Avaliação da resistência à erosão a quente de revestimentos cerâmicos YSZ depositados por aspersão térmica

• Autor(a) principal: Góes, Wellington Uczak de
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2438
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Revestimento em cerâmica; Aspersão térmica; Engenharia mecânica; Ceramic coating; Metal spraying; Mechanical engineering; Engenharia Mecânica

O presente trabalho tem por objetivo principal estudar o comportamento à erosão a quente de revestimentos cerâmicos YSZ (Yttria Stabilized Zirconia) depositados por aspersão térmica a plasma. Os revestimentos YSZ, cuja função é diminuir a transferência de calor em componentes submetidos à elevadas temperaturas, são depositados sobre uma camada de revestimento metálico de NiCrAlY (níquel, cromo, alumínio e ítria), com a função de proteger contra a oxidação. A união destes revestimentos formam o revestimento do tipo TBC (Thermal Barrier Coating), normalmente aplicado para a proteção de componentes de turbinas a gás contra a ação da elevada temperatura e oxidação do ambiente. Além das altas temperaturas esses revestimentos também podem ser submetidos ao impacto de partículas sólidas, oriundas da poeira, que passam pelos filtros, ou dos estágios de compressão ou câmara de combustão, vinda da queima do combustível, ocasionando o desgaste do revestimento. Para entender o fenômeno e suas implicações nos revestimentos YSZ, avaliou-se a resistência destes revestimentos frente ao desgaste erosivo à altas temperaturas, avaliando-se a influência de sua composição química, ângulo de incidência e temperatura. Os ensaios de erosão foram realizados entre 700 e 900ºC, sob diferentes ângulos de incidência entre 30º e 90º. Em todos os testes, a velocidade de impacto, fluxo de partículas e o abrasivo foram mantidos constantes, sendo que o teste teve embasamento na norma ASTM G 76. A superfície desgastada dos revestimentos foram avaliadas por meio de perfilometria ótica e microscopia eletrônica de varredura. Com as diferentes ligas comerciais, constatou-se que o revestimento YSZ 7Y 1,7Hf, menos poroso e mais aderente obteve uma maior resistência ao desgaste. O mecanismo de desgaste observado foi a partir da quebra e destacamento individual das lamelas do revestimento devido a intersecção de trincas. De forma geral, observou-se uma redução da perda de massa dos revestimentos com o aumento da temperatura, dentro das temperaturas utilizadas no trabalho. A taxa de erosão demonstrou ser diretamente proporcional aos perfis de rugosidade, dessa maneira uma diminuição da taxa de erosão acarreta uma diminuição da rugosidade do revestimento. Quanto ao efeito do ângulo de impacto, observou-se que o aumento do ângulo de incidência das partículas propiciou uma maior taxa de erosão.