Avaliação da resistência ao desgaste microabrasivo dos metais duros WC-Ni-Mo2C, WC-Ni-Al e WC-Ni-Cr3C2

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: GUEDES, Álvaro Henrique Calazans
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3505
Resumo: O setor industrial brasileiro tem sofrido grandes prejuízos devido ao desgaste abrasivo, uma vez que este tipo de desgaste é um dos principais fatores de parada de maquinas e equipamentos. A fim de mitigar este problema, os metais duros têm sido cada vez mais utilizados em aplicações que envolvem desgaste abrasivo. Metal duro convencional é um material de cobalto e WC, este, apresenta certas desvantagens, sendo uma das principais, a baixa resistência à corrosão devido o ligante cobalto. Assim pesquisas realizadas por Penrice (1987), Almond e Roebuck (1988), Tracey (1992), apontam o níquel como mais promissor e de menor custo. O ligante níquel é um material menos oneroso, tem desempenho superior quanto a oxidação e corrosão em ambientes ácidos e meio aquoso comparados ao cobalto, porém perde em resistência ao desgaste por apresentar dureza inferior. Assim surge a combinação com carbonetos auxiliares para elevar a dureza do compósito. Um fator importante com relação a fabricação do metal duro, que é pela metalurgia do pó, é o fato, de que o compósito produzido apresenta um certo nível de porosidade. Essa porosidade é responsável por perdas de desempenho ao desgaste abrasivo. Sendo assim um bom produto final deve ter baixo nível de porosidade. A avaliação do desgaste abrasivo consistiu em submeter três corpos de prova com ligante níquel e carbonetos auxiliares distintos e um com ligante cobalto a um ensaio microabrasivo, monitorando a evolução do desgaste, os micromecanismos atuantes e posteriormente comparar os resultados entre ambos os corpos de prova. A microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para avaliar a superfície desgastada e estudar os mecanismos de desgaste atuantes, onde foi possível observar a ação dos mecanismos de dois corpos e três corpos. No teste de desgaste, comparado as amostras com o metal duro convencional 90WC-10Co, a amostra 90WC-9,5Ni-0,5Al teve desempenho superior, a amostra 90WC-8Ni-2Mo2C desempenhou comportamento de desgaste similar e por fim a amostra 90WC-8Ni-2Cr3C2 que apresentou o menor desempenho. Diante dos resultados é possível dizer que metais duros produzidos com níquel e acrescidos de carbonetos para melhorar desempenho são eficientes desde que mantenham qualidade na fabricação em relação a porosidade e assim podem ser uma excelente opção a substituir o metal duro convencional.
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spelling 2022-12-232022-02-142023-02-14T14:56:47Z2023-02-14T14:56:47Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3505O setor industrial brasileiro tem sofrido grandes prejuízos devido ao desgaste abrasivo, uma vez que este tipo de desgaste é um dos principais fatores de parada de maquinas e equipamentos. A fim de mitigar este problema, os metais duros têm sido cada vez mais utilizados em aplicações que envolvem desgaste abrasivo. Metal duro convencional é um material de cobalto e WC, este, apresenta certas desvantagens, sendo uma das principais, a baixa resistência à corrosão devido o ligante cobalto. Assim pesquisas realizadas por Penrice (1987), Almond e Roebuck (1988), Tracey (1992), apontam o níquel como mais promissor e de menor custo. O ligante níquel é um material menos oneroso, tem desempenho superior quanto a oxidação e corrosão em ambientes ácidos e meio aquoso comparados ao cobalto, porém perde em resistência ao desgaste por apresentar dureza inferior. Assim surge a combinação com carbonetos auxiliares para elevar a dureza do compósito. Um fator importante com relação a fabricação do metal duro, que é pela metalurgia do pó, é o fato, de que o compósito produzido apresenta um certo nível de porosidade. Essa porosidade é responsável por perdas de desempenho ao desgaste abrasivo. Sendo assim um bom produto final deve ter baixo nível de porosidade. A avaliação do desgaste abrasivo consistiu em submeter três corpos de prova com ligante níquel e carbonetos auxiliares distintos e um com ligante cobalto a um ensaio microabrasivo, monitorando a evolução do desgaste, os micromecanismos atuantes e posteriormente comparar os resultados entre ambos os corpos de prova. A microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para avaliar a superfície desgastada e estudar os mecanismos de desgaste atuantes, onde foi possível observar a ação dos mecanismos de dois corpos e três corpos. No teste de desgaste, comparado as amostras com o metal duro convencional 90WC-10Co, a amostra 90WC-9,5Ni-0,5Al teve desempenho superior, a amostra 90WC-8Ni-2Mo2C desempenhou comportamento de desgaste similar e por fim a amostra 90WC-8Ni-2Cr3C2 que apresentou o menor desempenho. Diante dos resultados é possível dizer que metais duros produzidos com níquel e acrescidos de carbonetos para melhorar desempenho são eficientes desde que mantenham qualidade na fabricação em relação a porosidade e assim podem ser uma excelente opção a substituir o metal duro convencional.The Brazilian industrial sector has suffered great losses due to abrasive wear, since this type of wear is one of the main factors for machinery and equipment breakdown. In order to mitigate this problem, cemented carbides have been increasingly used in applications involving abrasive wear. Conventional carbide is a cobalt and WC material, which has certain disadvantages, one of the main ones being the low corrosion resistance due to the cobalt binder. Thus, research conducted by Penrice (1987), Almond and Roebuck (1988), Tracey (1992), point to nickel as more promising and lower cost. The nickel binder is a less expensive material, has superior performance regarding oxidation and corrosion in acidic and aqueous environments compared to cobalt, but loses in wear resistance by presenting lower hardness. Thus, the combination with auxiliary carbides arises to increase the hardness of the composite. An important factor regarding the manufacture of carbide, which is by powder metallurgy, is the fact, that the composite produced presents a certain level of porosity. This porosity is responsible for performance losses to abrasive wear. Thus a good final product should have a low level of porosity. The evaluation of abrasive wear consisteddistância in subjecting three specimens with distinct nickel binder and auxiliary carbides and one with cobalt binder to a microabrasive test, monitoring the wear evolution, the acting micromechanisms, and later comparing the results between both specimens. Scanning electron microscopy was used to evaluate the worn surface and study the actuating wear mechanisms, where it was possible to observe the action of the two-body and three-body mechanisms. In the wear test, compared to the samples with the conventional carbide 90WC-10Co, sample 90WC-9.5Ni-0.5Al performed better, sample 90WC-8Ni-2Mo2C performed similar wear behavior, and finally sample 90WC-8Ni-2Cr3C2 showed the lowest performance. Given the results it is possible to say that cemented carbides produced with nickel and added carbides to improve performance are efficient since they maintain quality in manufacturing in relation to porosity and thus can be an excellent option to replace conventional cemented carbide.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia MecânicaUNIFEIBrasilIEM - Instituto de Engenharia MecânicaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICAMetal duroMicroabrasãoMEVPerfilometriaMetalurgia do póAvaliação da resistência ao desgaste microabrasivo dos metais duros WC-Ni-Mo2C, WC-Ni-Al e WC-Ni-Cr3C2info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCORRÊA, Edmilson Otonihttp://lattes.cnpq.br/4218586914073507http://lattes.cnpq.br/1952187687565839GUEDES, Álvaro Henrique CalazansGUEDES, Álvaro Henrique Calazans. Avaliação da resistência ao desgaste microabrasivo dos metais duros WC-Ni-Mo2C, WC-Ni-Al e WC-Ni-Cr3C2. 2022. 96 f. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022.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/123456789/3505/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDissertação_2023015.pdfDissertação_2023015.pdfapplication/pdf6583737https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3505/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_2023015.pdf7caa841e3be20393e54f2ba786cb4b80MD51123456789/35052023-02-14 11:56:47.687oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442023-02-14T14:56:47Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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