Estudo do efeito da mistura de diferentes partículas abrasivas no mecanismo e coeficiente de desgaste abrasivo no par tribológico aço inoxidável P410D e nylon.

Abstract

O desgaste é uma das principais causas de danos superficiais e perda de massa em componentes sujeitos a diferentes esforços, movimentos e ambientes. O desgaste abrasivo está associado a danos na superfície devido a presença de partículas duras no contato. Apesar de ser um dos tipos de desgaste mais estudados e conhecidos, ensaios laboratoriais empregam somente um material de partícula abrasiva, no entanto, em situações reais os equipamentos são sujeitos a diferentes tipos de materiais simultaneamente. Portanto, este trabalho tem como objetivo analisar a taxa de desgaste abrasivo do aço inoxidável ferrítico na presença de diferentes lamas compostas de misturas com diferentes frações mássicas de partículas abrasivas de sílica e hematita. Para isso foi empregado o ensaio de microabrasão por esfera rotativa fixa. O contra corpo esférico com diâmetro de 25,4 mm foi de nylon e a concentração de partículas na lama foi de 10% em massa. Carga normal de 1 N. Durante os ensaios de desgaste os diâmetros das crateras foram medidos a cada 3 minutos por microscopia óptica e os coeficientes de desgaste (k) foram calculados, o que permitiu avaliar o regime permanente. Além do coeficiente de desgaste também foi avaliado o mecanismo de desgaste predominante para cada teste e a granulometria das partículas abrasivas. Em análise granulométrica das partículas, foi possível observar que as partículas de hematita possuem tamanho médio maior que as de sílica. A lama abrasiva composta somente por partículas de sílica apresentou coeficiente de desgaste 190% maior que a lama composta exclusivamente de hematita. As demais lamas, com concentrações intermediárias de sílica e hematita, os valores de k foram estatisticamente iguais ao obtido na lama com 100% hematita. O modo de desgaste predominante foi o microsulcamento/ microcorte, conforme esperado devido às condições de teste. Concluiu-se que a hematita, mesmo apresentando uma menor abrasividade, foi a partícula abrasiva dominante nas lamas. Ao empregar mistura de partículas abrasivas, o tamanho médio das partículas é um dos parâmetros mais importantes, pois, caso as maiores partículas suportem as tensões e não fraturem, elas vão impedir as partículas menores de atuarem durante o processo de desgaste.