Avaliação do desgaste microabrasivo de aços ferramenta para fabricação de roscas de extrusoras
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Data
2024-01-12Orientador
Farias, María Cristina Moré
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O presente trabalho teve como objetivo estudar a resistência ao desgaste por abrasão, a microestrutura e a dureza de dois aços para ferramentas sinterizados (Böhler S790 Microclean e Uddeholm Vanadis 8). Esse comportamento foi comparado com o de dois aços para ferramentas atualmente utilizados na fabricação de roscas de extrusora (AISI D2 e Uddeholm Sleipner). Os quatro aços foram estudados no estado temperado e revenido. A microestrutura dos quatro materiais foi analisada por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG) e espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS). A dureza dos materiais foi determinada por meio de ensaios de microdureza Vickers, o que permitiu a avaliação quantitativa do comportamento mecânico. Foram realizados ensaios de desgaste microabrasivo por esfera rotativa livre, cujo o sistema tribológico consistiu de blocos dos aços ferramenta, uma esfera de aço para rolamento AISI 52100 e uma suspensão com partículas abrasivas de carbeto de silício (SiC). Após os ensaios, as crateras de desgaste geradas foram analisadas por MEV-FEG com intuito de identificar os mecanismos de desgaste microabrasivo. O diâmetro e o volume de desgaste de todas as crateras foram determinados por Perfilometria óptica tridimensional. O coeficiente dimensional de desgaste ou taxa de desgaste específica (k, volume de desgaste por unidade de força por unidade de distância) dos aços ferramenta foi determinado por meio da interpretação gráfica da equação de Archard ("método de ajuste linear") e a partir da variação do coeficiente de desgaste em função do tempo (regime permanente de desgaste). O aço AISI D2 apresentou carbonetos primários grandes e irregulares, além de carbonetos secundários finamente dispersos, que proporcionaram a menor dureza dos quatro materiais. O aço Uddeholm Sleipner apresentou carbonetos secundários com formatos similares, pequenos, esféricos e dispersos na matriz martensítica revenida o que resultou em valores de dureza intermediários, quando comparado aos demais materiais. Em contraposição, o aço sinterizado Böhler S790 Microclean apresentou a maior dureza devido à formação de dois tipos de carbonetos secundários finamente dispersos na sua microestrutura. O aço Uddeholm Vanadis 8 apresentou carbonetos com formatos pequenos, esféricos, dispersos na matriz martensítica revenida e ricos em vanádio, o que é coerente dada sua composição química e resultou em valores de dureza próximos ao do aço Uddeholm Sleipner. Nas condições de desgaste microabrasivo utilizadas neste trabalho não se obteve diferença significativa de resistência ao desgaste microabrasivo entre os materiais, provavelmente, porque o regime permanente de desgaste microabrasivo (RPD) não foi atingido. [resumo fornecido pelo autor]