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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-23022024-074142
Documento
Autor
Nome completo
Thiago Gatti
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Sinatora, Amilton (Presidente)
Mello, José Daniel Biasoli de
Scandian, Cherlio
Título em português
Abrasão-corrosão do metal duro: efeito da dureza, composição química, força normal e pH do meio.
Palavras-chave em português
Desgaste abrasivo
Metal duro
Resumo em português
Nesta dissertação, foram investigados o efeito da força normal aplicada, composição química e pH do meio na resistência a abrasão-corrosão do compósito de WC-Co com porcentagens de ligante de 3 a 29% e WC-Ni com 8% de ligante. Os ensaios foram realizados em equipamento de roda de borracha a úmido de acordo com a norma ASTM G105-17, para verificação da variação de perda de massa com a variação do tamanho do abrasivo, foram ensaiadas as amostras com carga de 130N e pH6 com os abrasivos de granulometria #100 (0,16 a 0,30 mm), #50 (0,31 a 0,60 mm), #30 (0,61 a 1,20 mm) e #16 (1,21 a 2,40 mm). Determinado o tamanho do abrasivo que propiciava a maior taxa de desgaste (#50), partiu-se então para os ensaios com variação de pH (pH 2, pH 6 e pH 10) e ensaios com variação da carga, 70 N, 130 N e 200 N. Previamente aos ensaios as microestruturas foram analisadas utilizando-se microscópio eletrônico de varredura (MEV), a macrodureza e microdureza utilizando-se a escala de Vickers. Após a realização dos ensaios as superfícies de desgaste foram observadas com a utilização de microscópio eletrônico de varredura (MEV) e perfilometria ótica 3D, sendo medidas a rugosidade antes e depois do ensaio e a profundidade de desgaste nas amostras. As análises mostraram que as ligas com menor teor de ligante apresentam maior resistência à abrasão-corrosão, estas ligas apresentaram ainda fenômeno de perda de ligante (lixiviação) em pHs ácidos, fenômeno muito menos intenso que nas ligas com maiores teores de ligante. Os experimentos mostram ainda que o aumento da carga normal aplicada teve menor influência no aumento da severidade do desgaste quando comparada com a influência da variação do pH do meio. Da mesma forma, a diminuição da dureza das amostras levou ao aumento da perda de massa também com variação menor do que a obtida com a elevação do pH.
Título em inglês
Untitled in english
Palavras-chave em inglês
Abrasion-corrosion
Abrasive wear
Leaching
Synergism
WC-Co
WC-Ni
Resumo em inglês
This publication investigated the effect of the normal load, the chemical composition and the solutions pH utilized in the abrasion-corrosion resistance of the WC-Co with 3 to 29 wt % of binder and WC-Ni with 8 wt% of binder. The tests has been performed by wet rubber wheel apparatus according ASTM G105-17 standard, to verify the effect of the abrasive size on the wear in hardmetal behavior. It has been tested samples with 130N of load and environment in pH 6 with abrasives in mesh scales #100 (0,16 a 0,30 mm), #50 (0,31 a 0,60 mm), #30 (0,61 a 1,20 mm) and #16 (1,21 a 2,40 mm). I was determined the values of critical abrasive size (abrasive #50) then the tests began with pH variation (pH2, pH6 and pH10) and has applied loads of 70N, 130N and 200N. Previously to the tests the microstructure has been analyzed in Scanning Electron Microscope (SEM). The hardness and the micro hardness were tested in Vickres scale. After the tests the worn surfaces was analyzed at Scanning Electron Microscope (SEM) and 3D Optical Profilometer. It was measured the roughness before and after the tests and the depth worn sample. The analysis has shown that hard metal alloys with less binder had an abrasion-corrosion resistant behavior. This hard metal compositions has shown the leaching phenomenon in acids environments. That hasnt demonstrated in high binder contents hard metals. The applied load increase has shown less influence in the wear severity, while it has been compared to pH environment influence. The decrease in pH environment it has increased the wear rate with more deeply wear mark in the samples. Increasing the pH has promoted a considerable decrease in the wear rate. The abrasioncorrosion synergism could be showed more intensity with the reduction of the pH under pH6. The results have shown that the wear severity in this kind of material is strongly correlated with the environmental pH and the binder content than the applied load.
 
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ThiagoGattiCorr23.pdf (14.44 Mbytes)
Data de Publicação
2024-02-26
 
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