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Título: Resistência ao desgaste abrasivo de aços inoxidáveis P410 e P420 austenitizados em diferentes temperaturas e temperados.
Autor(es): Prenazzi, Gabriel Campos
Orientador(es): Teles, Vinicius Carvalho
Membros da banca: Teles, Vinicius Carvalho
Sousa, Diogo Antônio de
Bortolaia, Luis Antonio
Palavras-chave: Aço - aço inoxidável
Aço - tratamentos térmicos
Resistência de materiais - desgaste microabrasivo
Data do documento: 2022
Referência: PRENAZZI, Gabriel Campos. Resistência ao desgaste abrasivo de aços inoxidáveis P410 e P420 austenitizados em diferentes temperaturas e temperados. 2022. 64 f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.
Resumo: Os aços inoxidáveis são ligas de ferro e cromo, com no mínimo 11% de Cr, apresentam alta resistência a corrosão devido a formação de uma camada passiva rica em Cr, por isso são amplamente utilizadas na indústria, principalmente em sistemas que envolvam fenômenos corrosivos e/ou abrasivos. Sendo que, os aços inoxidáveis podem ser fabricados em diferentes composições químicas e propriedades mecânicas, no caso deste estudo, utiliza-se os aços P410D e P420D, que são aços de baixo carbono e, consequentemente, de menor valor agregado em relação aos aços da mesma família. Estes aços também podem ser submetidos a tratamentos térmicos, com o intuito de melhorar as propriedades mecânicas do material. Dessa forma, o estudo visa avaliar o comportamento dos aços inoxidáveis P410D e P420D em ensaios de microabrasão e microdureza após serem submetidos a diferentes temperaturas de austenitização e temperados. As amostras foram preparadas em dimensão de 30mm x 20mm x 5mm e submetidas a diferentes temperaturas de austenitização, sendo elas: 800ºC, 850ºC, 950ºC e 1000ºC. Previamente aos ensaios, as amostras foram lixadas com lixas d’água de granulometria #220, #320, #400 e #600. Os ensaios de dureza foram realizados com indentador Vickers, com carga de 10 kg, tempo de permanência de 15 segundos e velocidade de carregamento de 60 μm/s. A lama abrasiva utilizada é composta de 10% de SiO2 diluída em água destilada. Nos ensaios de microabrasão por esfera rotativa fixa, utilizou-se esfera de aço 52100 com 25,4 mm de diâmetro e rotação de 100 rpm. Em cada amostra foram realizados 3 ensaios, com tempo de duração de 25 minutos e Força Normal de 1,5N. Após os ensaios, os diâmetros das crateras foram medidas por microscopia óptica, o que permitiu o cálculo do coeficiente de desgaste (k) de cada amostra. O mecanismo de desgaste resultante em todas as amostras foram microssulcamento/microriscamento. Ambos os aços apresentaram maior valor de dureza com o aumento da temperatura de austenitização. No ensaio de microabrasão, o aço P410D apresentou menor coeficiente de desgaste com o aumento da temperatura de austenitização e, consequentemente, melhora da resistência ao desgaste abrasivo, enquanto para o aço P420D, observa-se um maior coeficiente de desgaste com o aumento da temperatura de austenitização e consequentemente uma piora da resistência ao desgaste abrasivo. Sendo que, para o aço P410D ocorreu um aumento de até 200% na dureza e diminuição de até 54% na taxa de desgaste, enquanto para o aço P420D houve um aumento de até 311% na dureza, assim como um aumento de até 196% na taxa de desgaste.
Resumo em outra língua: Stainless steels are alloys of iron and chromium, with at least 11% Cr, they have high corrosion resistance due to the formation of a passive layer rich in Cr, so they are widely used in industry, especially in systems involving corrosive phenomena and /or abrasives. Since stainless steels can be manufactured in different chemical compositions and mechanical properties, in the case of this study, the P410D and P420D steels are used, which are low carbon steels and, consequently, of lower added value in relation to the steels of the same family. These steels can also be subjected to heat treatments, in order to improve the mechanical properties of the material. Thus, the study aims to evaluate the behavior of P410D and P420D stainless steels in microabrasion and microhardness tests after being subjected to different tempered austenitization temperatures. The samples were prepared in dimensions of 30mm x 20mm x 5mm and submitted to different austenitization temperatures, namely: 800ºC, 850ºC, 950ºC and 1000ºC. Prior to the tests, the samples were sanded with water sandpaper of granulometry #220, #320, #400 and #600. Hardness tests were performed with a Vickers indenter, with a load of 10 kg, dwell time of 15 seconds and loading speed of 60 μm/s. The abrasive slurry used is composed of 10% SiO2 diluted in distilled water. In the microabrasion tests using a fixed rotating ball, a 52100 steel ball with a diameter of 25.4 mm and a rotation of 100 rpm was used. In each sample, 3 tests were performed, with a duration of 25 minutes and Normal Force of 1.5N. After the tests, the diameters of the craters were measured by optical microscopy, which allowed the calculation of the wear coefficient (k) of each sample. The resulting wear mechanism in all samples was microplunging/microscratching. Both steels showed higher hardness values with increasing austenitization temperature. In the micro-abrasion assay, the P410D steel showed lower wear coefficient with increasing austenitizing temperature and consequently improved resistance to abrasive wear, while for the P420D steel, a higher wear coefficient was observed with increasing austenitizing temperature and consequently a worsening of the resistance to abrasive wear. For the P410D steel there was an increase of up to 200% in hardness and a decrease of up to 54% in the wear rate, while for the P420D steel there was an increase of up to 311% in hardness, as well as an increase of up to 196% in the wear rate.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/4698
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