Dissertação
Avaliação tribomecânica via esclerometria retilínea e indentação instrumentada do aço abnt 8550
Tribomechanical evaluation of ABNT 8550 steel by using scratch and indentation tests
Registro en:
FERREIRA, Fernando Martins. Tribomechanical evaluation of ABNT 8550 steel by using scratch and
indentation tests. 2010. 154 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010.
Autor
Ferreira, Fernando Martins
Institución
Resumen
The ABNT 8550 steel is used for manufacturing pump rotors used in the gas and oil
multiphase pumping systems. These rotors are submitted basically to erosive and abrasive
wear. In order to evaluate the tribomechanical properties of quenched and tempered and
annealed ABNT 8550 samples, microscratch and indentation tests were carried out.
Parameters such as scratch speed, Rockwell C indenter tip radius and scratching normal
load were studied. From scratch tests were obtained scratch hardness, apparent friction
coefficient and specific energy. Wear mechanisms were evaluated by means of fab and
scanning electron microscopy. The quenched and tempered steel showed a higher scratch
hardness compared to those measured in the annealed samples. A scratch speed difference
in two orders of magnitude had no significant influence on the tribological behavior for the
quenched and tempered material. An increase on the indenter tip radius lead to a slightly
influence on the scratch hardness for quenched and tempered samples, while for annealed
steel, it resulted in a reduction of the scratch hardness. Fab values increased with an
increasing indenter tip radius for both materials. Higher loads and smaller indenter tip radius
lead to higher microcutting during scratch, while an increase in the normal load, when using
a 50 μm tip indenter radius, resulted in a change of geometry in the scratching process.
Finally, the results showed that the apparent friction coefficient increases with the reduction
of the indenter tip radius. It also increased with an increasing normal load due to a scratch
geometry change and increased plastic deformation. It was verified that the friction
coefficient decreases with an increasing material hardness. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Mestre em Engenharia Mecânica Em sistemas de bombeamento multifásico de petróleo o aço ABNT 8550 é empregado na
construção de rotores de bombas de extração de petróleo. Esses rotores são solicitados
basicamente por desgaste erosivo/abrasivo. O conhecimento do comportamento desse
material mediante ao desgaste é de fundamental importância. Assim, para avaliar as
propriedades tribomecânicas desse aço nas condições temperada/revenida e recozida,
foram realizados ensaios de microesclerometria retilínea, bem como de indentação
instrumentada. Assim, foi realizado um estudo do efeito da velocidade de riscamento, do
raio de ponta do penetrador Rockwell C e da carga normal de riscamento. Nos ensaios de
esclerometria foram obtidas: dureza ao risco, coeficiente de atrito aparente e energia
específica de riscamento. Os mecanismos de desgaste foram avaliados por meio do fator fab
e microscopia eletrônica de varredura. O material beneficiado mostrou uma maior dureza ao
risco quando comparado com o recozido. A variação da velocidade de riscamento em duas
ordens de grandeza praticamente não apresentou influência no comportamento tribológico
do material no estado beneficiado. O aumento do raio de ponta do penetrador resultou em
pouca influência nos valores de dureza ao risco para o material beneficiado, enquanto que
para o recozido, o aumento do raio levou a uma redução da dureza ao risco. Valores de fab
mostram um aumento com o aumento do raio de ponta do penetrador para os dois materiais
avaliados e maior corte do material foi mais evidenciado nas cargas mais elevadas e
penetradores de menor raio de ponta. Um aumento da carga normal para o penetrador de
raio 50 μm resultou em mudança de geometria no processo de riscamento. O coeficiente de
atrito aparente, por sua vez, aumentou com a redução do raio de ponta e com o aumento da
carga normal devido à mudança de geometria e aumento da deformação plástica. Verificouse,
também, que o coeficiente de atrito reduz com o aumento da dureza do material.