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Title: Microestrutura e propriedades mecânicas de recobrimentos químicos de Ni-P.
Authors: Sade, Wagner
Keywords: Níquel - fósforo
Tratamento térmico
Revestimentos - níquel
Módulo de elásticidade
Tenacidade
Issue Date: 2005
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: SADE, W. Microestrutura e propriedades mecânicas de recobrimentos químicos de Ni-P. 2005. 89 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2005.
Abstract: Os efeitos dos tratamentos térmicos na microestrutura e nas propriedades mecânicas os recobrimentos químicos de Ni-P têm despertado interesses para diversas aplicações. Várias delas ocorreram nos setores de energia de petróleo e gás, minero-metalúrgico e a indústria têxtil para atender à crescente demanda por melhores propriedades mecânicas. Esses recobrimentos têm sido empregados principalmente para resistir em condições de desgaste, em situações de corrosão e para substituição dos revestimentos de cromo, cujo preparo é prejudicial à saúde humana e ao meio ambiente. A escassez de resultados na literatura quanto às propriedades de elasticidade e tenacidade de recobrimentos Ni-P e sua adesão sobre aço motivaram este trabalho. Recobrimentos de Ni-P com 8 e 10%P em peso e com espessura de 13,5µm, foram depositados em aço ABNT 1020 e tratados termicamente entre 300°C e 650°C por 1 hora. A identificação e estudo da evolução de fases desses recobrimentos em função da temperatura de tratamento térmico foram realizadas com análises de difração de raios X. Análises no microscópio eletrônico de varredura (MEV) constataram a precipitação de fosfetos de níquel com o aumento da temperatura. Após as medidas de dureza Knoop (H) empregou-se a relação E/H para calcular o módulo de elasticidade (E) dos recobrimentos. Verificou-se que a dureza (10,5 e 11,25GPa) e o módulo de elasticidade (187e 191GPa) dos recobrimentos Ni-8%P e Ni-10%P respectivamente alcançaram um valor máximo após tratamento térmico a 400°C. Os valores de tenacidade à fratura com um máximo de 2,2 (Ni-8%P) e 1,9MPam ½ (Ni-10%P) a 400°C, aumentaram com o aumento da temperatura de tratamento térmico. A adesão prática dos recobrimentos medida com ensaios de riscamentos realizados em um equipamento instrumentado Revetest também aumenta com a temperatura de envelhecimento
metadata.dc.description.abstracten: The effect of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of electroless Ni-P coatings has attracted attention for various applications many of which are in the sectors of petroleum and gas, mining-metallurgy and the textile industry, where there is an increasing demand of production for better mechanical properties of materials. These coatings have been used mainly to prevent wear and corrosion and as an alternative for chromium, since its deposition processing is very harmful to the health human and the environment. The scarcity of results in literature concerning the coating elasticity, toughness and adhesion to steel substrate motivated this study. Ni-P coatings with 8 and 10 wt%P and thickness of 13,5µm, were deposited on ABNT 1020 steel and heat-treated at temperatures between 300°C and 650°C for 1h. The identification and evolution of phases of the coatings as a function of the temperature were analyzed by X-rays diffraction. Analyses by scanning electron microscopy (SEM) identified precipitates identified as nickel fosfites, which content increases with heat treatment temperature. Knoop and Vickers indentation testing were used to calculated hardness (H) and the elasticity modulus (E) of the coatings. The results showed that hardness and elastic modulus reached a maximum after the treatment at 400 o C, 10,5 e 11,25GPa for hardness and the 187 e 191GPa for elastic modulus, for Ni-8%P e Ni-10%P respectively, while E/H reaches a minimum of 17 after the same treatment. Toughness and adhesion increased with the temperature of heat treatment, being slightly higher for the lower P content coatings. Toughness reached 2,2 e 1,9MPam ½ and critical scratching load 50 and 58 N for the coatings with 8 and 10 wt% P respectively.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3085
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