Comportamento do desgaste e posterior corrosão do sistema duplex AISI 4140 nitretado/CrN em bioetanol combustível

• Main Author: Bandeira, Aline Luísa
• Other Authors: Sinatora, Amilton
• Language: Portuguese
• Published: 2014
• Subjects: Filmes finos; Corrosão e anticorrosivos; Revestimentos; Materiais - Testes; Biocombustíveis
• Online Access: https://repositorio.ucs.br/handle/11338/719

Este trabalho apresenta um estudo do comportamento tribológico e corrosivo do aço AISI 4140 temperado e revenido, nitretado a plasma e posteriormente revestido com filme fino de CrN, em contato com etanol hidratado combustível. A caracterização das diferentes condições da superfície foi feita por meio das análises de RBS, MEV, DRX, microesclerometria linear e nanoindentação .O coeficiente de atrito foi determinado por meio de ensaios de desgaste por deslizamento tipo esferasobre- disco, em diferentes condições de tratamento do aço AISI 4140 (temperado e revenido, nitretado e duplex) e de lubrificação (a seco, em etanol, em mistura de etanol com óleo lubrificante e em óleo lubrificante). A taxa de desgaste foi estimada por medidas de perfilometria nas trilhas de desgaste. Os mecanismos de desgaste foram determinados com auxílio das técnicas de MEV e EDS, para avaliação microestrutural e química em termos qualitativos das superfícies desgastadas, e da espectroscopia Raman para análise dos compostos químicos presentes. A corrosão foi avaliada por meio de ensaios de imersão em etanol hidratado combustível seguindo a norma NBR 8265, antes e após os ensaios de desgaste. O aço AISI 4140 com tratamento duplex (nitretado/CrN) ensaiado em óleo lubrificante apresentou os menores valores de coeficiente de atrito e de taxa de desgaste. Esse comportamento está associado à formação de um tribofilme composto de óxido de cromo, com elevado potencial iônico, resultante da interação do filme de CrN com o óleo lubrificante durante o contato por deslizamento. A condição duplex apresentou maior resistência à corrosão em relação ao aço AISI 4140 temperado e revenido e ao aço AISI 4140 nitretado. === Submitted by Marcelo Teixeira ([e-mail]) on 2014-06-24T12:17:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Aline Luisa Bandeira.pdf: 5741367 bytes, checksum: 799162eae9c513d1d84cd413b102f08e (MD5) === Made available in DSpace on 2014-06-24T12:17:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Aline Luisa Bandeira.pdf: 5741367 bytes, checksum: 799162eae9c513d1d84cd413b102f08e (MD5) === Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico === This work shows a study of the tribological and corrosive behaviour of AISI 4140 steel previously quenched and tempered, plasma nitrided and then coated with CrN thin film, in contact with hydrated ethanol fuel. The surface characterization was performed by means of RBS, SEM, XRD, linear microscratch and nanoindentation techniques. The friction coefficient was determined by ball-on-disc sliding wear tests, under different treatment conditions of the AISI 4140 steel (quenched and tempered, nitrided and duplex), as well as different lubrication conditions (dry, with ethanol, with a mixture of ethanol and lubricant oil and with lubricant oil). Wear rate was estimated with profilometry measurements on the wear tracks. Wear mechanisms were determined by SEM and EDS techniques in order to evaluate the microstructure and qualitative elemental composition of the worn out surfaces, and by Raman spectroscopy in order to determine the type of chemical compounds. Corrosion was evaluated by immersion tests in accordance with NBR 8265, before and after the wear tests. AISI 4140 steel with duplex treatment (nitrided/CrN) tested in lubricant oil displayed the lowest values of friction coefficient and wear rate. This behaviour is associated with the formation of a chromium oxide tribofilm, with high ionic potential, originated from the interaction of the CrN film and oil in sliding contact. The material treated in the duplex condition showed a higher corrosion resistance than AISI 4140 steel after heat treatment or plasma nitriding process.