Caracterização mecânica de metal duro

• Autor(a) principal: Neto, Diana Lúcia Silva Rodrigues
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/11839
• topic: Metal duro; caracterização mecânica

Os materiais à base de carboneto de tungsténio são conhecidos por terem excelente comportamento de resistência ao desgaste e, ao mesmo tempo, alta tenacidade, principalmente quando comparados com outros materiais dentro da mesma faixa de dureza. Para apoiar o projeto de peças destinadas a aplicações críticas, é determinante um conhecimento profundo das propriedades de tenacidade à fratura e resistência à rotura transversa. Este trabalho surge com o intuito de estudar essas propriedades considerando uma ampla gama de composições de metal duro, produzidas a nível industrial. Foram consideradas 15 composições diferentes de carbonetos de tungsténio cementados fornecidas pela Durit. Os metais duros são maioritariamente ligados por cobalto, com gamas de 5 - 27 % em peso de cobalto, e com tamanho médio de grão a variar entre 0,8 - 8 µm. Alguns graus com ligante à base de níquel e níquel-crómio, com tamanho médio de grão de 1,2 µm, foram também analisados devido à sua importância para a empresa. Para determinação da tenacidade à fratura foi adotado o método de Palmqvist, uma vez que é o método regularmente utilizado na indústria. Contudo, nas composições mais dúcteis, com teores iguais ou superiores a cerca de 10 % em peso de cobalto, verificou-se não ser viável utilizá-lo para avaliar a tenacidade à fratura. Para ultrapassar essa limitação, um processo alternativo foi pesquisado e validado através de um ensaio preliminar. Os resultados obtidos sugerem que o método mais adequado é o CNB (Chevron Notch Beam), tendo sido alcançada uma boa correlação entre este método e o Palmqvist (o método de referência). A tenacidade à fratura pelo método CNB foi determinada para a gama de graus em estudo tendo sido obtidos valores máximo de 24,93 MPa.m1/2 e mínimo de 9,2 MPa.m1/2, para o grau com menor e maior teor de cobalto e menor e maior tamanho de grão, respetivamente. Com os resultados obtidos foi comprovada a relação inversa entre a tenacidade à fratura e dureza do metal duro. Verificou-se, ainda que os métodos de CNB e Palmqvist permitem obter resultados concordantes. O método CNB revelou vantagens que o podem qualificar para a utilização a nível industrial. A resistência à rotura transversa (TRS) apresentou valores máximo de 4036 MPa, para o grau com ligante níquel-crómio, e mínimo de 2957 MPa, respetivo ao grau com maior teor de cobalto e maior tamanho de grão (27 %Co e 8 µm). Com o aumento da tenacidade à fratura e teor de cobalto, verificou-se que o TRS diminui para os tamanhos médios de grão de 6 e 8 µm e aumenta para tamanhos médios de grão de 0,8 e 2,5 µm.