Análise comparativa da resistência ao desgaste abrasivo utilizando um abrasômetro de tambor de revestimentos duros depositados por soldagem e de aços Hardox®

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-10T21:17:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 disserta__o_mestrado_mateus_codognotto_cunha.pdf: 6163214 bytes, checksum: 129b568699ca297870b4318e9865ab01 (MD5) Previous issue date: 10A mitigação do desgaste está relacionada ao core business de indústrias de diversos segmentos como de mineração, cimenteira, sucroalcooleira e siderúrgica. Essas indústrias necessitam de materiais resistentes ao desgaste, uma vez que os equipamentos devem suportar condições extremamente agressivas. Como soluções anti-desgaste em relação ao desgaste abrasivo, se destacam a utilização de revestimentos duros depositados por soldagem e o uso de chapas de elevada resistência à abrasão. O objetivo desse trabalho é avaliar e comparar duas ligas de revestimento duro, uma do sistema Fe-C-Cr e a outra do sistema Fe-C-Cr-B, soldadas pelo processo SMAW e chapas de alta resistência à abrasão com quatro graus de dureza, sendo elas 450, 500, 550 e 600 HBW em relação à resistência ao desgaste abrasivo. A metodologia é dividida em duas partes, sendo a primeira a caracterização dos materiais ensaiados através de análise química, microestrutural e de dureza. A segunda parte consiste na análise comparativa de resistência ao desgaste em ensaio com um abrasômetro de tambor através da perda de massa utilizando minério de ferro como abrasivo. Os resultados alcançados são apresentados e discutidos. Quanto à caracterização, os quatro graus de aço Hardox® apresentavam uma estrutura martensítica na superfície, sendo possível verificar um maior refinamento da martensita para maiores graus de dureza do aço. A microestrutura das ligas soldadas apresentou carbonetos ou boretos primários dos tipos M7C3 e M23(C,B)6 envolvidos em uma matriz composta por um constituinte eutético. Comparativamente, a liga do sistema Fe-C-Cr-B apresentou um refinamento da microestrutura e um número visivelmente maior de carbonetos formados. As ligas de revestimento apresentaram maiores valores de dureza superficial e menores desgastes que os Hardox®. Esse resultado era esperado uma vez que nas ligas soldadas tem-se a presença de carbonetos de elevada dureza envolvidos por uma matriz também resistente, o que pode ter sido o diferencial para conferir uma maior resistência à abrasão. Quando comparados entre si, os Hardox® apresentam uma tendência clara na diminuição do desgaste com o aumento da dureza. A liga com adição de boro, apesar de apresentar maiores valores de dureza apresentou também maior desgaste que a liga do sitema Fe-C-Cr. É possível que justamente devido à sua maior dureza associada ao fato de ocorrer uma parcela de desgaste abrasivo por goivagem (impacto), um mecanismo de desgaste mais severo como o microtrincamento tenha sido favorecido, promovendo o maior arrancamento de material. As amostras de ASTM A-36 apresentaram maior perda de massa. Assim, é possível estabelecer uma escala considerando a resistência à abrasão de cada material. Os resultados se mostraram coerentes e fornecem dados que podem levar a uma melhor seleção de materiais entre as soluções de proteção anti-desgaste na indústria.The wear investigation is related to the core business of industries in several segments such as mining, cement, sugar and alcohol and steel. These industries require wear resistant materials, since the equipment must withstand extremely aggressive conditions. As solutions for the abrasive wear the use of welded hard coatings and high abrasion resistance plates are highlighted. The objective of this work was to evaluate and compare the abrasive wear resistance in a drum abrasometer two hardfacing alloys, one of the Fe-C-Cr system and the other of the Fe-C-Cr-B system, welded by the SMAW process and highly abrasion resistant steel plates with four degrees of hardness, 450, 500, 550 and 600 HBW. The methodology was divided into two parts, firstly, the materials characterization was sought through chemical, microstructural and hardness analysis. The second part consists of the wear resistance comparative analysis with a drum abrasometer through weight loss using iron ore as abrasive. Regarding the characterization, the four grades of Hardox® steel presented a martensitic structure on the surface, it is possible to verify a greater martensite refinement for greater hardness degrees of the steel. The microstructure of the welded alloys showed primary, carbides or borides, of types M7C3 and M23(C,B)6 involved in a matrix composed of a eutectic constituent. Comparatively, the Fe-C-Cr-B system alloy showed a microstructure refinement and a visibly greater number of carbides formed than Fe-C-Cr system. Hardfacing alloys showed higher surface hardness values and lower wear than Hardox® steels. This result was expected since welded alloys have carbides of high hardness involved by a matrix also resistant, which could have been the differential to provide a greater abrasion resistance. Among the Hardox® steels the wear reduction with the hardness increase was verified. The alloy with boron addition, despite having higher hardness values presented higher wear than the Fe-C-Cr alloy. It is possible that due to its greater hardness associated to the fact that a portion of abrasive wear by gouging (impact) occurs, a more severe wear mechanism such as micro-cracking has been favored, promoting the greater material detachment. The ASTM A-36 samples showed greater mass loss. Therefore, it is possible to establish a ranking taking into account the abrasion resistance of each material. The results have been consistent and provide data that can lead to a better materials selection among the wear protection solutions in the industry