Title

DESGASTE EM TEMPOS DE NANOTECNOLOGIA

WEAR IN TIMES OF NANOTECHNOLOGY

Authorship

Júnior, Reinaldo Borges de Oliveira; Godoy, Geralda Cristina Durães de; Bozzi, Antônio César

Júnior, Reinaldo Borges de Oliveira

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Godoy, Geralda Cristina Durães de

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Bozzi, Antônio César

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DOI

10.5151/2594-5327-21543

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Abstract

Convencionalmente o regime permanente de desgaste é definido como o regime do processo de desgaste onde se obtém valores constantes de coeficiente de desgaste. Neste regime, o volume de desgaste apresenta variação linear com o tempo, indicando um comportamento previsível do desgaste. Em tempos de nanotecnologia, os materiais podem mudar as propriedades mecânicas a nível nano ou micrométrico com a profundidade. A consequência é a observação de que os períodos de regime permanente de desgaste podem durar tempos tão curtos ou mesmo não existir. Ou seja, nesses materiais a não homogeneidade da dureza com a profundidade leva a presença de vários períodos de variação linear, com duração proporcional a cada espessura de profundidade de endurecimento. Neste trabalho foram produzidos os seguintes sistemas com mudanças de propriedades ao longo da profundidade: aço inox austenítico AISI 316; aço cementado a plasma; aço cementado e nitretado a plasma sequencialmente; aço nitretado e cementado recoberto por (Cr,Al)N. Foram realizados ensaios de desgaste por deslizamento. Observou-se nas curvas de coeficiente de atrito versus distância, dependendo do sistema, a presença de um a vários períodos de regime de desgaste. Análises por MEV confirmaram que os diferentes períodos de regime de desgaste correspondiam às diferentes camadas de endurecimento.

It is found by experiment that for many systems the loss of material by wear is indeed proportional to sliding distance. In this case, the steady-state wear rate is essentially constant for the duration of the test. Transient behavior is sometimes observed at the start of sliding, until equilibrium surface conditions have become established. In times of nanotechnology, the new materials can change the mechanical properties with the depth, even at nano-depth. The consequence is that steady-state wear rate period is less often found, or can be to be found for limited range of time. In these materials the nonhomogeneity of the hardness with the depth can produce many wear regimes of constant wear rate. Each wear period is proportional to the hardening depth. In this work, five systems were investigated: Uncoated, untreated AISI 316 steel (S1); plasma carburised steel (S2); hybrid plasma treated (i.e. sequentially plasma carburised and plasma nitrided) steel (S3); plasma carburised and PAPVD Cr-Al-N-coated steel (duplex S4) and hybrid plasma treated (as in S3) and PAPVD Cr-Al-N-coated steel (duplex S5). Pin-on-disc sliding wear tests were performed using sliding distances of 2660m. Depending of the studied system, one or several wear regimes were observed. Electron microscopy analyses indicated that the various steady-state wear regimes were correlated to the various layers of depths of hardening.

Keywords

Aços inoxidáveis austeníticos; Modificação superficial a plasma; Desgaste por deslizamento; Regime de desgaste.

Stainless austenitic steel; Plasma superficial modifications; Sliding wear; Wear regime.