Caracterização de camadas de carboneto de nióbio e vanádio produzidas por tratamentos...

Ferros fundidos nodulares são materiais com boas relações de propriedades mecânicas e custo de produção. Eles apresentam densidade menor do que os aços, o que torna a substituição de componentes veiculares vantajosa. Embora sejam susceptíveis ao desgaste e corrosão, a resistência a essas formas de degradação pode ser aumentada por meio de tratamentos superficiais. Um deles é o tratamento termorreativo de difusão (TRD), no qual camadas de carbonetos são produzidas na superfície do material. No presente trabalho, quatro composições de ferros fundidos nodulares foram utilizadas: uma sem adição de elementos de liga; ligada com cobre (Cu); cobre e níquel (Cu-Ni); cobre, níquel e molibdênio (Cu-Ni-Mo). Amostras desses materiais foram tratados em banho de sal (composto por borato de sódio, alumínio, ferronióbio e/ou ferro-vanádio) a 1000 °C durante 2 horas. Foram produzidas camadas de carbonetos de nióbio (NbC), vanádio (VC) e carboneto ternário de nióbio e vanádio (NbVC2), cuja caracterização foi realizada por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X e microdureza Vickers. Os resultados de microdureza das camadas bem como sua espessura foram tratados estatisticamente utilizando análise de variância de dois fatores. Para verificar a adesão das camadas aos substratos ensaios qualitativos Daimler-Benz Rockwell-C (definido pela norma VDI-3198) e indentações Vickers na interface foram realizados. A eficiência das camadas no aumento da resistência ao desgaste e à corrosão foi demonstrada por meio de ensaios de desgaste adesivo e corrosão por polarização potenciodinâmica.

Título em Inglês

Characterization of niobium and vanadium carbide layers produced by thermoreactive diffusion treatments on nodular cast iron

Palavras-chave em Inglês

Ductile cast iron
Niobium carbide
Vanadium carbide
Adhesive wear
Potentiodynamic polarization

Resumo em Inglês

Ductile cast irons are materials that shows high ratio between mechanical properties and production costs. These cast irons have lower density than steels, making it a good replacement in vehicle components. Despite these cast irons showing natural susceptibility to wear and corrosion, its strength can be improved by superficial treatments such as thermoreactive diffusion process (TRD), which consists of production of carbides layers on material’s surface. In the present study, four compositions of ductile cast iron were used: alloyed with copper (Cu), alloyed with copper and nickel (Cu-Ni), alloyed with copper, nickel and molybdenum (Cu-NiMo) and absent of alloy elements. Samples of those materials were treated in salt bath (a composite of sodium borate, aluminum, ferroniobium and/or iron-vanadium) at 1000 °C for 2 hours. This resulted in layers of niobium carbide (NbC), vanadium carbide (VC) and ternary carbide of niobium and vanadium (NbVC2). Characterization of this layers was obtained by optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, energy dispersive X-ray and microhardness. The microhardness and the thickness results were statistically analyzed by the two factors variance analysis method. Layers adhesion to substrates were verified by Daimler-Benz Rockwell-C qualitative tests (as stated in standard VDI-3198) and by Vickers indentations on the interface. The efficiency of the layered surface in increasing wear and corrosion resistance was demonstrated by submitting it to micro-abrasive wear tests and potentiodynamic polarization corrosion tests.

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Data de Publicação

2018-05-07

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