Título

AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À EROSÃO CAVITACIONAL DO SISTEMA CONJUGADO “AÇO 1045/(Cr,Al)1-xNx”

STUDY OF THE CAVITATION EROSION RESISTANCE OF THE COMPOSITE SYSTEM “AISI 1045/(Cr,Al)1-xNx”

Autoria

Santos, Sandra Goulart; Godoy, Cristina; Lima, Marília Mendonça de; Mancosu, Rafael Drumond; Modenesi, Paulo José; Castro, Maria das Mercês Reis de

DOI

10.5151/2594-5327-0451

Downloads

Baixar Artigo 39 Downloads

Resumo

Objetivando melhorar a resistência a erosão cavitacional do aço ABNT 1045 foram utilizados dois tipos de tratamento de superfície: a nitretação a plasma e a deposição de filme utilizando-se a técnica PAPVD (Plasma Assisted Vapour Deposition). As resistências à erosão cavitacional dos sistemas conjugados “aço 1045/(Cr,Al) N ” Mono e Dúplex foram investigadas em comparação com asresistências a erosão cavitacional dos sistemas: aço ABNT 1045 não recoberto, aço ABNT 1045 nitretado e conjugados “aço 1045/CrN” Mono e Dúplex, previamente descritos na literatura. Os testes de cavitação foram feitos de acordo com a norma ASTM G32-85. A perda de massa foi obtida em função do tempo e análises estatísticas (regressão linear segmentada) foram realizadas de modo a determinar as taxas de desgaste por erosão cavitacional. Os sistemas também foram caracterizados por meio de testes de adesão Rockwell C, microdureza Vickers, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e microanálise. O sistema “aço 1045/(Cr,Al) N ” Mono apresentou três regimes de desgaste, sendo, tempo de incubação, um estágio intermediário seguido de cavitação acelerada. Para o sistema Dúplex, foi identificado um regime adicional de desgaste, relativo a camada nitretada. Os sistemas “aço 1045/(Cr,Al) N ” Mono e Dúplex apresentaram desempenho 1-x x similar aos sistemas Cr-N Mono e Dúplex descritos na literatura. As técnicas de nitretação a plasma e aplicação de recobrimentos por PAPVD, isoladamente ou em conjunto, mostraram-se efetivas para aumentar a resistência à erosão cavitacional, diminuindo a perda de massa para tempo de exposição maior quando comparado com o aço não protegido.

 

Attempting to improve the cavitation erosion resistance of an AISI 1045 carbon steel two surface treatments was applied: plasma nitriding and plasma-assisted physical vapor deposition (PAPVD) coating. The cavitation erosion resistance for the “AISI 1045 steel/(Cr,Al) N ” Mono and Duplex systems was investigated in comparison with the following systems: AISI 1045 steel, plasma nitriding AISI 1045 steel and “AISI 1045 steel/CrN” Mono and Duplex, described in literature. Cavitation erosion tests were performed according to the ASTM G 32-85 standard. Mass loss plots were obtained as a function of time and statistical analyses (piecewise linear regressions) were performed in order to evaluate the cavitation erosion wear rates. The systems were also characterized by Rockwell C adhesion test, Vickers micro-hardness, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The “AISI 1045 steel/(Cr,Al) N ” Mono system exhibited three distinctive wear regimes: incubation period, an intermediate stage and accelerated stage of cavitation. For the duplex system, an additional wear regime was detected; this regime is related to the wear of the nitrided layer. The “AISI 1045 steel/(Cr,Al) N ” Mono and Duplex systems performance were similar 1-x x to those described in literature for Cr-N systems. The plasma nitriding treatment and PAPVD coating, whether or not combined, significantly increased the incubation period and was able to provide lower cavitation erosion rates for longer times.

Palavras-chave

Erosão cavitacional; Nitretação a plasma; (Cr, Al)N; Regressão linear segmentada.

Cavitation erosion; Plasma nitriding; (Cr, Al)N; Piecewise linear regression.