Efeitos da adição de B, Y2O3 e/ou WS2 na microestrutura e no comportamento tribológico do aço inoxidável austenítico produzido por SPS
Abstract
Como alternativa para atender a demanda de materiais avançados para aplicações que visam diminuir consumo de energia e deterioração de componentes por fenômenos tribológicos como atrito e degaste, pode-se utilizar materiais a base de aço inoxidável austenítico. Dessa forma, os materiais deverão ter propriedades que os permitam ser utilizados em aplicações tribológicas. Para isso, os aços inoxidáveis austeníticos podem ter adicionados a sua composição aditivos e reforços por uso de processamentos via sinterização. Esses aditivos e reforços possuem papéis diferentes: os agentes de sinterização, como o boro (B), visam aumentar a densificação; os reforços mecânicos, como o óxido de ítrio (Y2O3), visam aprimorar as propriedades mecânicas; e os lubrificantes sólidos, como dissulfeto de tungstênio (WS2), visam aumentar a lubricidade do material. Portanto, o objetivo desse trabalho é avaliar o efeito da adição de B, Y2O3 e WS2 nas propriedades tribológicas dos aços inoxidáveis austeníticos a base de 316L produzidos por sinterização por plasma pulsado. Para melhor compreender o comportamento tribológico do material, um estudo detalhado visou identificar as fases cristalinas dos materiais, via técnicas como MEV, EDS e DRX e por estudo termodinâmico, para compreender a microestrutura do material e correlacioná-la com os efeitos de atrito e degaste. Demais análises como densidade e dureza também corroboraram com o estudo. A análise microestrutural revelou que a adição de B e de WS2 favoreceram o fechamento de poros e o aumento da dureza do material. Por sua vez, a adição de Y2O3 propiciou aumento na porosidade e diminuição da dureza. Além disso, foi possível verificar a formação de novas fases durante a sinterização, em que os elementos da matriz austenítica reagiram com os elementos dos aditivos e reforços. Essas microestruturas não foram capazes de diminuir os níveis de atrito dos materiais, o qual manteve um coeficiente de atrito superior a 0,6. Por sua vez, o nível de desgaste variou conforme a microestrutura e demais propriedades dos materiais. O B e o WS2 tendem a diminuir e a Y2O3 tende a aumentar a taxa de desgaste específica. Os níveis de atrito foram regidos principalmente por mecanismos de adesão e os níveis de desgaste, por mecanismos por adesão, por abrasão e oxidativo. [resumo fornecido pelo autor]