66ª Reunião Anual da SBPC

Resumo aceito para apresentação na 66ª Reunião Anual da SBPC pela(o): SBPC - SOCIEDADE BRASILEIRA PARA O PROGRESSO DA CIÊNCIA

B. Engenharias - 1. Engenharias - 3. Engenharia de Materiais e Metalúrgica

ESTUDO COMPARATIVO DO DESEMPENHO EM CORROSÃO DE LIGAS METÁLICAS REVESTIDAS COM CARBONETO DE TUNGSTÊNIO POR SOLDAGEM E POR ASPERSÃO TÉRMICA

Bianca Vieira Bette - UNIMEP Carlos Roberto Camello Lima - Orientador / UNIMEP

INTRODUÇÃO:

Revestimentos têm grande importância em aplicações que exigem elevada resistência ao desgaste, elevada resistência à corrosão ou mesmo resistência em situações de tribocorrosão. Novos métodos de deposição permitem a aplicação de materiais avançados, mas mesmo os métodos mais tradicionais são capazes de realizar revestimentos apropriados e econômicos. O tradicional método de soldagem é efetivo e econômico, podendo, entretanto, apresentar resultados não satisfatórios em função de suas características, como o superaquecimento do substrato e elevada diluição. A aspersão térmica, devido a sua versatilidade quanto à aplicação, tipos de camadas e espessuras, constitui-se numa forma bastante adequada para obtenção de camadas de elevada dureza e resistência para proteção ou reparo de componentes. A aplicação por aspersão térmica de revestimentos para corrosão tem se mostrado apropriada em função dos resultados apresentados em diversos meios. Os revestimentos de carboneto de tungstênio, apresentam como característica resistência elevada ao desgaste abrasivo e erosivo, dureza elevada, não sendo, entretanto, recomendados especificamente para proteção contra a corrosão, tanto marinha como ácida. São bastante utilizados em mancais de deslizamento e em peças de bombas.

OBJETIVO DO TRABALHO:

O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo comparativo dos revestimentos de carboneto de tungstênio aplicados por soldagem e por aspersão térmica, avaliar os resultados através do ensaio de corrosão Salt Spray, apresentando as características e propriedades dos revestimentos, comparando as alternativas mais viáveis em função de sua adequação, resultados e análise financeiras.

MÉTODOS:

Pela grande importância e vasta utilização industrial, o material usado como substrato foi aço carbono AISI - 1020. Os materiais para aplicação no revestimento foram materiais metálicos: 140-MXC, WC-40NiCrBSi, WC-12Co, WC-17Co. Os processos de aplicação dos revestimentos usados foram aspersão térmica por arc-spray e por HVOF (High Velocity Oxygen Fuel), e soldagem MIG (Metal Inert Gas). Os corpos de prova foram preparados em empresa parceira, de acordo com a norma ASTM G-48, método A. As amostras foram embutidas, lixadas e, por fim, medidas as durezas. As medidas de microdureza foram realizadas em um equipamento Microdurômetro computadorizado Shimadzu, com capacidade de 0,01 a 2 Kgf em escala Vickers, a força aplicada foi de 0,2 Kgf. Posteriormente, as amostras embutidas foram polidas com alumina para serem obtidas as imagens de microscopia ótica. Foi utilizado um microscópio marca Nikon, com ampliação de 50 a 1000 vezes de zoom. O ensaio de corrosão realizado foi o Salt Spray (Névoa Salina) ASTM - B – 117. Este ensaio baseia-se na exposição dos corpos de provaà névoa salina, em uma câmara Névoa Salina Série SS1300, com controle diário das condições de ensaio.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Pelos ensaios microscópicos, todas as amostras apresentaram visualmente boa adesão ao substrato e baixo nível de defeitos. No ensaio de microdureza, todos os revestimentos obtiveram dureza extremamente alta. O WC-40NiCrBSi conseguiu um revestimento com maior dureza (1469,5 HV). Cerca de 30% maior que o revestimento de WC-12Co. Os resultados do ensaio de corrosão Salt Spray são apresentados a seguir. O revestimento WC-40NiCrBSi, após 24 horas de teste, a amostra apresentou pequenos pontos esverdeados. Após 48 horas de teste, a amostra apresentou pequenos pontos de corrosão do metal base nas áreas que anteriormente apresentaram coloração esverdeada. Após 120 horas de teste, os pontos de corrosão do metal base mencionados anteriormente, apresentaram evoluções. Após 288 horas de teste, a amostra apresentou corrosão do metal base em aproximadamente 10% da superfície avaliada. O revestimento 140- MXC, após 24 horas de teste, a amostra apresentou corrosão do metal de base em aproximadamente 2% da superfície avaliada. Após 120 horas, a amostra apresentou corrosão do metal de base em, aproximadamente, toda a superfície avaliada. Após 288 horas de teste, a amostra apresentou um desenvolvimento desta corrosão do metal base. O revestimento WC-12 Co, após 24 horas de teste, apresentou pequenos pontos de corrosão do metal de base, menores que 0,03% da superfície avaliada. Após 120 horas de Salt Spray, a amostra apresentou pequenos pontos de corrosão do metal de base, menores que 1% da superfície avaliada. Após 288 horas de Salt Spray, a amostra apresentou corrosão do metal base em aproximadamente 33% da superfície avaliada. O revestimento WC-17Co, pode-se observar que, após 24 horas de teste, a amostra apresentou pontos de corrosão do metal de base nos cantos do revestimento. Após 120 horas de teste, houve desenvolvimento da corrosão do metal base. Após 288 horas de teste, a amostra apresentou corrosão do metal base em aproximadamente 33% da superfície avaliada.

CONCLUSÕES:

Neste trabalho, foram aplicados diversos revestimentos com ligas metálicas de carboneto de tungstênio sobre aço carbono, utilizando-se os processos de soldagem MIG e aspersão térmica por Arc-Spray e HVOF. O revestimento WC-40NiCrBSi aplicado por Soldagem MIG foi o que apresentou melhor resultado no teste de corrosão por Salt Spray, creditado principalmente por possuir 55% de carboneto de tungstênio fundido e 45% de uma matriz Níquel-Cromo-Boro-Silício. Apresentou também alta microdureza. O revestimento 140-MXC, foi que o apresentou o resultado mais inferior no ensaio de corrosão e na microdureza comparado com os demais, que pode ser creditado à presença de ferro em sua composição base. Os resultados, em geral, mostraram que os revestimentos obtidos apresentaram elevada dureza, boa adesão ao substrato e baixo nível de defeitos, avaliados por microscopia ótica e eletrônica.

Palavras-chave: Aspersão Térmica, Soldagem, Revestimento metálico.