Dissertação de Mestrado

Os aços inoxidáveis são ligas que apresentam resistência à corrosão superior a alguns outros materiais, em especial o aço carbono. Observa-se um incremento de aproximadamente 40 % na produção mundial de aços inoxidáveis entre 2015 e 2021. São largamente utilizados em diversas aplicações como talheres, pias, cubas, dentre outros. Além destas aplicações, o aço inoxidável tem sido utilizado em novas aplicações (agrícolas, por exemplo), onde requer-se propriedades adicionais, além da resistência à corrosão, especialmente resistência ao desgaste abrasivo. Nos aços inoxidáveis austeníticos pode obter-se martensita induzida por deformação, sob determinadas condições, o que poderia, em princípio, afetar a resistência ao desgaste. Alguns parâmetros podem ser utilizados para avaliar a estabilidade da austenita em aços inoxidáveis austeníticos, como, por exemplo, as temperaturas Md ou Md30. O presente trabalho avalia o desgaste em três ligas de aços inoxidáveis austeníticos diferentes, com diferentes temperaturas Md ou Md30. Um ensaio comparativo para avaliar a resistência ao desgaste dos materiais, e que foi usado neste trabalho, é o ensaio de roda de borracha. Esse ensaio é acelerado, o que provoca aquecimento das amostras durante a realização do ensaio, geralmente acima da temperatura Md das ligas em questão. Trata-se de uma condição que não reflete a realidade da maioria dos tribosistemas, onde na prática o desgaste em serviço também poderia provocar aquecimento, mas como os equipamentos em geral têm muito mais massa que o corpo de prova do ensaio de roda de borracha, o aumento de temperatura, devido à capacidade térmica, seria muito menor. Uma das alternativas seria procurar fazer esse ensaio refrigerado, objetivando temperaturas abaixo de Md. O endurecimento dos aços, através da formação da fase martensita, pode ser uma alternativa ao seu incremento na resistência ao desgaste. O objetivo deste trabalho foi realizar o ensaio de roda de borracha nas condições refrigerada e não refrigerada para três ligas diferentes de aços inoxidáveis austeníticos, análise comparativa destes resultados, caracterização das amostras com alguns ensaios, como, por exemplo, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microdureza e ferritoscopia.

Stainless steels are alloys that exhibit corrosion resistance superior to some other materials, particularly carbon steel. A 40% increase in global stainless steel production between 2015 and 2021 was observed. These alloys are widely used in various applications such as cutlery, sinks, and basins, among others. In addition to these applications, stainless steel has been utilized in new areas (such as agriculture) where additional properties are required beyond corrosion resistance, specifically abrasive wear resistance. Martensite can be obtained in austenitic stainless steels by deformation under certain conditions, which could potentially affect wear resistance. Some parameters can be used to evaluate the stability of austenite in austenitic stainless steels, such as the Md or Md30 temperatures. This study evaluates wear in three different alloys of austenitic stainless steels, each with different Md or Md30 temperatures. A comparative test used in this work to assess the wear resistance of the materials is the rubber wheel test. This test is accelerated, causing heating of the samples during the procedure, usually above the Md temperature of the alloys in question. This condition does not reflect the reality of most tribological systems, where, in practice, wear during operation could also lead to heating. However, since equipment generally has much greater mass than the test specimen in the rubber wheel test, the temperature increase due to thermal capacity would be much lower. One alternative would be to conduct this test in a cooled condition, aiming for temperatures below Md. Hardening of the steels through the formation of the martensite phase could be a way to enhance their wear resistance. The objective of this work was to conduct the rubber wheel test under both cooled and non-cooled conditions for three different alloys of austenitic stainless steels, to perform a comparative analysis of these results, and to characterize the samples through various tests, such as optical microscopy, scanning electron microscopy, microhardness, and ferritoscopy.