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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25598| Título: | Resistência à cavitação e erosão por jato de lama de revestimentos binários de WC/Cr3C2 depositados por chama de alta velocidade |
| Título(s) alternativo(s): | Resistance against cavitation and slurry jet erosion of binary coatings WC/Cr3C2 coatings deposited by high velocity oxygen fuel |
| Autor(es): | Becker, Anderson |
| Orientador(es): | Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda |
| Palavras-chave: | Aspersão térmica Cavitação Erosão Jatos Revestimentos Metal spraying Cavitation Erosion Jets Coatings |
| Data do documento: | 28-Abr-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | BECKER, Anderson. Resistência à cavitação e erosão por jato de lama de revestimentos binários de WC/Cr3C2 depositados por chama de alta velocidade. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021. |
| Resumo: | As turbinas hidráulicas utilizadas em usinas hidrelétricas para geração de energia são fortemente afetadas pelo fluxo d’agua que ocasiona desgaste de cavitação e erosão por jato de lama, ocasionando severos danos ao equipamento. Como forma de diminuir estes desgastes podese utilizar a deposição de revestimentos que aumentam as propriedades mecânicas superficiais de um equipamento. Neste estudo foi utilizado a deposição de revestimentos binários Cr3C2-37WC-18M e WC-20Cr3C2-7Ni pelo processo HVOF, com combustível líquido, a utilização de dois diferentes fluxos de combustível, com o intuito de avaliar a influência dos parâmetros de deposição nas propriedades mecânicas (microdureza, tenacidade à fratura, porosidade) e rugosidade após aspersão. Os ensaios de cavitação e de erosão por jato de lama foram realizados, para verificar a resistência e os mecanismos de desgaste das amostras. Foi observado que o aumento no fluxo de combustível provocou aumento nos valores de microdureza e menor porosidade. Mudanças de fases ocorreram durante a aspersão térmica, sendo a dissolução dos carbonetos na matriz metálica e o surgimento de carbonetos do tipo complexo (W,Cr)2C relevantes e importantes para os revestimentos. A tenacidade à fratura foi afetada pela microestrutura do material, sendo que as amostras do material Cr3C2-37WC-18M obtiveram valores médios mais baixos do que as amostras do material WC-20Cr3C2-7Ni, destacando que a dissolução dos carbonetos na matriz metálica ocasionou fragilidade que proporcionou menor resistência à propagação de trincas. Para resistência a cavitação os parâmetros de aspersão tiveram maior influência, sendo que o desgaste iniciou nos poros. O mecanismo de desgaste ocorreu a partir do destacamento de lamelas do revestimento. A resistência à erosão por jato de lama foi mais influenciada pelo material do que pelos parâmetros de aspersão, sendo que os revestimentos com maior quantidade de WC obtiveram os melhores resultados. Os mecanismos de desgaste observados foram o microssulcamento e microcorte da matriz metálica, seguido de desprendimento, destacamento e fratura dos carbonetos. |
| Abstract: | The hydraulic turbines used in hydroelectric power plants for power generation are strongly affected by the flow of water that causes cavitation wear and slurry jet erosion, causing severe damage to the equipment. As a way to reduce these wears, it is possible to use a deposition of coatings that increase the mechanical properties of an equipment. This study used the deposition of binary coatings Cr3C2-37WC-18M and WC-20Cr3C2-7Ni by the HVOF process, with liquid fuel, using two different fuel flows, in order to evaluate the influence of the thermal spray parameters on the properties mechanical (microhardness, indentation fracture toughness and porosity) and roughness after deposition. Cavitation and slurry jet erosion tests were carried out to verify the resistance and wear mechanisms of the samples. It was observed that the increase in fuel flow caused an increase in microhardness values and lower porosity. Phase changes occurred during thermal spraying, with the dissolution of carbides in the metallic matrix and the appearance of complex type carbides (W, Cr)2C being relevant and important for coatings. Indentation fracture toughness was affected by the microstructure of the material, with the Cr3C2-37WC-18M material having lower mean values than that of the WC-20Cr3C2-7Ni material, noting that the dissolution of carbides in the matrix caused fragility which provided lower resistance to crack propagation. For resistance to cavitation, the thermal spray parameters had the greatest influence, with wear starting in the pores. The wear mechanism occurs from the detachment of lamellae from the coating. The resistance to slurry jet erosion was more influenced by the material than by the spray parameters, and the coatings with the highest amount of WC obtained the best results. The wear mechanisms observed were microploughing and microcutting of the metallic matrix, followed by detachment and fracture of the carbides. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25598 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
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