Avaliação do comportamento mecânico e tribológico através de ensaios de esclerometria retilínea de superligas de cobalto

dc.contributor.advisor1Bozzi, Antônio César
dc.contributor.authorBragatto Junior, Luiz Carlos
dc.contributor.referee1Scandian, Cherlio
dc.contributor.referee2Tschiptschin, Andre Paulo
dc.date.accessioned2018-08-02T00:03:18Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-02T00:03:18Z
dc.date.issued2016-05-23
dc.description.abstractCobalt base superalloys are used in many industrial applications due to its characteristic of maintaining its mechanical properties at high temperatures. Three different cobalt superalloys were produced by cast process with chemical compositions close to those of commercial alloys Stellite 6, Triballoy T-400, and an alloy Co-Cr-Fe. To better understand the mechanical and tribological behavior of these superalloys, scratch tests were performed using a rockwell C indenter with two different configurations: a single pass with different normal loads, 5 to 20N, and the scratch speed, 0.01 mm / s to 1 mm / s; and one with several passes, 1 to 15 passes, maintaining a constant scratching speed of 0.1 mm / s and loads, from 5 to 100N. In these tests were analyzed the scratch hardness of each material, the fab factor, which evaluates the ratio of the area of the material displaced to the side and the area of scratch groove, the degree of penetration, which is a ratio between the depth and the width of the scratch, and additionally were evaluated the wear rates. The abraded surface was analyzed by 3D profilometry and scanning electron microscope image to evaluate the dominant wear mechanism and the wear rate of each material. In all the three alloys the predominant micromechanisms was microploghing. In the Co-Cr-Fe alloy, the predominant mechanism was ductile at all settings of the tests. Already in tests with Stellite 6 and Triballoy T-400 alloys, cobalt matrix showed ductile behavior and hard phases, carbides and laves phase showed brittle behavior, and were fractured. In the alloys Stellite 6 and Triballoy T-400, tests with several passes was observed plastic deformation of the matrix of cobalt which covered the carbides and laves phases, respectively, and also a mechanical mixing due to excessive fracture of carbides and laves phases that are mixed with cobalt matrix. The alloy Co-Cr-Fe showed a lower performance for resistance to wear, and Stellite 6 and Triballoy T-400 alloys showed similar behavior and better wear resistance.eng
dc.description.resumoSuperligas a base de cobalto são utilizadas em muitas aplicações industriais devido a sua característica de manter suas propriedades mecânicas em temperaturas elevadas. Três diferentes superligas de cobalto foram produzidas através do processo de fundição com composições químicas próximas às das ligas comerciais Stellite 6, Triballoy T-400, além de uma liga a base de Co-Cr-Fe. Para intender melhor o comportamento mecânico e tribológico dessas superligas, foram realizados ensaios de esclerometria retilínea utilizando-se um indentador Rockwell C, com duas configurações distintas: uma de passe único, com diferentes cargas normais, 5 a 20N, e a velocidade de riscamento, de 0,01 mm/s a 1 mm/s; e outra com vários passes, de 1 a 15 passes, mantendo-se a velocidade de riscamento constante de 0,1 mm/s e cargas, de 5 a 100N. Nesses ensaios foram analisados a dureza ao risco de cada material, o fator fab, que avalia a relação entre a área do material deslocado para as laterais e a área do sulco do risco, o grau de penetração, que é uma relação entre a profundidade e a largura do risco, e além disso foram avaliadas as taxas de desgaste. A superfície desgastada foi analisada através de perfilometria 3D e imagens de microscópio eletrônico de varredura para avaliar os mecanismos de desgaste predominantes e a taxa de desgaste em cada material. Em todas as três ligas o micromecanismo predominante foi o de microssulcamento. Na liga Co-Cr-Fe o mecanismo predominante foi dúctil em todas as configurações dos ensaios. Já nos ensaios com as ligas Stellite 6 e Triballoy T-400, as matrizes de cobalto apresentaram comportamento dúctil e as fases duras, carbonetos e fase Laves, apresentaram comportamento frágil, sendo fraturadas. Nas ligas Stellite 6 e Triballoy T-400, em ensaios com vários passes, foi observada a deformação plástica das matrizes de cobalto que encobria os carbonetos e as fases Laves, respectivamente, e também uma mistura mecânica, devido a fratura excessiva dos carbonetos e das fases Laves que se misturaram com as matrizes de cobalto. A liga Co-Cr-Fe apresentou um comportamento inferior quanto à resistência ao desgaste, e as ligas Stellite 6 e Triballoy T-400 apresentaram comportamento semelhante e melhor resistência ao desgaste.
dc.formatText
dc.identifier.citationBRAGATTO JUNIOR, Luiz Carlos. Avaliação do comportamento mecânico e tribológico através de ensaios de esclerometria retilínea de superligas de cobalto. 2016. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2016.
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/9817
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectCobalt superalloyseng
dc.subjectScratch testeng
dc.subjectWear mechanismseng
dc.subjectWear resistanceeng
dc.subjectDesgaste abrasivopor
dc.subjectSuperligas de cobaltopor
dc.subjectEsclerometria retilíneapor
dc.subjectMecanismos de desgastepor
dc.subjectResistência ao desgastepor
dc.subject.br-rjbnLigas de cobalto
dc.subject.br-rjbnLigas resistentes ao calor
dc.subject.br-rjbnResistência de materiais
dc.subject.br-rjbnTribologia
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.subject.udc621
dc.titleAvaliação do comportamento mecânico e tribológico através de ensaios de esclerometria retilínea de superligas de cobalto
dc.typemasterThesis

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