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Título: Sobre o Comportamento em Erosão-cavitação da Liga Co30cr19fe nas Condições Metalúrgicas Fundida, Solubilizada, Encruada e Nitretada em Baixa Temperatura
Autor(es): Romero, Manuelle Curbani
Orientador: Scandian, Cherlio
Coorientador: Tschiptschin, André Paulo
Palavras-chave: Liga Co30Cr19Fe
Bruta de fusão
Solubilização
Data do documento: 2-Mar-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O comportamento em erosão-cavitação da liga Co30Cr19Fe nas condições fundida, solubilizada, encruada e nitretada em baixa temperatura foi avaliado através de ensaios de cavitação vibratória e, posteriormente, caracterizado quanto aos mecanismos de desgaste. A evolução do dano foi observada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica. Os resultados da liga Co30Cr19Fe foram comparados aos dos materiais denominados de comparação, aço inoxidável AISI 304 e Stellite 6. A condição fundida apresenta uma estrutura mista α-CFC e ε-HC e, após a cavitação, foi verificado um aumento do percentual de fase hexagonal, indicando a formação de martensita induzida por deformação. O tratamento de solubilização, realizado a 1200°C por 8 horas e têmpera em água, proporcionou a precipitação de martensita atérmica, assim como, uma recristalização primária. O tratamento termoquímico de nitretação em baixas temperaturas, 350°C e 400°C, foi conduzido em amostras no estado solubilizado e recristalizado, resultando na formação de camadas de fase S de diferentes espessuras, além, da precipitação de nitretos do tipo CrN. A partir das curvas de perda de massa acumulada com o tempo de exposição à cavitação, foi constatado que todas as condições apresentaram maior resistência à erosão-cavitação (EC) do que o AISI 304. E apenas a condição solubilizada e a nitretada em 350°C apresentaram menor resistência que o Stellite 6. O processo de laminação a frio resultou em um aumento de 55% do tempo de incubação uma redução de 53% da taxa de desgaste. O tratamento de nitretação a 400°C foi o mais efetivo em aumentar a resistência à EC. Sendo que a amostra nitretada nessa condição a partir do estado solubilizado a que tem maior resistência, aumento de 267% do tempo de incubação e redução de 5 vezes da taxa de desgaste máxima. O desenvolvimento da camada de fase S, e o consequente aumento de dureza verificado, 908 HV_0,01, proporciona uma restrição a deformação plástica e em um aumento da capacidade elástica do material, acarretando em um retardo dos estágios que levam ao desgaste. O processo de desgaste para esse material é controlado pela deformação plástica. A extensiva formação de bandas de deslizamento, a extrusão das mesmas e o desgaste a partir dessas regiões altamente deformadas foram verificados em todas as condições. Secundariamente, a remoção de material pôde ser observada a partir dos contornos de grão e das protusões de arranjos triangulares de martensita. Os contornos de macla são altamente sensíveis ao desgaste, sendo deletérios a resistência à EC.
The cavitation erosion behaviour of Co30Cr19Fe alloy as cast, solution treated, cold worked and low temperature nitrided was evaluated by vibratory cavitation tests and by its wear mechanisms. Damage evolution under cavitation attack was observed by scanning eletronic microscopy (SEM) and optical microscopy. The Co30Cr19Fe alloy results were compared to those of the comparison materials, AISI304 and Stellite 6.As cast sample have a mixture of phases α-FCC e ε-HCP and, after the test, exhibited an increase of the HCP fraction, showing the formation of strain-induced martensite. Solution treatment, at 1200°C for 8 hours and quenchingin water,resulted in athermal martensite formation, as well as a primary recrystallization.Low temperature nitriding, 350°C and 400°C, was done in solution treated and recrystallized samples, resulting in S phase formation with different width and CrN nitrides precipitation.It can be seen from the curve of cumulative mass loss versus cavitation exposure time that all conditions have higher cavitation erosion (CE) resistance than AISI 304. And, only solution treated and nitrided at 350°Csampleshave lower resistance than Stellite 6. Cold-rolling process increased incubation time in 55% and lowered wear rates in 53%. Low temperature nitriding at 400°C was the most effectivetreatmentatincrease CE resistance. Solution treated sample nitrided at this temperature showed the higher resistance, increasing 267% the incubation time and reducing in 5 times the maximum wear rate. S phase formation was followed by an hardness increase, 908 𝐻𝑉0,01,inhibiting plastic deformation and increasing materials elastic recovery, delaying stages thatlead to material removal.Wear process for this material is controlled by plastic deformation. Extensive development of slip bands, plastic extrusion of those bandsand wear from these strained regions were verified in all samples. Secondarily, material removal takes place from grain boundaries and triangular arrays of martensite. Twin boundaries are preferably eroded and have a harmful effect.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9764
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