Análise numérica da taxa de desgaste do revestimento de carboneto de cromo aspergido via HVOF

Abstract

O desgaste é um fenômeno mecânico que acarreta perda de massa na superfície de um material decorrente de esforços em movimentos relativos que geram atrito na superfície. Com isso revestimentos que agregam resistência ao desgaste são estudados e desenvolvidos com o intuito de proteger o material do substrato. Este trabalho tem como objetivo avaliar numericamente a taxa média de desgaste do revestimento de carboneto de cromo na matriz NiCr aspergido via HVOF em aço, através da regressão multivariada. A modelagem é realizada através de variáveis importantes de entrada no mecanismo de desgaste, como a microdureza, porosidade, coeficiente de atrito, carga estática, espessura do revestimento, velocidade e distância de deslizamento. Para isso foi feito uma pesquisa em artigos publicados em revistas internacionais para formar um banco de dados sobre esse revestimento, com dados experimentais já realizados, assim os dados foram tratados e foi possível consolidar 4 tabelas para a análise, cada uma com 3 variáveis de entrada. Com isso são modeladas 4 previsões da taxa média de desgaste do revestimento de acordo com tais variáveis, cada tabela gerou uma equação previsora. Por meio dessa metodologia foi possível verificar quais variáveis são mais e menos significantes para cada análise. Sobretudo as 2 primeiras modelagens não se mostraram fortes numericamente por meio das análises matemáticas feitas. Por conseguinte, as modelagens 3 e 4 mostraram-se fortes numericamente para prever o quanto o revestimento vai se desgastar. Pôde-se verificar que a carga estática é uma variável determinante na previsão da taxa média de desgaste, sendo uma grandeza diretamente proporcional. A microdureza se mostrou também uma variável importante, na compreensão do quanto o material é resistente ao desgaste, quanto maior é a microdureza, menor é a previsão de desgaste.

Wear is a mechanical phenomenon that causes loss of mass on the surface of a material due to efforts in relative movements that generate friction on the surface. Thus coatings that add wear resistance are studied and developed in order to protect the substrate material. This work aims to numerically evaluate the average wear rate of the chromium carbide coating in the NiCr matrix sprayed via HVOF on steel, through multivariate regression. The modeling is performed through important input variables in the wear mechanism, such as microhardness, porosity, friction coefficient, static load, coating thickness, speed and sliding distance. For this, a search was made on articles published in international journals to form a database about coating, with experimental data already carried out, so the data were treated and it was possible to consolidate 4 tables for analysis, each with 3 input variables. With this, 4 forecasts of the average wear rate of the coating are modeled according to these variables, each table generated a predictive equation. Through this methodology it was possible to verify which variables are more and less significant for each analysis. Above all, the first 2 models were not shown to be numerically strong through the mathematical analyzes performed. Therefore, models 3 and 4 proved to be numerically strong to predict how much the coating will wear out. It was possible to verify that the static load is a determining variable in the prediction of the average wear rate, being a directly proportional quantity. Microhardness also proved to be an important variable, in understanding how the material is resistant to wear, the greater the microhardness, the lower the wear forecast.