Título

A PERFILOMETRIA 3D COMO INSTRUMENTO DE ANÁLISE EM PROCESSOS DE MODIFICAÇÃO SUPERFICIAL

THREE-DIMENSIONAL SURFACE TOPOGRAPHY ANALYSIS AS A STUDY TOOL IN TRIBOLOGICALLY PROCESSES.

Autoria

Godoy, Cristina; Lima, Marília Mendonça de; Morais, Janaína Kizzi; Mancosu, Rafael Drumond

DOI

10.5151/2594-5327-0358

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Resumo

A tribologia é definida como a ciência e a tecnologia de superfícies em interação, sob movimento relativo. Uma caracterização rigorosa desta interação entre as superfícies em movimento se faz necessária para a determinação da forma e da área de contato entre as superfícies. Neste trabalho fenômenos em que processos tribológicos, estão envolvidos, foram estudados utilizando perfilometria tridimensional. Destacam-se os estudos da influência da textura superficial (rugosidade 3D) na resistência à cavitação de sistemas nitretados a plasma e recobertos, assim como o monitoramento da evolução da erosão cavitacional por parâmetros de rugosidade tridimensionais. A influência da rugosidade na resistência à corrosão também foi analisada com o uso da perfilometria tridimensional. Os sistemas estudados consistiram de substratos de aço ABNT 1045 modificados química e estruturalmente na superfície, através da deposição por PAPVD do recobrimento tribológico Cr-N. Realizou-se também modificação mecânica superficial, através de nitretação a plasma anterior a deposição do recobrimento, produzindo o sistema dúplex. Resultados de testes de perda de massa por erosão cavitacional e de testes potenciodinâmicos, em meio ácido, foram comparados com os obtidos por perfilometria. Os sistemas foram caracterizados através de análise topográfica 3D antes dos testes e durante a evolução do fenômeno. Concluiu-se que a rugosidade superficial tem pouca influência na resistência à cavitação enquanto tem forte influência na resistência a corrosão química. Correlação entre a evolução da taxa de erosão cavitacional e parâmetros de perfilometria foram observadas. Testes potenciodinâmicos em meio ácido não foram capazes de distinguir com precisão as diferentes reatividades de sistemas com mesmo recobrimento, enquanto a caracterização por perfilometria indicou uma menor resistência do sistema dúplex através da identificação de pites em maior quantidade de pites e de maior profundidade, no sistema dúplex. A abordagem tridimensional mostrou-se uma ferramenta robusta para análise da evolução da textura superficial em fenômenos que ocorrem superficialmente onde solicitações mecânicas podem ocorrer simultaneamente a solicitações químicas.

 

Tribology is the field of science dealing with contacting surfaces in relative motion. A rigorous characterization of this interaction between the surfaces in movement it is necessary for the determination of the form and the area of contact between the surfaces. In this work phenomena, where tribological processes are involved, had been studied using three-dimensional perfilometria.The studies of the influence of the superficial texture (roughness 3D) in the cavitation resistance and corrosion resistance are distinguished, as well as the characterization of the evolution of the cavitacional erosion through three-dimensional parameters of roughness. The studied systems had consisted of a ABNT 1045 steel modified structurally and chemically in the surface, through the deposition of the PVD CrN tribological coating. Mechanical modification was also realized, through plasma nitriding previous the deposition of the PVD coating, producing the duplex system. Results mass loss for cavitacional erosion tests and results of potentiodynamic tests in acid had been compared with the gotten ones for perfilometry. The systems had been characterized through 3D topographical analysis, before the tests and during the evolution the phenomenon. We have concluded that the superficial roughness has little influence in the resistance to the cavitation while it has strong influence in the chemical corrosion resistance. Correlations between evolution of cavitacional erosion rate and perfilometry parameters had been observed. Potentiodynamic tests in acid had not been capable to distinguish the different chemical reactivities from systems with same coating, while the perfilometry characterization indicated a lesser resistance of the dúplex system through the identification of larger amount of pites and pites with bigger depth than the non-duplex system. The three-dimensional approach had revealed a robust tool for analysis of the evolution of the superficial texture in phenomena that occur superficially, where mechanical requests can occur simultaneously with the chemical requests.

Palavras-chave

Perfilometria; Rugosidade 3D; Cavitação; Corrosão.

profilometry; 3D roughness; Cavitation; Corrosion.