Neste trabalho, foram produzidas camadas compósitas de matriz metálica in-situ em ferros fundidos nodulares de matrizes perlítica e ausferritica por TIG Surface Alloying, visando o melhoramento das propriedades tribológicas dos mesmos. Utilizou-se estratégias como a produção in-situ de uma buffer-layer para otimização da ligação metalúrgica de uma camada final, bem como misturas em pó que favorecem reações de formação in-situ de carbonetos e compostos intermetálicos resistentes ao desgaste. O uso conjunto de abordagens como buffer-layer, pré-aquecimentos e tratamentos térmicos pós-soldagem, também foram aplicadas e auxiliaram no aumento da qualidade das camadas. Os resultados apontaram que o uso de tratamentos térmicos foram eficientes na obtenção de microconstituintes que melhoram a resistência ao desgaste das superfícies, assim como total controle das zonas modificadas pelos ciclos térmicos. As modificações das superfícies dos ferros fundidos nodulares, elevaram a microdureza das mesmas até ≈ 1230 HV e proporcionaram ganhos substanciais de até 207% na resistência ao desgaste abrasivo e reduções de até 48% nas taxas de desgaste. As caracterizações das etapas de formação in-situ, forneceram a compreensão científica das reações e etapas de formação, além das circunstâncias e condições ideais para produção de camadas com melhores propriedades tribológicas. Os resultados geraram vasto conjunto de dados que foram documentados e, desse modo, proporcionam total controle dos processos de produção, tão importantes em projetos de engenharia.

In this work, layers of metallic matrix composite were produced in-situ on ductile cast irons with pearlitic and ausferritic matrices by TIG Surface Alloying, aiming to improve their tribological properties. Strategies such as the in-situ production of a buffer-layer were used to optimize the metallurgical bonding of a final layer, as well as powder mixtures that favor in-situ formation reactions of wear-resistant carbides and intermetallic compounds. The use of approaches such as buffer-layer, preheating and post-welding heat treatments were also applied to increase the quality of the layers. The results showed that the use of thermal treatments were efficient in obtaining microconstituents that improve the wear resistance of the surfaces, as well as total control of the areas modified by thermal cycles. Modifications to the surfaces of ductile cast irons increased their microhardness up to ≈ 1230 HV and provided substantial gains of up to 207% in resistance to abrasive wear and reductions of up to 48% in wear rates. The characterization of the in-situ formation stages provided a scientific understanding of the reactions and formation process, in addition to the ideal circumstances and conditions for producing layers with better tribological properties. The results generated a large set of data that was documented and, in this way, provides total control of production processes, which are so important in engineering projects.