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Título
AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE REVESTIMENTOS DE PENTÓXIDO DE NIÓBIO APLICADOS POR ASPERSÃO TÉRMICA
Orientador
Prof. Dr. CARLOS ROBERTO CAMELLO LIMA
Autor
MARIA JÚLIA XAVIER BELÉM
Palavra chave
Pentóxido de Nióbio. Adesão. Desgaste. Corrosão. Aspersão Térmica.
Grupo CNPQ
Programa
MS - ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (PPGEP)
Área
ENGENHARIAS
Data da defesa
19/02/2019
Nº Downloads
885
Resumo
O pentóxido de nióbio (Nb2O5) possui características que proporcionam aplicações em revestimentos para proteção contra processos corrosivos. No entanto, percebe-se a falta de análises aprofundadas sobre as características de revestimentos de Nb2O5 aplicados por Aspersão Térmica para proteção de substratos metálicos, especialmente em relação à resistência ao degaste. Nesta pesquisa, foi estudada a resistência ao desgaste e à corrosão de revestimentos de Nb2O5 com espessuras de 250, 350 e 550 μm, depositados pelo processo de aspersão térmica a chama de baixa velocidade (Flame Spray). No processo de revestimento, entre o substrato de aço AISI 1020 e a camada de Nb2O5, foi aplicada uma camada de ligação NiAl de 50 μm de espessura para melhorar a adesão. A caracterização microestrutural dos revestimentos foi realizada por Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) auxiliada por análise química por Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS). Ainda, foi determinada a adesão do revestimento por meio do ensaio de tração (ASTM C633-13), analisada a resistência à corrosão (ASTM B177-16), avaliado o desgaste erosivo e abrasivo (ASTM G65-16) e a resistência ao desgaste e corrosão combinados, utilizando uma mistura com solução de cloreto de sódio (NaCl) e areia. Os resultados obtidos indicaram que revestimentos com menor espessura apresentam menor percentual de porosidade de 3,8% e maior tensão de adesão de 13,49 MPa. O ensaio de névoa salina constatou que a porosidade das camadas influenciou diretamente no aparecimento da corrosão vermelha, oriunda do substrato. Na erosão, a espessura e o ângulo de impacto influenciaram no comportamento dos revestimentos. Revestimentos de 250 μm e 350 μm apresentaram semelhança na resistência à abrasão e à erosão em ângulo reto. No ensaio de erosão-corrosão, os resultados mostraram que o Nb2O5 é resistente à solução de NaCl. Porém, foi evidenciado que poros mais próximos do substrato facilitaram a penetração da solução corrosiva, o que levou a maior perda volumétrica em camadas de menor espessura. Revestimentos de Nb2O5 apresentam-se como uma real possibilidade de aplicação na resistência ao desgaste e corrosão combinados.
Abstract
Niobium pentoxide (Nb2O5) has characteristics that provide applications in coatings to protect against corrosive processes. However, the lack of in-depth analyses on the characteristics of Nb2O5 coatings applied by Thermal Spray for the protection of metallic substrates, especially in relation to the wear resistance. In this research, wear and corrosion resistance of Nb2O5 coatings with thicknesses of 250, 350 and 550 μm deposited by Flame Spray were studied. In the coating process between the AISI 1020 steel substrate and Nb2O5 layer, a NiAl bond coat of 50 μm thickness was applied to improve adhesion. Microstructural characterization of the coatings was performed by Optical Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) assisted by chemical analysis by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). Also, the coating was tested in tensile adhesion (ASTM C633-13), corrosion resistance (ASTM B177-16), erosive and abrasive wear (ASTM G65-16) and combined wear and corrosion resistance using a mixture of sodium chloride (NaCl) and sand solution. The results indicated that coatings with lower thickness have a lower percentage of porosity of 3.8% and a higher bond strength of 13.49 MPa. The salt spray test found that the porosity of the layers directly influences the appearance of red corrosion originating from the substrate. In erosion, the thickness and impact angle influenced the behavior of the coatings. Coatings of 250 and 350 μm showed similarity in abrasion resistance and erosion at right angles. In the erosion-corrosion test, the results showed that Nb2O5 is resistant to the NaCl solution. However, it was evidenced that pores closer to the substrate facilitated the penetration of the corrosive solution, which led to greater volumetric loss of thinner layers. Coatings of Nb2O5 are presented as a possibility of application for combined wear and corrosion resistance.
