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Ensaios de abrasão

Força (tempo)

Configuração

Regimes de desgaste abrasivo

Monofásicos

Bifásicos

06 – Abrasão - Desgaste abrasivo

Em abrasão é necessário considerar se o

abrasivo está solto o ligado a um dos corpos

Tres corpos

Dois corpos

Ensaios de abrasão

Ensaios de abrasão

Efeito da carga AISI 1020. SiC, 250m. Abrasão

a dois e três corpos. MISRA A - FINNIE I,

(WEAR 60, 1979).

Ensaios de abrasão

Efeito da configuração do ensaio - SEVERIDADE

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Ensaios de abrasão

F

A

I

B E

H

C

G D

Ensaio “roda de borracha” - moinhos, britadores, três corpos

Perda de volume acumulada com tempo, carga constante. Abrasivo ANB 100, AISI 1004. 15 N

Ensaios de abrasão

Ensaio “roda de borracha”

Efeito do tempo de ensaio

Perda de volume x carga aplicada, ( tempo constante). Abrasivos ANB 50 y 100, açoo AISI 1006.

Ensaios de abrasão

Ensaio “roda de borracha”

Efeito da força aplicada

Ensaios de abrasão

Ensaio “pino x lixa” dois corpos

Abrasão por goivaduraAltas tensões a dois corpos (e)

Abrasão a altas tensõesAbrasão por polimento (d)Altas tensões a três corpos (e)Altas tensões a dois corpos (e)

Abrasão a baixas tensõesAbrasão por riscamento (d)Baixas tensões a três corpos (e)

Termos equivalentes (c)

Microcorte e/ou microfraturaMicrocorteMicrossulcamentoMecanismos dominantes (b)

PontiagudaAltíssimas (causa deformacão macroscópica ou fratura frágil no material sendo desgastado).

PontiagudaAltas (suficientes para quebrar Partículas)

ArredondadoBaixas (insuficientes para quebrar Partículas)

Forma da partícula tensões de contato

GrandeFortemente engastado

ModeradoParcialmente engastado pelo contra-corpo

PequenoLivre

Tamanho da partículaGrau de engastamento

ExtremoSeveroModerado

Severidade del desgasteSituación típica (a)

Classificação por severidade proposta por Gates

Dois ou Três corpos ou Severidade?

Ensaios de abrasão

(~1000 HV)

Abrasivo: vidri (~ 500 HV)

(~100 HV)

As mudanças no contracorpo podem ser o fator que controla o processo. O

sistema pode mudar de 2 para três corpos

Ensaios de abrasão

Mandíbulas de triturador

1 ensaio,

2 mecanismos !!

Dois ou Três corpos??

Independentemente do ensaio analisar sistema e mecanismos

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Regimes de desgastedureza

Taxa de desgaste e relação entre dureza do abrasivo (HA) e dureza do material desgastado (H) (KRUSCHOV, 1957).

Ha/Hmaterial> 1.2 Hmaterial/Ha< 0,8

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Regimes de desgaste “ops”dureza

Taxa de desgaste e relação entre dureza do abrasivo (HA) e dureza do material desgastado (H) (KRUSCHOV, 1957).

Ha/Hmaterial> 1.2 Hmaterial/Ha< 0,8

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Regimes de desgaste

Efeito da matriz em ferros fundidos brancos com alto cromo

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Regimes de desgaste

Efeito da matriz e da dureza (volumétrica) relativa

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Regimes de desgaste

Efeito da porcentagem de carbonetos em ferros fundidos brancos com alto cromo. Matriz dura – corte. Matriz mole - fratura

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Regimes de desgaste

20

Regimes de desgaste

21

Regimes de desgaste

22

Regimes de desgaste

A explicação melhora – Efeito da segunda fase

!

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Regimes de desgaste

24

Regimes de desgaste

Mecanismos – desgaste severo

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Regimes de desgaste

Mecanismos – desgaste moderado

Quebra de abrasivos

Filmes metálicos

Indentação

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Regimes de desgaste

Mecanismos

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Regimes de desgaste “ops”

Ha/Hmaterial> 1.2 Hmaterial/Ha< 0,8

Regime moderado

Ferros fundidos brancos

Aços com carbonetos formados na solidificação

Metal duro

Depositos por solda ou outro processo

La dureza da matriz e de cada “carboneto” é importante!!

Regimes de desgaste

H M7C3 (1300 – 1800 HV)

H Al2O3 (1800 – 2000 HV) H SiC (2100 – 2600 HV)

H M7C3 (1300 – 1800 HV)

Abrasivos mais duros que os carbonetos causam desgaste rápido.

Comparar com situações práticas!!

Quém moe SiC??

Regimes de desgaste

Regimes de desgaste

Carbonetos HM3C / Ha > 1,2

Carbonetos NbC / Ha > 1,2

No há abrasão dos carbonetos

Grafita (lubrificante?)

Matriz bainita, austenita retida e martensita

Hm/Ha < 0.8

Abrasão da matriz

Regimes de desgaste

Dureza da matriz - Hm

Marcio Matos

Fração volumétrica de carbonetos eutéticos em função do percentual de Vanádio nas ligas V.

0,000,020,040,060,080,100,120,140,16

4 5 6 7 8 9

V (%)

Fra

ção

vo

lum

étr

ica

de

ca

rbo

ne

tos M2C

Total

MC

MC

M2C

2 C – (2-8) V – 2 W – (2-5) Mo - 4Cr2 C – (2-8) V – 2 W – (2-5) Mo - 4Cr

H VC (2460 – 3150 HV)

carbonetos (“pequenos”)

H Al2O3 (1800 – 2000 HV)

H Mo2C (1500 HV)

Felipe Bernardes

1,E+00

1,E+01

1,E+02

1,E+03

1,E+04

1,E+05

1,E+06

01234Dureza do abrasivo/dureza matriz

Res

istê

ncia

ao

desg

aste

(li

xa/g

)

600 #

240 #

80 #

Os carbonetos restringem o corte da matriz

Esclerometria retilínea

Bruto de fundição (BF) Matriz = 10,1%Cr, 1,2% C

Precipitação (PP) 243K Matriz = 8%Cr; 0,6%

C TMD ~ 250K !

Amostra HV0,02 TMS (K)

BF 367 +- 43 <-173

PP 423+- 57 -265

Linhas de Escorregamento

Martensita induzida por deformação

35

NEVES, J.C.K. ÂNGELO, C.M., SOUZA, R.M. SINATORA A. Effect of mechanically imposed stresses on the contact fatigue resistnac of two cast irons with high hardness matrix. Wear 263 (2007) 700-706CORONADO J.J. SINATORA A Particle size effect on wear of white cast iron with austenitic and martensitic matrix. Wear of Materials 2009, poster.ALBERTIN, E.PINTAÚDE,

Referências06 - Abrasão