Caracterização estrutural e propriedades mecânicas e tribológicas de ferro fundido branco alto cromo com adição de nióbio

• Autor(a) principal: Dimas de Andrade Pacheco
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AYFKTV
• topic: Nióbio; Desgaste brando; Tribologia; Ferro fundido branco alto cromo; Desgaste abrasivo; Niobio; Materiais; Tribologia; Ciência dos materiais; Ferro fundido; Desgaste mecânico

O desgaste abrasivo é um dos problemas mais recorrentes na indústria, principalmente em setores como a mineração. O mecanismo de desgaste associado a um material submetido a desgaste abrasivo depende fortemente das propriedades do material (dureza e tenacidade), como também do sistema tribológico (dureza e forma da partícula, carga aplicada e restrição do abrasivo). O ferro fundido branco alto cromo é um material amplamente utilizado em regiões de alta solicitação abrasiva, devido à alta dureza associada aos carbonetos de cromo presentes. A adição de 2,35% de nióbio em um ferro fundido alto cromo (25,6%Cr, 2,9%C e 1%Mo) promoveu a alteração da microestrutura do material. Inicialmente eutético, este passou para uma microestrutura hipoeutética, observada uma redução de 32% da fração volumétrica de carbonetos eutéticos (Fe,Cr)7C3. Esta foi provocada pela precipitação de carbonetos de nióbio, compactos e não compactos. A adição levou a uma diminuição da dureza do material, uma menor quantidade de austenita retida após tratamento térmico e a uma matriz martensítica de maior dureza, quando comparados com a liga sem nióbio. Na parte final dos chutes de transferência de minério, o mecanismo de desgaste se assemelha ao do ensaio de abrasão por roda de borracha, sendo formado principalmente por sulcamento. Os ensaios de abrasão por roda de borracha realizados com carga de 130N não mostraram uma diferença estatisticamente significante da resistência a abrasão entre as ligas. Entretanto, a liga com adição de nióbio apresentou uma taxa de desgaste 15,6% menor em uma condição de severidade menor (45N). A diminuição da severidade do ensaio indicou uma mudança do comportamento de desgaste para a liga com nióbio. O mecanismo de desgaste nas duas condições é composto por um desgaste preferencial da matriz e posterior fratura ou arrancamento dos carbonetos por falta de suporte. Na condição mais branda a taxa de desgaste é principalmente controlada pela taxa de desgaste da matriz, sendo a dureza da matriz um fator determinante. Já na condição mais severa, a resistência ao desgaste é ditada pelo grau de proteção da matriz