Análise do comportamento em erosão-cavitação da liga Co-30Cr-19fe nitretada a plasma

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dc.contributor.advisor1Bozzi, Antônio César
dc.contributor.authorOliveira, Daniela Bahiense de
dc.contributor.referee1Luz, Temistocles de Sousa
dc.contributor.referee2Silva, Flavio José da
dc.date.accessioned2019-03-27T02:14:33Z
dc.date.available2019-03-26
dc.date.available2019-03-27T02:14:33Z
dc.date.issued2019-03-18
dc.description.abstractWhen subjected to fluid action, operating equipment are subject to wear by cavitation erosion. To mitigate the effects of this wear, it can be used superalloys and thermochemical treatments, such as plasma nitriding. Therefore, it is necessary to promote the increase of resistance to wear by cavitational erosion of the materials used in these applications. The objective of this work was to evaluate the resistance to cavitation erosion of the plasma nitrided Co-30Cr-19Fe alloy at temperatures of 380°C, 400°C and 420°C and to determine the main wear mechanisms in each of these conditions. The samples were subjected to a solution treatment, carried out at 1200 °C for 12 hours and subsequent quenching in water. Subsequently, the thermochemical treatment of nitriding was carried out at temperatures of 380°C, 400°C and 420°C. The gas mixture used was 75% N2 and 25% H2, the treatment time was 20 hours and the working pressure was 2.5 Torr for all nitriding conditions. The characterization, before and after each treatment, was done by means of optical microscopy, microhardness measurements and X-ray diffraction. The vibration cavitation tests were performed on the ultrasonic equipment (Telsonic DG-2000) with periodically interruptions and the evolution of the mass loss and to record the evolution of the wear mechanism by scanning electron microscopy. Before the thermochemical treatment a mixed microstructure was observed whose phases are cobalt α (CFC) and ε (HC), with few carbides and precipitates. And after the solution treatment there were partial dissolution of these few carbides and precipitates that existed. S phase and chromium nitrides were obtained under all nitrided conditions. The condition that presented the greatest wear resistance due to cavitational erosion was the condition nitrided in 380°C from the analysis of the accumulated mass loss curves with the time of exposure and the evaluation of the wear mechanisms. However, the thermochemical treatment was not effective to improve the wear resistance by cavitation erosion of the nitrided conditions at 400°C and 420°C in relation to the solution treated condition. In general, the wear mechanism observed for all nitrided conditions was the absence of significant plastic deformation, with pites and craters formation, brittle detachment of the material due to fatigue and consequently absence of incubation timeeng
dc.description.resumoA avaliação do comportamento em erosão-cavitação (EC) da liga Co-30Cr-19Fe quando nitretada em baixas temperaturas foi realizada através de ensaios de cavitação vibratória. Visando caracterizar os mecanismos de desgaste foi utilizada a microscopia óptica e a microscopia eletrônica de varredura para análise do progresso do mesmo. As amostras foram submetidas a um tratamento térmico de solubilização, realizado a 1200°C por 12 horas e subsequente têmpera em água. Posteriormente, foram conduzidas ao tratamento termoquímico de nitretação em baixas temperaturas: 380°C, 400°C e 420°C, respectivamente. A mistura gasosa foi de 75% de H2 e 25% de N2, o tempo de tratamento de 20 horas e pressão de trabalho de 2,5 Torr para todas as condições de nitretação. As amostras foram caracterizadas antes e após cada tratamento realizado por meio de microscopia ótica, medidas de microdureza e difração de raios X. Os ensaios de cavitação vibratória, para todas as condições trabalhadas, foram realizados no equipamento ultrassônico da marca Telsonic DG-2000. O ensaio foi interrompido periodicamente a fim de avaliar a evolução da perda de massa das amostras e de registrar a evolução do mecanismo de desgate por microscopia eletrônica de varredura. Antes do tratamento termoquímico foi observado uma microestrutura de matriz cujas fases são cobalto α (CFC) e ε (HC), com poucos carbonetos e precipitados. E após o tratamento de solubilização houve dissolução parcial desses poucos carbonetos e precipitados que existiam. A fase S foi obtida em todas as condições. A espessura e a dureza das camadas aumentaram de acordo com o acréscimo da temperatura de nitretação. Foi constatado que a condição que apresentou maior resistência ao desgaste por erosão cavitacional foi a N380 a partir da análise das curvas de perda de massa acumulada com o tempo de exposição e da avaliação dos mecanismos de desgaste. No entanto, o tratamento termoquímico não foi efetivo para melhorar a resistência ao desgaste por EC das condições nitretadas a 400°C e 420°C em relação a condição solubilizada. De forma geral o mecanismo de desgaste observado para todas as condições nitretadas foi ausência de deformação plástica significativa e consequentemente ausência de tempo de incubação, com provável propagação de trincas por fadiga e desprendimento frágil do material.
dc.formatText
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Daniela Bahiense de. Análise do comportamento em erosão-cavitação da liga Co-30Cr-19fe nitretada a plasma. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2019.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/10980
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subject.br-rjbnTribologia
dc.subject.br-rjbnErosão - Cavitação
dc.subject.br-rjbnSuperfícies (Tecnologia)
dc.subject.br-rjbnPreparação de superfícies
dc.subject.br-rjbnLigas resistentes ao calor
dc.subject.br-rjbnNitruração
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.subject.udc621
dc.titleAnálise do comportamento em erosão-cavitação da liga Co-30Cr-19fe nitretada a plasma
dc.typemasterThesis
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