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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41178| Título: | Refusão superficial a laser de filme fino de nióbio em aço ABNT 1020: análise da taxa de corrosão |
| Título(s) alternativo(s): | Laser surface remelting of niobium thin film on ABNT 1020 steel: corrosion rate analysis |
| Autor(es): | Chaves, Leonardo Brisola |
| Orientador(es): | Mazur, Viviane Teleginski |
| Palavras-chave: | Nióbio Aço - Corrosão Aço-carbono Niobium Steel - Corrosion Carbon steel |
| Data do documento: | 2-Jul-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Guarapuava |
| Citação: | CHAVES, Leonardo Brisola. Refusão superficial a laser de filme fino de nióbio em aço ABNT 1020: análise da taxa de corrosão. 2026. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2026. |
| Resumo: | O aço ABNT 1020, apesar de sua ampla aplicação industrial devido ao seu excelente balanço entre baixo custo, boa tenacidade e usinabilidade, apresenta baixa resistência à corrosão, demandando tratamentos de superfície para prolongar sua vida útil em ambientes como: atmosferas marítimas, soluções salinas e meios industriais úmidos. Neste trabalho foram avaliados os efeitos do tratamento híbrido de deposição de um filme fino de nióbio via Plasma Magnetron Sputtering (PMS), seguido por refusão superficial a laser, na resistência à corrosão desse aço. Para promover a incorporação metalúrgica do revestimento ao substrato, as amostras foram submetidas à refusão autógena com laser de itérbio, avaliando-se diferentes combinações de potência (50% a 70%) e velocidade de varredura (6 a 11 mm/min). O comportamento eletroquímico foi analisado em solução aerada de NaCl a 3,5% por meio de ensaios de Potencial de Circuito Aberto (OCP), resistência de polarização linear e extrapolação de Tafel, obtendo-se a densidade de corrente e a taxa de corrosão, aliado à caracterização microestrutural por microscopia óptica. Os resultados evidenciaram que todos os parâmetros de refusão promoveram um deslocamento do potencial de corrosão para valores mais nobres (anódicos) e reduziram significativamente as correntes de corrosão em comparação ao metal de base puro. O tratamento realizado com 50% de potência (750 W) e velocidade de 11 mm/min apresentou o melhor desempenho, resultando em uma redução de 98,5% na taxa de corrosão. Conclui-se que o processo de refusão a laser foi altamente efetivo na consolidação do filme de nióbio, promovendo a formação de uma camada refundida homogênea que atua como uma excelente barreira protetora para o aço carbono. Consequentemente, o material apresenta alta conformabilidade a frio e a quente, excelente usinabilidade e ótima soldabilidade, propriedades que justificam sua vasta aplicação na fabricação de engrenagens, eixos, pinos, parafusos e componentes estruturais diversos. |
| Abstract: | Although ABNT 1020 steel is widely used in industry due to its excellent balance of low cost, good toughness, and machinability, it has low corrosion resistance, requiring surface treatments to extend its service life in environments such as: marine atmospheres, saline solutions, and humid industrial settings. In this work, the effects of a hybrid treatment—deposition of a niobium (Nb) thin film via Plasma Magnetron Sputtering (PMS) followed by laser surface remelting—on the corrosion resistance of this steel were evaluated. To promote the metallurgical incorporation of the coating into the substrate, the samples were subjected to autogenous remelting with a ytterbium laser, evaluating different combinations of power (50% to 70%) and scanning speed (6 to 11 mm/min). The electrochemical behavior was analyzed in an aerated 3.5% NaCl solution through Open Circuit Potential (OCP) tests, linear polarization resistance, and Tafel extrapolation to obtain current density and corrosion rate, combined with microstructural characterization using optical microscopy. The results showed that all remelting parameters promoted a shift of the corrosion potential to more noble (anodic) values and significantly reduced the corrosion currents compared to the pure base metal. The treatment performed with 50% power (750 W) and a speed of 11 mm/min showed the best performance, resulting in a 98.5% reduction in the corrosion rate. It is concluded that the laser remelting process was highly effective in consolidating the niobium film, promoting the formation of a homogeneous remelted layer that acts as an excellent protective barrier for carbon steel. Consequently, the material exhibits high hot and cold formability, excellent machinability, and great weldability, properties that justify its widespread application in the manufacturing of gears, shafts, pins, screws, and various structural components. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41178 |
| Aparece nas coleções: | GP - Engenharia Mecânica |
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