Metodologia para avaliação da tribocorrosão durante o ensaio intermitente do aço super duplex UNS S32750 nitretado por plasma em baixa temperatura
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30323 |
Resumo: | O tratamento de nitretação por plasma de baixa temperatura tem sido amplamente estudado como uma alternativa para aumentar a dureza superficial e a resistência ao desgaste, sem prejudicar a resistência à corrosão de aços inoxidáveis. Para avaliar o desempenho desses materiais, estudos de tribocorrosão que avaliam a ação simultânea de efeitos eletroquímicos e mecânicos em um contato tribológico são cada vez mais comuns. Os ensaios de tribocorrosão são geralmente classificados em contínuos onde o metal é continuamente exposto ao meio agressivo e intermitentes que possibilitam a repassivação do material. Entretanto, nos ensaios intermitentes, existe uma dificuldade para a quantificação das parcelas de perda devido a corrosão e ao desgaste e a norma UNE 112086 sugere que esta quantificação se baseie em resultados eletroquímicos mensurados em ensaios contínuos. Assim, existe a necessidade de aprimoramento das metodologias existentes para possibilitar o emprego de técnicas eletroquímicas no ensaio intermitente. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a aplicação de técnicas eletroquímicas na avaliação da tribocorrosão durante o ensaio intermitente do aço super duplex UNS S32750 sem tratamento e nitretado por plasma na temperatura de 400 °C por 4 horas. Para tal, foram realizados testes de deslizamento recíproco em solução de 0,5M de NaCl sob monitoramento eletroquímico por meio das técnicas de resistência a polarização linear (RPL) e potencial de circuito aberto (PCA). Além da condição de deslizamento intermitente, a condição de deslizamento contínuo, também foi empregada para avaliação da metodologia. Após o tratamento de nitretação, as amostras foram caracterizadas pelas seguintes técnicas de análise: Difração de Raios-x (DRX), Microscopia óptica (MO), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Microdureza Vickers e Nanoindentação. Os resultados indicam a formação de camadas nitretadas ricas em fase γN com espessura média entre as fases de 9,7 μm e microdureza média de 1300 HV0.025. A metodologia proposta para avaliar a tribocorrosão tem como referência a norma UNE 112086 (2016). Pode-se concluir que a metodologia adotada pode ser utilizada para avaliação da resistência à tribocorrosão do aço UNS S32750 sem tratamento e nitretado por plasma. A partir das medições de RPL durante o ensaio intermitente foi possível mensurar as perdas de material devido a corrosão das áreas ativas e repassivadas. Os resultados de tribocorrosão indicam redução significativa da perda de volume para a condição nitretada, em comparação a condição não tratada independentemente da condição de deslizamento. |
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2022-12-19T20:16:34Z2022-12-19T20:16:34Z2022-08-30TECCHIO, Denise. Metodologia para avaliação da tribocorrosão durante o ensaio intermitente do aço super duplex UNS S32750 nitretado por plasma em baixa temperatura. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30323O tratamento de nitretação por plasma de baixa temperatura tem sido amplamente estudado como uma alternativa para aumentar a dureza superficial e a resistência ao desgaste, sem prejudicar a resistência à corrosão de aços inoxidáveis. Para avaliar o desempenho desses materiais, estudos de tribocorrosão que avaliam a ação simultânea de efeitos eletroquímicos e mecânicos em um contato tribológico são cada vez mais comuns. Os ensaios de tribocorrosão são geralmente classificados em contínuos onde o metal é continuamente exposto ao meio agressivo e intermitentes que possibilitam a repassivação do material. Entretanto, nos ensaios intermitentes, existe uma dificuldade para a quantificação das parcelas de perda devido a corrosão e ao desgaste e a norma UNE 112086 sugere que esta quantificação se baseie em resultados eletroquímicos mensurados em ensaios contínuos. Assim, existe a necessidade de aprimoramento das metodologias existentes para possibilitar o emprego de técnicas eletroquímicas no ensaio intermitente. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a aplicação de técnicas eletroquímicas na avaliação da tribocorrosão durante o ensaio intermitente do aço super duplex UNS S32750 sem tratamento e nitretado por plasma na temperatura de 400 °C por 4 horas. Para tal, foram realizados testes de deslizamento recíproco em solução de 0,5M de NaCl sob monitoramento eletroquímico por meio das técnicas de resistência a polarização linear (RPL) e potencial de circuito aberto (PCA). Além da condição de deslizamento intermitente, a condição de deslizamento contínuo, também foi empregada para avaliação da metodologia. Após o tratamento de nitretação, as amostras foram caracterizadas pelas seguintes técnicas de análise: Difração de Raios-x (DRX), Microscopia óptica (MO), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Microdureza Vickers e Nanoindentação. Os resultados indicam a formação de camadas nitretadas ricas em fase γN com espessura média entre as fases de 9,7 μm e microdureza média de 1300 HV0.025. A metodologia proposta para avaliar a tribocorrosão tem como referência a norma UNE 112086 (2016). Pode-se concluir que a metodologia adotada pode ser utilizada para avaliação da resistência à tribocorrosão do aço UNS S32750 sem tratamento e nitretado por plasma. A partir das medições de RPL durante o ensaio intermitente foi possível mensurar as perdas de material devido a corrosão das áreas ativas e repassivadas. Os resultados de tribocorrosão indicam redução significativa da perda de volume para a condição nitretada, em comparação a condição não tratada independentemente da condição de deslizamento.Low temperature plasma nitriding treatment has been widely studied as an alternative to increase surface hardness and wear resistance, without impairing the corrosion resistance of stainless steels. To evaluate the performance of these materials, tribocorrosion studies that evaluate the simultaneous action of electrochemical and mechanical effects in a tribological contact are increasingly common. Tribocorrosion tests are generally classified as continuous, where the metal is continuously exposed to an aggressive medium, and intermittent tests, which allow the repassivation of the material. However, in intermittent tests, there is a difficulty in quantifying the portions of loss due to corrosion and wear and the UNE 112086 standard suggests that this quantification is based on electrochemical results measured in continuous tests. Thus, there is a need to improve existing methodologies to enable the use of electrochemical techniques in intermittent testing. In this context, the objective of this work was to investigate the application of electrochemical techniques in the evaluation of tribocorrosion during the intermittent test of UNS S32750 super duplex steel without treatment and plasma nitrided at a temperature of 400 °C for 4 hours. To this end, reciprocal slip tests were performed in 0.5M NaCl solution under electrochemical monitoring using linear polarization resistance (RPL) and open circuit potential (PCA) techniques. In addition to the intermittent slip condition, the continuous slip condition was also used to evaluate the methodology. After nitriding treatment, the samples were characterized by the following analysis techniques: X-ray Diffraction (XRD), Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Vickers Microhardness and Nanoindentation. The results indicate the formation of nitrided layers rich in γN phase with an average thickness between phases of 9.7 μm and an average microhardness of 1300 HV0.025. The proposed methodology to assess tribocorrosion is based on the UNE 112086 (2016) standard. It can be concluded that the methodology adopted can be used to evaluate the resistance to tribocorrosion of untreated and plasma nitrided UNS S32750 steel. From the RPL measurements during the intermittent test, it was possible to measure material losses due to corrosion of the active and repassivated areas. Tribocorrosion results indicate a significant reduction in volume loss for the nitrided condition compared to the untreated condition regardless of the slip condition.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de MateriaisUTFPRBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAEngenharia MecânicaNitruraçãoAço inoxidávelTribocorrosãoEletroquímicaDesgaste mecânicoAço - CorrosãoNitridingSteel, StainlessTribocorrosionElectrochemistryMechanical wearSteel - CorrosionMetodologia para avaliação da tribocorrosão durante o ensaio intermitente do aço super duplex UNS S32750 nitretado por plasma em baixa temperaturaMethodology for evaluation of tribocorrosion during the intermittent testing of super duplex steel UNS S32750 plasma nitrited at low temperatureinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaBorges, Paulo Césarhttps://orcid.org/0000-0002-9622-6412http://lattes.cnpq.br/2389356434049800Kurelo, Bruna Corina Emanuely Schibicheskihttps://orcid.org/0000-0003-3565-4760http://lattes.cnpq.br/9217568658225264Bernardelli, Euclides Alexandrehttps://orcid.org/0000-0003-1991-3056http://lattes.cnpq.br/1401813353998748Souza, Gelson Biscaia dehttps://orcid.org/0000-0003-2347-1609http://lattes.cnpq.br/5713328883437778Borges, Paulo Césarhttps://orcid.org/0000-0002-9622-6412http://lattes.cnpq.br/2389356434049800https://orcid.org/0000-0003-4992-3482http://lattes.cnpq.br/7505258874095809Tecchio, Denisereponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALtribocorrosaoacosuperduplex.pdfapplication/pdf4291281http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/30323/1/tribocorrosaoacosuperduplex.pdf74609698ee73b9a67584007498512c9aMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/30323/2/license_rdf4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/30323/3/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD53TEXTtribocorrosaoacosuperduplex.pdf.txttribocorrosaoacosuperduplex.pdf.txtExtracted texttext/plain205205http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/30323/4/tribocorrosaoacosuperduplex.pdf.txt7d85aa7d3cf34696e039e585793b49d3MD54THUMBNAILtribocorrosaoacosuperduplex.pdf.jpgtribocorrosaoacosuperduplex.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1292http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/30323/5/tribocorrosaoacosuperduplex.pdf.jpgc64462ecad053381732dba9d8acaa464MD551/303232022-12-20 04:06:45.538oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2022-12-20T06:06:45Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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