Estudo do comportamento tribológico e em tribocorrosão do aço inoxidável martensítico DIN 1.4110

Abstract

A otimização econômica dos processos de produção tem apresentado cada vez mais importância, tornando-se necessária uma maior atenção a todos os fatores que interferem nos custos, na qualidade final do produto e no meio ambiente. No cenário mundial, fenômenos de desgaste têm causado danos consideráveis em componentes e equipamentos industriais, representando um dos principais mecanismos que levam um equipamento à inutilidade e, consequentemente, significativa depreciação de capital. Logo, o presente trabalho tem por objetivo avaliar em termos de resistência ao desgaste, corrosão e tribocorrosão do aço inoxidável martensítico DIN 1.4110 com tratamentos térmicos de têmpera e posterior revenido e tratamentos criogênicos a -80ºC (TSZ) e a -196ºC (TC). Esses tratamentos têm sido propostos com o objetivo de aumentar a dureza e resistência ao desgaste sem prejudicar a resistência à corrosão, visto que esse aço apresenta requisitos fundamentais para aplicação em indústrias cuteleiras e como lâminas de corte em indústrias alimentícias. O aço foi caracterizado quanto à microestrutura, dureza e resistência à corrosão em NaCl 0,05M. Também se avaliou a resistência ao desgaste e o comportamento em tribocorrosão. Foram utilizados os mesmos parâmetros e a mesma técnica (bola-sobre-plano ou ball-on-flat) dos ensaios de desgaste a seco em tribocorrosão empregando-se a solução de NaCl 0,05M. Os resultados obtidos evidenciaram que, de maneira geral, as amostras com tratamentos criogênicos não apresentaram um ganho expressivo de dureza e resistência ao desgaste comparado ao tratamento térmico convencional de têmpera e revenido. Da mesma forma, para os ensaios de monitoramento do OCP e curvas de polarização, todos os sistemas apresentaram resistência à corrosão muito semelhantes. Também se pode observar um desgaste maior para as amostras que foram submetidas ao ensaio de tribocorrosão, comparativamente às amostras submetidas ao ensaio de desgaste a seco, o que, de acordo com a literatura, pode estar associado ao efeito sinérgico entre corrosão e desgaste.

The economic optimization of production processes has gained increasing importance, making necessary a greater attention to all factors that affect the costs, the final product quality and the environment. Globally, wear phenomena has caused considerable damage to industrial components and equipment, representing one of the main mechanisms that cause uselessness of equipment, and consequently significant depreciation of capital. Thus, the mais objective of this study is to evaluate the martensitic stainless steel DIN 1.4110 heat treated by quenching and tempering and cryogenic treatment at -80ºC (SZT) and the -196ºC (CT) in terms of wear resistance, corrosion and tribocorrosion. These heat treatments has been proposed aiming to the hardness and wear resistance without impairing its corrosion resistance, since they are fundamental requirements for application of this steel in cutlery industry and as cutting blades in the food industry. The steel was characterized by its microstructure, hardness and corrosion resistance in 0.05M NaCl. It was also evaluated the wear resistance and tribocorrosion behavior. The same parameters and the same technique (ball-on-flat) of dry wear tests were used in tribocorrosion tests in 0.05M NaCl solution. The results showed that, in general, samples with cryogenic treatments did not show a significant gain of hardness and wear resistance compared to conventional heat treatment of quenching and tempering. Similarlu, the OCP monitoring and polarization curves, showed a very similar corrosion resistance to all systems. It can be also observed a greaten wear in samples that were subjected to the tribocorrosion test in comparison to the samples subjected to dry wear test, which according to the literature, can be associated to the synergistic effect between corrosion and wear.