzidos aços grafíticos com três composições químicas: 1%C; 1%C-0,5%Nb e 2%C-0,5%Nb. No caso da composição com 2%C, obteve-se um aço com microestrutura inédita, contendo grafita na morfologia vermicular. A adição de nióbio não influenciou significativamente nos tamanhos de grãos, tendo ocorrido a formação de carbonetos de nióbio dispersos nos contornos de grãos. Visando um melhoramento das características tribológicas dos mesmos, foram produzidas camadas por meio de tratamentos térmicos (laser quenching), termoquímicos (boretação e tratamentos termorreativos) e deposição por laser cladding de Colmonoy. Os substratos foram submetidos a tratamentos de austêmpera, visando a obtenção de elevadas resistências mecânicas. As amostras foram caracterizadas por meio de microscopias confocal a laser e MEV, EDS, DRX, ensaios de microdureza Vickers e de desgaste microabrasivo do tipo esfera fixa. Nos tratamentos termoquímicos obteve-se camadas uniformes e com elevados níveis de durezas (1800 HV na boretação e 2200 HV no termorreativo). Estas camadas, juntamente com a produzida por laser cladding mostraram-se altamente efetivas no melhoramento das características tribológicas dos aços grafíticos, produzindo grandes aumentos nas resistências ao desgaste, em comparação com os respectivos substratos: 8 a 24x no caso da boretação, 13 a 40x no caso da TRD e 4 a 12x no caso do laser cladding.