dc.creator | Mainardi, Vinícius Almeida | |
dc.date.accessioned | 2024-02-29T12:18:59Z | |
dc.date.available | 2024-02-29T12:18:59Z | |
dc.date.issued | 2023-12-11 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31593 | |
dc.description.abstract | ibocorrosive performance of AISI 420 martensitic stainless steel. The study is structured
in two parts. In the first part, experiments were conducted to assess the impact of erosion test
parameters, including impact velocity, impact angle, and exposure time, on the performance of
both carburized and non-carburized steel (reference condition). Both types of erosion, solid
particle erosion and liquid impingement erosion, were employed using distilled water and saline
solution as fluids. This initial approach allowed evaluating the effects of these parameters on
the material's erosion behavior and determining the combination that produces a tribosystem
with greater severity. Once the most severe erosive condition was defined, the second part of
the study addressed the comparative evaluation of the erosion-corrosion behavior of treated and
untreated materials through electrochemical tests simulating liquid impingement impact and
with solid particles slurry conditions. Comparing the performance of the untreated sample with
those subjected to the carburizing process, a significant improvement in wear resistance and
corrosion of carburized AISI 420 steel was observed. The observed performance enhancement
can be attributed to the formation of the carburized layer, composed of the α'C and Fe3C phases.
The results of the first phase indicated that the tribosystem's severity was significantly affected
by the test conditions. There was a marginal increase with the introduction of saline solution,
while the presence of solid particles resulted in a more substantial increase. Mass loss
demonstrated a proportional increase with the impact velocity and impact angle. Regarding the
exposure time, mass loss curves varied according to the test environment. In this case, for
solutions containing solid particles, an additional final stabilization stage was observed, in
addition to the incubation and acceleration stages identified in the absence of abrasives. In the
second phase of the study, it was observed that slurry impact erosion and liquid impingement
erosion resulted in an increase in corrosion current density and a decrease in corrosion potential.
The Ω and Ω' parameters (indicators of the influence of carburizing on the relationships between
'slurry erosion and corrosion' and 'liquid impingement erosion and corrosion' mechanisms,
respectively) showed that carburizing mitigates the impact of both erosion modes on material
degradation. Additionally, carburizing treatment reduced corrosion rate, total mass loss, and
erosion-induced mass loss in treated samples, minimizing the synergy between erosion and
corrosion. Furthermore, interactions between degradation modes indicate that erosion
predominantly governs the deterioration process of AISI 420 steel. In conclusion, the results
presented confirm the potential of plasma carburizing treatment to enhance the tribocorrosion
resistance of AISI 420 steel. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Cementação por plasma | por |
dc.subject | Aço AISI 420 | por |
dc.subject | Comportamento a tribocorrosão | por |
dc.subject | Sinergismo erosão-corrosão | por |
dc.subject | Plasma carburizing | eng |
dc.subject | AISI 420 steel | eng |
dc.subject | Tribocorrosion behavior | eng |
dc.subject | Corrosion-erosion synergism | eng |
dc.title | Tribocorrosão do aço inoxidável martensitico AISI 420 cementado por plasma a baixa temperatura: sinergia erosão-corrosão | por |
dc.title.alternative | Tribocorrosion of low-temperature plasma carburized AISI 420 martensitic stainless steel: synergy between slurry erosion-corrosion | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Esta dissertação aborda a avaliação do impacto do tratamento de cementação por plasma
no desempenho tribocorrosivo do aço inoxidável martensítico AISI 420. O trabalho está
estruturado em duas partes. Na primeira parte, foram conduzidos experimentos com o objetivo
de avaliar o impacto dos parâmetros do ensaio de erosão, incluindo velocidade de impacto,
ângulo de impacto e tempo de exposição, sobre o desempenho tanto do aço cementado quanto
não cementado (condição de referência). Ambos os tipos de erosão, por partículas sólidas e por
impingimento de líquido, foram empregados nos testes, utilizando água destilada e solução
salina como fluidos. Essa abordagem inicial permitiu avaliar os efeitos desses parâmetros sobre
o comportamento à erosão dos materiais, e determinar a combinação entre eles que produz um
tribossistema com maior severidade. Definida a condição mais severa de ação erosiva, a
segunda parte do estudo abordou a avaliação comparativa do comportamento à erosão-corrosão
dos materiais tratados e não tratado, por meio de ensaios eletroquímicos realizados simulando
cenários de impacto de líquido (impingimento) e simulando condições de lama (partículas
sólidas). Ao comparar o desempenho da amostra não tratada com aquelas que passaram pelo
processo de cementação, observou-se uma melhoria significativa na resistência ao desgaste por
erosão e à corrosão do aço AISI 420 cementado. A melhora no desempenho observada pode ser
atribuída à formação da camada cementada, composta pelas fases α'C e Fe3C. Os resultados da
primeira fase do estudo indicaram que a severidade do tribossistema foi significativamente
afetada pelas condições de teste. Houve um aumento marginal com a introdução da solução
salina, enquanto a presença de partículas sólidas resultou em um aumento mais substancial. A
perda de massa demonstrou um acréscimo proporcional ao aumento da velocidade de impacto
e do ângulo de impacto. No que diz respeito ao tempo de exposição, as curvas de perda de
massa variaram de acordo com o ambiente de teste. Neste caso, para soluções contendo
partículas sólidas, foi observada uma etapa adicional de estabilização final, além das fases de
incubação e aceleração identificadas na ausência de abrasivos. Na segunda fase do estudo,
observou-se que a erosão por impacto de lama e por impingimento de líquido resulta em um
aumento na densidade da corrente de corrosão e na diminuição do potencial de corrosão. Os
parâmetros Ω e Ω' (indicadores da influência da cementação nas relações entre os mecanismos
de 'erosão por lama e corrosão' e 'erosão por impacto líquido e corrosão', respectivamente)
evidenciaram que a aplicação da cementação atenua o impacto de ambos os modos erosão sobre
a degradação do material. Além disso, o tratamento de cementação reduz a taxa de corrosão, a
perda total de massa e a perda de massa induzida pela erosão nas amostras tratadas,
minimizando a sinergia entre erosão e corrosão. Adicionalmente, as interações entre os modos
de degradação indicam que a erosão predominantemente governa o processo de deterioração
do aço AISI 420. Finalmente, os resultados apresentados confirmam o potencial do tratamento
de cementação por plasma para aprimorar a resistência à tribocorrosão do aço AISI 420. | por |
dc.contributor.advisor1 | Scheuer, Cristiano José | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3758860836699578 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Antonello, Miguel Guilherme | |
dc.contributor.referee1 | Rocha, Alexandre da Silva | |
dc.contributor.referee2 | Dalcin, Rafael Luciano | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9367926221651676 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Mecânica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |