Mecanismos de desgaste

Com exceção da condição boretada 1, que apresentou mecanismo de microtrincamento, observou-se mecanismo de riscamento. Este resultado condiz com o mapa dos mecanismos de desgaste proposto por Trezona e colaboradores (1999). As Figuras 51 e 52 mostram as calotas de desgaste para a condição recozida após 400 e 700 revoluções com diferentes ampliações. Observa-se em ambas as situações o mecanismo riscamento.

Figura 51 - Microscopia eletrônica de varredura das calotas de desgaste da amostra recozida após 400 rotações com ampliações de (a) 100 vezes, (b) 200

vezes, (c) 500 vezes e (d) 1000 vezes.

Figura 52 - Microscopia eletrônica de varredura das calotas de desgaste da amostra recozida após 700 rotações com ampliações de (a) 100 vezes, (b) 200

vezes, (c) 500 vezes e (d) 1000 vezes.

Fonte: Produção do próprio autor.

Para a condição temperada e revenida o mecanismo de riscamento também é observado. Entretanto, percebe-se que a 700 revoluções essa observação não está tão clara quanto a 400 revoluções. As Figuras 53 e 54 ilustram estas diferenças.

Figura 53 - Microscopia eletrônica de varredura das calotas de desgaste da amostra temperada e revenida após 400 rotações com ampliações de (a) 100

vezes, (b) 200 vezes, (c) 500 vezes e (d) 1000 vezes.

Figura 54 - Microscopia eletrônica de varredura das calotas de desgaste da amostra temperada e revenida após 700 rotações com ampliações de (a) 100

vezes, (b) 200 vezes, (c) 500 vezes e (d) 1000 vezes.

Fonte: Produção do próprio autor.

Nota-se que, após 700 revoluções, o mecanismo de riscamento ficou menos intenso. Uma possível explicação para este fato é que em ensaios onde a força normal é constante (pressão de contato não constante), havendo a atuação de desgaste microabrasivo a dois corpos (riscamento), a gradativa redução da pressão de contato faz com que a participação desse modo de desgaste diminua com o tempo (COZZA, 2013; COZZA, et al., 2007).

Para a condição boretada1 o mecanismo de microtrincamento foi observado. Percebe-se o surgimento de duas regiões com aspectos superficiais distintos à medida que a profundidade de desgaste aumenta. Possivelmente, uma dessas regiões refere-se aos boretos e a outra ao próprio substrato. Conforme verificado na micrografia óptica, a subcamada mole foi verificada apenas na melhor região da amostra e

apresentou uma espessura média de aproximadamente 11 µm. A camada de boretos apresentou-se bastante irregular, havendo regiões em que a mesma praticamente inexistiu. A melhor região apresentou uma espessura média de camada próxima a 42 µm. De fato esta camada foi ultrapassada à medida que a profundidade de desgaste, após 700 revoluções, atingiu valores próximos a 44,62 µm. Este fato pode ter ocasionado o surgimento das duas regiões distintas observadas nas Figuras 55 e 56.

Figura 55 - Microscopia eletrônica de varredura das calotas de desgaste da amostra boretada1 após 400 rotações com ampliações de (a) 100 vezes, (b) 200

vezes, (c) 500 vezes e (d) 1000 vezes.

Figura 56 - Microscopia eletrônica de varredura das calotas de desgaste da amostra boretada1 após 700 rotações com ampliações de (a) 100 vezes, (b) 200

vezes, (c) 500 vezes e (d) 1000 vezes.

Fonte: Produção do próprio autor.

A condição boretada2 apresentou um comportamento tribológico semelhante às condições recozida e temperada e revenida, porém com menor intensidade. As Figuras 57 e 58 apresentam as microscopias eletrônicas das calotas de desgaste da condição boretada2 após 400 e 700 revoluções com diferentes ampliações.

Figura 57 - Microscopia eletrônica de varredura das calotas de desgaste da amostra boretada2 após 400 rotações com ampliações de (a) 100 vezes, (b) 200

vezes, (c) 500 vezes e (d) 1000 vezes.

Figura 58 - Microscopia eletrônica de varredura das calotas de desgaste da amostra boretada2 após 700 rotações com ampliações de (a) 100 vezes, (b) 200

vezes, (c) 500 vezes e (d) 1000 vezes.

Fonte: Produção do próprio autor.

Possivelmente, em algumas regiões da amostra, a profundidade de desgaste ultrapassou os limites da camada boretada, desgastado assim a subcamada mole. Conforme verificado nas imagens de microscopia óptica, a camada de boretos apresentou-se bastante irregular, com espessura média próxima de 55 µm em sua melhor região. Como a profundidade de desgaste, para esta condição, atingiu valores próximos de 45,18 µm após 700 revoluções, provavelmente, em regiões de irregularidade acentuada, a camada boretada e a subcamada mole foram desgastadas em conjunto. O substrato não foi alcançado porque a subcamada mole apresentou-se uniforme e com espessura média de 11 µm.

Percebe-se então que, para as condições boretada1 e boretada2, as respostas obtidas para o coeficiente de desgaste e para o volume de desgaste, não revelam o comportamento exclusivo da camada boretada. Na condição boretada1, pode ter sido revelado o comportamento misto de camada boretada e substrato ou apenas substrato. Já para a condição boretada2, um comportamento misto entre camada boretada e subcamada mole foi revelado.

5 CONCLUSÕES

Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que:

 Percebeu-se uma efetiva melhoria no comportamento tribológico para as amostras boretadas, visto que houve diminuição do coeficiente de atrito e volume de desgaste em comparação com as amostras temperadas e revenidas e recozidas. Apesar da irregularidade, a boretação foi efetiva.

 A camada de boretos apresentou-se bastante irregular na condição boretada1. Esta irregularidade pode ser explicada pelo fato de que o pó boretante Ekabor® 1-V2, utilizado na condição boretada1, já havia sido utilizado em outros tratamentos, diminuindo assim a efetividade do tratamento termoquímico em questão. Para esta condição, a melhor região de camada observada apresentou uma espessura média de aproximadamente 42 μm. Porém, em determinadas regiões, a camada praticamente inexistiu.

 A irregularidade verificada na condição boretada1 pode influenciar diretamente na redução da resistência ao desgaste, pois, dependendo da profundidade de desgaste atingida, a subcamada mole ou até mesmo o substrato podem estar sendo desgastados.

 Para a condição boretada2, onde se utilizou pó boretante Ekabor® 1-V2 novo, também se percebe uma irregularidade significativa na espessura da camada boretada, porém, em todas as regiões se observa uma espessura de camada maior do que na condição boretada1 e uma espessura média de subcamada mole de aproximadamente 20 μm. Esta irregularidade observada pode ser resultante da baixa quantidade de pó ativo com relação à grande área superficial a ser boretada. A baixa quantidade de pó ativo também pode ter influenciado a condição boretada1. Para esta condição, a melhor região de camada observada apresentou uma espessura média de aproximadamente 55 μm.

 Com relação à rugosidade, como todas as amostras foram lixadas e polidas previamente aos tratamentos, elas apresentaram uma rugosidade média de 0,05 μm. A condição de recebimento (recozida) manteve este valor, pois nenhum tratamento posterior foi realizado para

esta condição. Em todas as amostras que foram tratadas verificou-se um aumento de rugosidade, sendo que a condição boretada1 apresentou o maior aumento, seguida das condições boretada2 e da condição temperada e revenida.

 Os ensaios de microdureza Vickers mostraram que as condições boretada1 e boretada2 apresentaram valores de dureza médios na camada de 872 e 1463 HV0,05, respectivamente. A condição temperada e revenida apresentou dureza ao longo de toda seção transversal de aproximadamente 400 HV0,05, e a condição recozida em torno de 204 HV0,05.

 Os ensaios de Raios-X identificaram que, para a condição boretada1, ocorreu a formação das fases FeB e Fe2B. Já na condição boretada2, apenas a fase FeB foi verificada. Segundo Martini, Palombarini e Carbicicchio (2004), a camada boretada pode ser formada por uma única fase (Fe2B) ou por uma dupla fase (FeB+Fe2B). Com base nestas informações, os ensaios de Raios-X foram executados novamente. Entretanto, os mesmos resultados foram obtidos. Possivelmente a camada Fe2B poderia ser identificada através da remoção sequencial de finas camadas de material intercalada por novos ensaios de Raios-X.

 O regime permanente de desgaste foi atingido em, aproximadamente, 12 metros de distância de deslizamento para a condição recozida, 36 metros para a condição temperada e revenida, 24 metros para a condição boretada1 e 28 metros para a condição boretada2.

 A condição temperada e revenida apresentou o maior coeficiente de desgaste médio, sendo seguida pelas condições recozida, boretada1 e boretada2. Porém, exceto para a condição boretada2, todas as outras condições apresentaram grandes desvios nos resultados obtidos. Estes desvios podem ser explicados através do erro de medição presente na determinação do diâmetro da cratera de desgaste (b), pois as calotas apresentaram bordas difusas.

 Com relação ao volume de desgaste, se forem considerados os desvios, a condição recozida apresentou volume de desgaste estatisticamente igual às outras três condições ensaiadas. Porém,

comparando-se a condição temperada e revenida com as condições boretada1 e boretada2, percebe-se uma redução no volume de desgaste de aproximadamente 14%.

6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

1. Utilizar microscopia eletrônica de varredura para mensurar o diâmetro das calotas de desgaste.

2. Variar os parâmetros do ensaio de desgaste microabrasivo – carga, velocidade, número de revoluções, concentração da pasta abrasiva – para análise da resistência ao desgaste.

3. Aplicar perfilometria tridimensional para análise do perfil das calotas de desgaste.

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