ANÁLISE do Comportamento em Erosão-cavitação da Liga Co-30cr-19fe Nitretada a Plasma

Abstract

A avaliação do comportamento em erosão-cavitação (EC) da liga Co-30Cr-19Fe quando nitretada em baixas temperaturas foi realizada através de ensaios de cavitação vibratória. Visando caracterizar os mecanismos de desgaste foi utilizada a microscopia óptica e a microscopia eletrônica de varredura para análise do progresso do mesmo. As amostras foram submetidas a um tratamento térmico de solubilização, realizado a 1200°C por 12 horas e subsequente têmpera em água. Posteriormente, foram conduzidas ao tratamento termoquímico de nitretação em baixas temperaturas: 380°C, 400°C e 420°C, respectivamente. A mistura gasosa foi de 75% de H2 e 25% de N2, o tempo de tratamento de 20 horas e pressão de trabalho de 2,5 Torr para todas as condições de nitretação. As amostras foram caracterizadas antes e após cada tratamento realizado por meio de microscopia ótica, medidas de microdureza e difração de raios X. Os ensaios de cavitação vibratória, para todas as condições trabalhadas, foram realizados no equipamento ultrassônico da marca Telsonic DG-2000. O ensaio foi interrompido periodicamente a fim de avaliar a evolução da perda de massa das amostras e de registrar a evolução do mecanismo de desgate por microscopia eletrônica de varredura. Antes do tratamento termoquímico foi observado uma microestrutura de matriz cujas fases são cobalto α (CFC) e ε (HC), com poucos carbonetos e precipitados. E após o tratamento de solubilização houve dissolução parcial desses poucos carbonetos e precipitados que existiam. A fase S foi obtida em todas as condições. A espessura e a dureza das camadas aumentaram de acordo com o acréscimo da temperatura de nitretação. Foi constatado que a condição que apresentou maior resistência ao desgaste por erosão cavitacional foi a N380 a partir da análise das curvas de perda de massa acumulada com o tempo de exposição e da avaliação dos mecanismos de desgaste. No entanto, o tratamento termoquímico não foi efetivo para melhorar a resistência ao desgaste por EC das condições nitretadas a 400°C e 420°C em relação a condição solubilizada. De forma geral o mecanismo de desgaste observado para todas as condições nitretadas foi ausência de deformação plástica significativa e consequentemente ausência de tempo de incubação, com provável propagação de trincas por fadiga e desprendimento frágil do material.

Palavras chave: Liga Co-30Cr-19Fe; Nitretação a plasma; Austenita expandida; Erosão cavitacional.