Influência da razão propano-oxigênio e do fluxo total de gases na resistência ao desgaste de revestimentos Cr3C2-25NiCr depositados pelo processo HVOF

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Autor(es): dc.contributorPukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda-
Autor(es): dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0002-1108-7151-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8067497377630922-
Autor(es): dc.contributorTakimi, Antonio Shigueaki-
Autor(es): dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0003-4681-2293-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/0550262144390243-
Autor(es): dc.contributorFals, Hipolito Domingo Carvajal-
Autor(es): dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0001-5061-8763-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8883136649448444-
Autor(es): dc.contributorPukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda-
Autor(es): dc.contributorhttps://orcid.org/0000-0002-1108-7151-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8067497377630922-
Autor(es): dc.creatorRibas, Murilo Teixeira-
Data de aceite: dc.date.accessioned2022-02-21T22:03:42Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2022-02-21T22:03:42Z-
Data de envio: dc.date.issued2019-11-12-
Data de envio: dc.date.issued2019-11-12-
Data de envio: dc.date.issued2019-09-11-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4561-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/666923-
Descrição: dc.descriptionWear is responsible for much of the world's energy consumption (about 23%), which occurs in the form of friction losses and the need for repair and replacement of mechanical system components. The application of coatings is one of the possible alternatives to extend the life of mechanical components under conditions of wear and to reduce the frictional energy losses. High-Velocity Oxy-fuel (HVOF) stands out as one of the manufacturing processes, which is capable of producing coatings with high density and wear resistance. Among the systems of materials that can be deposited by this process, Cr3C2-NiCr composite coatings are distinguished by their high wear resistance over a wide range of working temperatures (from ambient to 850°C). The deposition conditions of the HVOF process have a great influence on the wear resistance of deposited coatings, so the understanding of the influence of process parameters on the characteristics of the coatings is crucial for obtaining surfaces with higher performance under wear conditions. The objective of this work is to investigate the influence of propane-oxygen ratio and total flue gas flow of the HVOF process on abrasion and erosion resistance of Cr3C2-25NiCr coatings and to characterize the behavior of this type of coating under high temperature erosion conditions. For this purpose, depositions of Cr3C2-25NiCr coating were performed by the HVOF process with six different combinations of propane-oxygen ratio and flue gas flow parameters. Subsequently, rubber wheel abrasion and particle impact erosion wear resistance tests were performed at room temperature. The results of the wear tests were analyzed and the combination of parameters that generated the highest performance coating was used for the deposition of the high temperature erosion test specimens. Microstructure and x-ray diffraction (XRD) analysis and measurements of porosity, microscale hardness and fracture toughness were also performed. The wear area of the samples was analyzed by SEM and optical profilometry to better understand the wear mechanisms involved. It was observed that the microstructure of the obtained coatings was formed mainly by carbides (Cr3C2) retained during the deposition process and by the matrix phase (Ni) saturated of the elements from the dissolution of part of the carbides. The higher the degree of dissolution of the carbides, the smaller the mass loss presented by the specimens in the wear tests. Microhardness and fracture toughness properties were also higher in coatings with higher carbide dissolution. In erosion tests, the greater the angle of particle collision in relation to the surface of the coatings, the greater the observed mass loss. Among the consequences of the high temperature that affected the erosion resistance of the coatings are the increased ductility of the matrix phase and the carbide reprecipitation in the supersaturated matrix.-
Descrição: dc.descriptionPetróleo Brasileiro (Petrobrás)-
Descrição: dc.descriptionO desgaste causado por fenômenos tribológicos é responsável por grande parte do consumo de energia mundial (cerca de 23%), que ocorre na forma de perdas por atrito e necessidade de reparos e reposição de componentes de sistemas mecânicos. A aplicação de revestimentos é uma das alternativas possíveis para prolongar a vida útil de componentes mecânicos submetidos ao desgaste e diminuir as perdas energéticas por atrito. Dentre os processos de deposição de revestimentos, a aspersão térmica por Chama de Alta Velocidade ou HVOF (do inglês High-Velocity Oxy-fuel) se destaca por ser capaz de produzir revestimentos com alta densidade e resistência ao desgaste. Entre os sistemas de materiais capazes de ser depositados por esse processo, os revestimentos compósitos de Cr3C2-NiCr se distinguem pela sua alta resistência ao desgaste em ampla faixa de temperaturas de trabalho (da temperatura ambiente até 850°C). As condições de deposição do processo HVOF têm grande influência no resultado final de resistência ao desgaste dos revestimentos depositados, por isso a compreensão da influência dos parâmetros do processo nas características dos revestimentos é determinante para a obtenção de superfícies com maior performance em condições de desgaste. Este trabalho tem os objetivos de investigar a influência dos parâmetros de relação propano-oxigênio e fluxo total de gases de combustão do processo HVOF na resistência ao desgaste por abrasão e erosão de revestimentos Cr3C2-25NiCr e de caracterizar o comportamento deste tipo de revestimento em condições de erosão em alta temperatura. Com esse objetivo, foram realizadas deposições do revestimento Cr3C2-25NiCr pelo processo HVOF com seis diferentes combinações de parâmetros de razão propano-oxigênio e fluxo de gases de combustão. Posteriormente, foram realizados testes de resistência ao desgaste por abrasão por roda de borracha e erosão por impacto de partículas em temperatura ambiente. Os resultados dos testes de desgaste foram analisados e a combinação de parâmetros que gerou o revestimento com maior desempenho foi utilizada para a deposição dos corpos de prova dos testes de erosão em alta temperatura. Também foram realizadas análises de microestrutura e difração de raiosx (DRX) e medições de porosidade, dureza em microescala e tenacidade a fratura. A área desgastada das amostras foi analisada por MEV e perfilometria ótica para melhor compreensão dos mecanismos de desgaste envolvidos. Foi observado que a microestrutura dos revestimentos obtidos foi formada, principalmente, por carbonetos (Cr3C2) retidos durante o processo de deposição e pela fase matriz (Ni) saturada dos elementos provenientes da dissolução de parte dos carbonetos. Quanto maior o grau de dissolução dos carbonetos, menor foi a perda de massa apresentada pelos corpos de prova nos testes de desgaste. As propriedades de microdureza e tenacidade à fratura também foram maiores em revestimentos com maior dissolução de carbonetos. Nos ensaios de erosão, quanto maior o ângulo de colisão das partículas em relação à superfície dos revestimentos, maior a perda de massa observada. Entre as consequências da alta temperatura que afetaram a resistência à erosão dos revestimentos estão o aumento da ductilidade da fase matriz e a reprecipitação de carbonetos na matriz supersaturada.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paraná-
Publicador: dc.publisherPonta Grossa-
Publicador: dc.publisherBrasil-
Publicador: dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica-
Publicador: dc.publisherUTFPR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Palavras-chave: dc.subjectAspersão térmica-
Palavras-chave: dc.subjectRevestimentos-
Palavras-chave: dc.subjectDesgaste mecânico-
Palavras-chave: dc.subjectTribologia-
Palavras-chave: dc.subjectMetal spraying-
Palavras-chave: dc.subjectCoatings-
Palavras-chave: dc.subjectMechanical wear-
Palavras-chave: dc.subjectTribology-
Palavras-chave: dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia/Tecnologia/Gestão-
Título: dc.titleInfluência da razão propano-oxigênio e do fluxo total de gases na resistência ao desgaste de revestimentos Cr3C2-25NiCr depositados pelo processo HVOF-
Título: dc.titleInfluence of propane-oxygen ratio and total flux of HVOF process on wear resistance of Cr3C2-25NiCr coatings-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT

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