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Title: Caracterização microestrutural de revestimentos de superligas de cobalto e de níquel e carboneto de tungstênio em matriz de cobalto em substrato de um aço API 5CT grau L80 depositados a laser e por aspersão térmica.
Authors: Almeida, Natália Chaves
metadata.dc.contributor.advisor: Cândido, Luiz Cláudio
Trindade, Vicente Braz
Keywords: Revestimentos
Metais duros
Aspersão térmica
Issue Date: 2016
metadata.dc.contributor.referee: Bracarense, Alexandre Queiroz
Trindade Filho, Vicente Braz da
Faria, Geraldo Lúcio de
Citation: ALMEIDA, Natália Chaves Almeida. Caracterização microestrutural de revestimentos de superligas de cobalto e de níquel e carboneto de tungstênio em matriz de cobalto em substrato de um aço API 5CT grau L80 depositados a laser e por aspersão térmica. 2016. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.
Abstract: A demanda por materiais metálicos de alta resistência mecânica e à corrosão tem sido recorrente na indústria de óleo e gás em virtude das agressivas condições de operação neste setor. Nesse sentido, a utilização de revestimentos de elevada resistência à corrosão sobre substratos que atendam aos requisitos mecânicos tem se mostrado uma alternativa eficiente. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a microestrutura do substrato de aço API 5CT grau L80 e dos diferentes revestimentos depositados sobre este pelos processos a LASER e por aspersão térmica. Foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica, MEV/EDS e ensaio de microdureza Vickers. Os resultados mostraram que os revestimentos depositados a LASER apresentam boa qualidade superficial, baixa porosidade, microestrutura dendrítica colunar e a formação de ZTA estreita em decorrência das características do processo. Nestes revestimentos foi observada a presença de partículas de segunda fase interdendríticas sob a forma de precipitados coerentes com a matriz austenítica (γ’) e carbonetos de morfologias variadas, ambos responsáveis pelo endurecimento do revestimento, além de fases do tipo Laves, prejudiciais às propriedades mecânicas do material. Com relação à ZTA, ocorreu um aumento no tamanho de grão austenítico nas regiões austenitizadas acima de 830°C, sendo o grão maior quanto mais alta a temperatura. A maior dureza na ZTA foi obtida na região com o menor tamanho de grão austenítico. Dessa forma, em regiões do substrato submetidas a temperaturas superiores a 830°C ocorreu um gradiente crescente de dureza na direção de um gradiente decrescente de temperatura. Já nas regiões da ZTA submetidas a temperaturas de 750 a 830°C, com microestrutura combinada de martensita e ferrita, ocorreu gradual redução da dureza, que é mais baixa quanto menor a fração austenitizada. Em temperaturas entre 650 e 750°C, ocorreu o re–revenimento do substrato original, reduzindo a dureza do mesmo. Nos revestimentos aspergidos termicamente, foi obtida microestrutura na forma de plaquetas lenticulares de estrutura lamelar. Foi também observada baixa aderência entre revestimento e substrato e a presença de heterogeneidades na forma de poros, trincas e inclusões de óxidos. Comparando a dureza obtida para o revestimento de Inconel 625 nos processos de deposição a LASER e aspersão, observou–se que no revestimento aspergido a dureza foi superior a do depositado a LASER, o que monstra a influência do tipo de processamento sobre as propriedades de um mesmo material.
metadata.dc.description.abstracten: The demand for metallic materials with high mechanical and corrosion resistance has been recurrent in the oil and gas industry due to aggressive operating conditions in this sector. In this sense, the use of high corrosion resistant coatings on substrates which meet the mechanical requirements has shown an efficient alternative. This study aimed to characterize the microstructure of different coatings deposited on steel API 5CT grade L80 submitted to the LASER deposition processes and thermal spray. The optical microscopy techniques, SEM/EDS and Vickers microhardness test were used. The results demonstrated that the LASER coatings deposited have good surface quality, low porosity, columnar dendrites microstructure and formation of a narrow HAZ due to the welding process characteristics. In these was observed the presence of second phase particles in the vicinity of dendrites as coherent precipitates with austenitic matrix (γ'), and varied morphologies carbides, both responsible for hardening the coating, and the Laves type phases, damaging the mechanical properties. Concerning to HAZ, it was observed an increase in austenitic grain size in austenitized regions above 830°C, being larger the grain in the highest temperature. The higher hardness in ZTA was obtained with the smaller austenitic grain size. Thus, in substrate regions subjected to temperatures above 830°C occurs a increasing hardness gradient in the direction of a temperature decreasing gradient. In regions subjected to temperatures of 750 to 830°C happens a gradual hardness reduction in the HAZ region whose ferrite and martensite combined microstructure formed reduces the hardness, which is smaller the lower the austenitized fraction. At temperatures of 650 and 750°Cocurred the re–tempering of the original substrate, reducing its hardness. For the thermally sprayed coatings the microstructure was obtained in the form of lamellar platelets with lenticular structure. Furthermore, it was observed low adhesion between coating and substrate and the inhomogeneities presence as pores, cracks and oxide inclusions. Comparing the hardness obtained for the Inconel 625 deposited by LASER and thermal spray, it was observed that the sprayed coating hardness was greater than in LASER condition, which shows the influence of processing type on the properties of a same material.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6526
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 02/06/2016 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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