Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anael Krelling.pdf: 4334549 bytes, checksum: 5f6d37933553590fff7bc05b902644dc (MD5) Previous issue date: 2012-06-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, solid boriding thermochemical treatment was carried out using Ekabor® 1-V2 and one blend as boriding agents and heat treatment of quenching and tempering of AISI H13 tool steel in order to compare and evaluate the tribological behavior and the properties acquired for four studied conditions, that were: Ekabor® powder boriding, Ekabor® powder boriding followed by quenching and tempering, boriding with a blend as boriding agent and quenched and tempered condition. Sliding wear tests were performed in pin-on-disc apparatus in order to evaluate the friction coefficient and the volume of material removed (measured with the aid of a profiling equipment). After the wear tests the samples were transversally cut for metallographic evaluation by optical and scanning electron microscopy. X-ray diffraction was used to confirm the formation of borided layer. The results showed that the boriding treatments, regardless the boriding agent used, are effective in increasing wear resistance. The thickness of borided layer was greater for boriding with Ekabor® powder than the blend agent, this one, nevertheless, showed significant improvement in wear resistance compared to the quenched and tempered condition. There are several wear mechanisms that take place in the sliding wear test but the adhesive wear mechanism was reduced by boriding treatment. / Neste trabalho foram realizados tratamentos termoquímicos de boretação por via sólida com pó comercial Ekabor® 1-V2 e mistura boretante, além de tratamentos térmicos de têmpera e revenimento em aço ferramenta AISI H13 com o intuito de comparar e avaliar o comportamento tribológico e as propriedades adquiridas para quatro condições estudadas, sendo elas: boretação com pó Ekabor®, boretação com pó Ekabor® seguida de têmpera e revenimento, boretação com uma mistura como agente boretante e condição apenas temperada e revenida. Testes de desgaste por deslizamento foram realizados em tribômetro de pino-sobre-disco para avaliação do coeficiente de atrito e volume de material removido (avaliado com o auxílio de perfilômetro). Após os ensaios de desgaste as amostras foram cortadas transversalmente para avaliação metalográfica através de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e microdureza. Os mecanismos de desgaste foram analisados por microscopia eletrônica de varredura. Difratometria de raios-X foi utilizada para a comprovação da formação da camada de boretos. Os resultados mostraram que o tratamento de boretação, independentemente do agente boretante utilizado, é eficaz no aumento da resistência ao desgaste. A espessura das camadas de boretos foi maior para boretação realizada com pó Ekabor® em comparação com a mistura boretante, esta última, apesar disto, apresentou melhoria significativa em comparação com a condição de têmpera e revenimento. Vários são os mecanismos de desgaste que ocorrem no ensaio por deslizamento sendo que o mecanismo de desgaste por adesão foi reduzido com a realização dos tratamentos de boretação.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Selonke Klaas.pdf: 5855700 bytes, checksum: f10fd37619590a5b128a3aec7c9e878c (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With the purpose of reduce wear in plain bearings, in initial turning periods, was evaluated tribologically the sintered metal patent in relation to the cast which is used in commercial bearings. In the present study have been conducted experiments using the dilatometer to determine the optimal temperature and time for sintering the white metal. In the sintered specimens was measured by scanning electron microscopy the sinterability. The need for this preliminary study is due to the difficulty in sintering of this alloy is as much difference in melting temperature between the three elements. Sliding wear tests were performed in tribometer pin-on-disc for evaluating the coefficient of friction and volume of material removed (as measured with the aid of profilometer) and compared with the white metal obtained by melting and bronze obtained by sintering. The wear mechanisms were analyzed by scanning electron microscopy. Of all configurations evaluated, the sintered bronze lubricated showed lower wear and sintered white metal lubricated had the lowest coefficient of friction. / Com o objetivo de reduzir o desgaste em mancais de deslizamento nos períodos iniciais de giro, foi avaliado tribologicamente o metal patente sinterizado como opção do fundido que é utilizado em mancais comerciais. No presente trabalho foram realizados experimentos com o dilatômetro para determinar a melhor temperatura e o tempo de sinterização para o metal patente. Nos corpos de prova sinterizados avaliou-se por meio do microscópio eletrônico de varredura a sinterabilidade. A necessidade desse estudo prévio dá-se pela dificuldade da liga na sinterização, pois há grande diferença de temperatura de fusão entre os três elementos. Aconteceram testes de desgaste por deslizamento com tribômetro de pino sobre disco para a análise do coeficiente de atrito e do volume de material removido (verificado com o auxílio de perfilômetro), além de depois terem sido comparados com o metal patente obtido por fundição e com o bronze oriundo da sinterização. Os mecanismos de desgaste foram observados por microscopia eletrônica de varredura. De todas as configurações examinadas, o bronze sinterizado lubrificado apresentou menor desgaste, e o metal patente sinterizado lubrificado teve o menor coeficiente de atrito

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mario Augusto Morozo.pdf: 3275631 bytes, checksum: 146bb363d630204d1f0a795658dce502 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, solid boriding thermochemical treatment was carried out using Ekabor® 1-V2 and heat treatment for hardening and tempering hot work tool steel AISI H13 in order to compare and evaluate the tribological behavior and properties acquired for four conditions studied, namely: boriding with Ekabor used powder ® 1-V2, boriding with Ekabor new powder ® 1-V2, quenched and tempered, and as supplied (annealed). Fixed-ball Microabrasive wear tests were performed to evaluate the steady-state wear, wear coefficient, wear volume and friction coefficient. After wear tests, the samples were transversally cut for metallographic evaluations by optical microscopy and microhardness. The wear mechanisms were analyzed by scanning electron microscopy. X-ray diffraction was used to confirm the formation of a borided layer. The results showed that the layer formed after the boriding with Ekabor ® 1-V2 used powder had become quite uneven, which may directly influence in reducing the wear resistance. The same irregularity was detected after boriding with Ekabor® 1-V2 new powder. However, for this second condition, in all áreas, thicker layer was noted. The quenched and tempered condition had the highest average wear coefficient, followed by the annealed condition and boride powder Ekabor ® 1-V2 used, whose coefficients were virtually identical. The boride with Ekabor new powder ® 1-V2 had the lowest average wear coefficient. / Neste trabalho foi realizado tratamento termoquímico de boretação por via sólida com pó comercial Ekabor® 1-V2 e tratamento térmico de têmpera e revenimento em aço ferramenta para trabalho a quente AISI H13 com o intuito de comparar e avaliar o comportamento tribológico e as propriedades adquiridas para quatro condições estudadas, sendo elas: boretação com pó Ekabor® 1-V2 usado, boretação com pó Ekabor® 1-V2 novo, condição temperada e revenida e condição como fornecida (recozida). Ensaios de desgaste microabrasivo foram realizados em equipamento de microabrasão do tipo esfera fixa para avaliação da obtenção do regime permanente de desgaste, coeficiente de desgaste, volume de desgaste e coeficiente de atrito. Após os ensaios de desgaste as amostras foram cortadas transversalmente para avaliação metalográfica através de microscopia óptica e microdureza. Os mecanismos de desgaste foram analisados por microscopia eletrônica de varredura. Difratometria de raios-X foi utilizada para a comprovação da formação da camada de boretos. Os resultados mostraram que a camada formada após a boretação com pó Ekabor® 1-V2 usado apresentou-se bastante irregular, o que pode ter influenciado diretamente na redução da resistência ao desgaste. A mesma irregularidade foi verificada após a boretação com pó Ekabor® 1-V2 novo. Entretanto, para esta segunda condição, em todas as regiões se observou uma espessura de camada maior. A condição temperada e revenida apresentou o maior coeficiente de desgaste médio, sendo seguida pelas condições recozida e boretada com pó Ekabor® 1-V2 usado, cujos coeficientes foram praticamente idênticos. A condição boretada com pó Ekabor® 1-V2 novo apresentou o menor coeficiente de desgaste médio.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Claudinei Franco.pdf: 6129117 bytes, checksum: 6059aaddb2af97db39be8b6299acf549 (MD5) Previous issue date: 2014-10-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The interest for improvements in tribological properties of materials, more specifically in steels with low and medium carbon content are of great importance for mechanical components life time. In this work, thermochemical treatments were carried out on ABNT 1020 and ABNT 1045 steels, in order to compare and evaluate the tribological behavior and also the phases and layers formed, to the different types of treatments which are: boronizing, nitriding and multi component boronizing (also known as duplex treatment). The specific objectives were to plan the different ways of treatment; evaluate and compare the effect of the substrate according to the microstructure, support and interface of the layers formed through the treatments; characterize the wear mechanisms for the different treatments and compare the results of both materials. The thermochemical treatments were carried out, using as basis previous works performed by the powder metallurgy research group. Boronizing and nitriding treatments were carried out by solid means, multi component boronizing treatment was performed in two ways: in the first one, boronizing was followed by nitriding (BN) and the in the second one, nitriding was followed by boronizing (NB). These duplex treatments were performed with the same conditions of time and temperature used for nitriding and boronizing treatments. Pin-on-disk sliding wear tests were performed using WC-Co (hard metal) balls as counter body. Through the test it was possible to evaluate the tribological behaviour. Friction coefficient, volume of removed material and wear mechanisms were determined. The microhardness of the formed layers was measured at the surface and on the cross section of the specimens. X-ray diffraction was used to confirm the formed compounds on nitriding, boronizing and boron-nitriding (duplex) treatments. The results showed an increase in the hardness of the surface layer and a reduction in the amount of removed material (volume) in all thermochemical treatments comparing with the condition of non-treated samples. Regarding the tribological behavior, by evaluating the thermochemically treated samples, the nitrided samples of ABNT 1020 presented the highest amount of removed material (0,078 mm3) and its hardness was 436 HV0.05. The boronized ABNT 1020 steel presented the lower amount of removed material (0,013 mm3). The boronized ABNT 1045 steel reached the highest mean hardness on the surface (1750 HV0.05) and the NB duplex treatment in this material provided the highest hardness of the formed layer, about 2270 HV0.05. / O interesse por melhorias nas propriedades tribológicas de materiais, mais específico em aços com baixo e médio teor de carbono são de grande importância para a vida útil de componentes mecânicos. Neste trabalho foram realizados diversos tratamentos termoquímicos em aços ABNT 1020 e ABNT 1045, com o objetivo de comparar e avaliar o comportamento tribológico e também as fases e camadas formadas, para as diferentes formas de tratamentos que são: boretação, nitretação e boretação multicomponente (também conhecido como tratamento duplex). Os objetivos específicos foram: planejar as formas de tratamentos; avaliar e comparar o efeito do substrato relacionado à microestrutura, ao suporte e interface das camadas formadas nos tratamentos realizados; caracterizar os mecanismos e formas de desgastes para os diversos tratamentos e comparar entre os dois materiais. Os tratamentos termoquímicos foram realizados, utilizando como base trabalhos anteriores que foram realizados no grupo de pesquisa de metalurgia do pó. Os tratamentos de boretação e nitretação foram realizados por via sólida, o tratamento de boretação multicomponente foi realizado de duas formas: na primeira foi realizada a boretação seguido de nitretação (BN) e a segunda foi a nitretação seguido de boretação (NB), nos tratamentos duplex utilizaram-se os mesmos parâmetros de boretação e nitretação. Foram realizados ensaios de desgaste por deslizamento do tipo pino sobre disco, com esferas de WC-Co (metal duro) como contra corpo. Foram avaliados: o coeficiente de atrito, o volume de material removido e os mecanismos de desgaste. A dureza da camada formada foi avaliada por microdureza na superfície e na seção transversal. Difratometria de raios-X foi utilizada para a comprovação da formação das camadas de nitretos, boretos e boro-nitretos (duplex). Os resultados mostraram melhoras principalmente na dureza da camada superficial e redução no volume de material removido, em todos os tratamentos termoquímicos, quando comparado com amostras sem tratamento. Em relação ao comportamento tribológico, avaliando as amostras tratadas termoquimicamente, as amostras nitretadas do aço ABNT 1020 foram as que apresentaram os piores resultados com volume de material removido de 0,078 mm3 e dureza de 436 HV0,05. Já a boretação no aço ABNT 1020 foi o tratamento que apresentou o melhor desempenho em volume de material removido com 0,013 mm3. O aço ABNT 1045 com tratamento de boretação apresentou a maior dureza média na superfície, com 1750 HV0,05 e o tratamento duplex NB neste mesmo material proporcionou a maior dureza na seção transversal, resultante da camada formada de nitretos-boro com 2270 HV0,05.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lately, we have witnessed a growing concern about determining energy consumption and pollutant emissions. Large part of the energy spent is directly related to the friction and wear. Likewise, there a growing demand for production of mechanical systems of high efficiency. To develop systems that are more economical, noiseless and not harmful to the environment, there is a limit imposed by materials and conventional surface treatment. Thus, critical tribological contacts and possible new materials have been intensively investigated. Solid lubrication and solid lubricants are emerging as a promising alternative to control friction and wear in mechanical systems modern. The use of multifunctional coatings have been studied and used in modern mechanical systems, so that the final properties depend on the system composed of substrate - coating - environment. This study aims to optimize the thickness of multifunctional coatings with potential for use in mechanical systems of high efficiency, particularly on soft substrates. The aim is an optimization using the principles of contact mechanics, together with strength criteria to analyse stress and strain. Efficient techniques to characterize the coatings, and powerful simulation tools in the stress analysis of multifunctional coatings were used. The results showed that the thickness of the coating plays an important role on coating properties. / Ultimamente, tem-se presenciado uma preocupação cada vez mais determinante quanto ao consumo energético e emissões de poluentes. Grande parte da energia gasta está relacionada diretamente com o atrito e o desgaste. Há igualmente uma demanda crescente por produção de sistemas mecânicos de alta eficiência, mas, também, para desenvolver sistemas cada vez mais econômicos, silenciosos e não prejudiciais ao meio ambiente, havendo um limite imposto por materiais e tratamento de superfícies convencionais. Assim, a tribologia de contatos críticos e possíveis novos materiais estão sendo amplamente pesquisados. A lubrificação sólida e lubrificantes sólidos estão aparecendo como uma alternativa promissora para controlar o atrito e o desgaste nos sistemas mecânicos modernos. A utilização de revestimentos multifuncionais tem sido estudada e aplicada nos sistemas mecânicos modernos, de modo que as propriedades finais resultantes sejam dependentes do sistema substrato-revestimento-ambiente. O presente trabalho busca a otimização de tribo revestimentos multifuncionais com potencial para a aplicação em sistemas mecânicos de alta eficiência, particularmente sobre substratos macios. Busca-se essa otimização por meio da análise de tensões e deformações, as quais são compreendidas através do princípio da mecânica do contato, juntamente com os critérios de resistência. Usam-se técnicas de caracterização de revestimentos amplamente usadas e eficientes, como também ferramentas de simulação poderosas na análise de tensões de revestimentos multifuncionais. Os resultados demonstram que a espessura do revestimento tem um papel importante na origem das propriedades do revestimento. / Doutor em Engenharia Mecânica