Title

DESGASTE ABRASIVO DE BARRAS DE GRELHA

ABRASIVE WEAR OF GRATES BARS

Authorship

CREMONINI, PÂMELA MIRANDA; STREY, NATHAN FANTECELLE; TSCHIPTSCHIN, ANDRÉ PAULO; SCANDIAN, CHERLIO

CREMONINI, PÂMELA MIRANDA

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STREY, NATHAN FANTECELLE

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TSCHIPTSCHIN, ANDRÉ PAULO

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SCANDIAN, CHERLIO

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DOI

10.5151/5463-5463-41800

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Abstract

O presente estudo investigou o desgaste abrasivo de barras de grelha fabricadas em aço inoxidável ASTM A297-HH, empregadas no transporte de pelotas de minério de ferro em fornos de pelotização. Essas barras operam sob condições severas, caracterizadas por altas temperaturas e desgaste abrasivo resultante do contato contínuo com as pelotas. Análises microestruturais realizadas por metalografia óptica e espectroscopia por dispersão de energia (EDS) revelaram a presença de carbonetos de cromo (Cr₂₃C₆) e matriz austenítica, em conformidade com as previsões termodinâmicas obtidas por meio do software Thermo-Calc®. Ensaios tribológicos pino-disco, foram conduzidos com o objetivo de avaliar o desempenho ao desgaste do material. Os principais micromecanismos de desgaste observados foram o microsulcamento e o microcorte, com coeficientes de atrito variando entre 0,65 e 0,68 nos ensaios pino-sobre-disco. A 150 ºC, não foi detectada perda de massa; ao contrário, verificou-se ganho de massa devido à transferência de material da hematita para a superfície do aço. O aumento da microdureza nas trilhas de desgaste indicou a ocorrência de encruamento superficial. Os resultados obtidos contribuem para a compreensão dos mecanismos de desgaste atuantes e do comportamento tribológico do material sob diferentes condições operacionais, subsidiando a otimização na seleção de materiais e no desenvolvimento de estratégias para prolongar a vida útil dos componentes.

THIS STUDY INVESTIGATED THE ABRASIVE WEAR OF GRATE BARS MADE OF ASTM A297-HH STAINLESS STEEL, USED FOR TRANSPORTING IRON ORE PELLETS IN PELLETIZING FURNACES. THESE BARS OPERATE UNDER SEVERE CONDITIONS, CHARACTERIZED BY HIGH TEMPERATURES AND ABRASIVE WEAR RESULTING FROM CONTINUOUS CONTACT WITH THE PELLETS. MICROSTRUCTURAL ANALYSES PERFORMED THROUGH OPTICAL METALLOGRAPHY AND ENERGY-DISPERSIVE SPECTROSCOPY (EDS) REVEALED THE PRESENCE OF CHROMIUM CARBIDES (CR₂₃C₆) AND AN AUSTENITIC MATRIX, IN AGREEMENT WITH THERMODYNAMIC PREDICTIONS OBTAINED USING THERMO-CALC® SOFTWARE. PIN-ON-DISC TRIBOLOGICAL TESTS WERE CONDUCTED TO EVALUATE THE WEAR PERFORMANCE OF THE MATERIAL. THE MAIN WEAR MICROMECHANISMS IDENTIFIED WERE MICROPLOUGHING AND MICROCUTTING, WITH FRICTION COEFFICIENTS RANGING FROM 0.65 TO 0.68 IN THE PIN-ON-DISC TESTS. AT 150 ºC, NO MASS LOSS WAS DETECTED; ON THE CONTRARY, A MASS GAIN WAS OBSERVED DUE TO MATERIAL TRANSFER FROM THE HEMATITE TO THE STEEL SURFACE. THE INCREASE IN MICROHARDNESS ON THE WEAR TRACKS INDICATED SURFACE WORK HARDENING. THE RESULTS CONTRIBUTE TO THE UNDERSTANDING OF THE ACTIVE WEAR MECHANISMS AND THE TRIBOLOGICAL BEHAVIOR OF THE MATERIAL UNDER DIFFERENT OPERATING CONDITIONS, SUPPORTING THE OPTIMIZATION OF MATERIAL SELECTION AND THE DEVELOPMENT OF STRATEGIES TO EXTEND COMPONENT SERVICE LIFE.

Keywords

Aço inoxidável austenítico, Desgaste abrasivo, Barra de grelha, Ensaio pino-disco.

Austenitic stainless steel, Abrasive wear, Grating bar, Pin-on-disk test