O desgaste é um dos fatores que causam a maior parte das falhas e redução na vida útil de ferramentas, além de resultar em produtos com condições superficiais inadequadas. A crescente demanda da indústria por menores custos, maior produtividade e melhor qualidade estão entre as justificativas para que se busquem maneiras de incrementar o desempenho dessas ferramentas. Neste contexto, o trabalho tem como objetivo avaliar e caracterizar superfícies projetadas para resistência ao desgaste utilizando o processo de aspersão térmica oxicombustível de alta velocidade (HVOF). Fez-se um estudo comparativo de caracterização e comportamento tribológico de um aço ferramenta com deposição por aspersão térmica de dois diferentes revestimentos. O estudo abrange o aço ABNT H13, utilizando o tratamento superficial de aspersão térmica HVOF com revestimentos de Cr3C2-25(NiCr) e WC-10Co-4Cr. A avaliação da superfície e do comportamento tribológico envolveu perfis de microdureza, análise de fases por difração de raios X, metalografias, obtenção da composição química, caracterização da rugosidade, ensaio de abrasão e adesão, pino-disco e ensaio do anel. O objetivo de conseguir aumentar a resistência ao desgaste utilizando um aço ferramenta com deposição via processo de HVOF, bem como o de caracterizar este processo foi alcançado. A utilização do aço ABNT H13 com deposição via aspersão térmica HVOF e revestimentos à base de carboneto de cromo e tungstênio demonstrou-se recomendável para proteção de substratos, fornecendo alta dureza e boa resistência ao desgaste. O revestimento de WC-10Co-4Cr obteve o melhor desempenho geral, apresentando uma microdureza 192% maior frente ao aço sem revestimento, uma redução de 315% do coeficiente de atrito, além de uma adesão maior ao substrato quando comparado com o revestimento Cr3C2-25(NiCr). / Wear is one of the factors that cause most of the failures and reduction of lifespan for tools, it also results in products with no quality in the surface conditions. The increasing demand of the industry for lower costs, higher productivity and better quality are among the justifications for finding ways to increase the performance of these tools. In this context, the objective of this work is to evaluate and characterize surfaces designed for wear resistance using the high velocity oxyfuel (HVOF) thermal spray process. A comparative study of characterization and tribological behavior of a tool steel with thermal spray deposition was performed for two different coatings. The study covers the ABNT H13 steel, using the surface treatment of HVOF thermal spray with coatings of Cr3C2-25(NiCr) and WC-10Co-4Cr. The surface and the tribological behavior evaluation involved microhardness profiles, phase analysis by x-ray diffraction, metallography, chemical composition, roughness characterization, abrasion and adhesion test, pin-on-disk and ring test. The objective of increasing the wear resistance using a tool steel with deposition through HVOF process, as well as to characterize this process was achieved. The use of ABNT H13 steel with chrome and tungsten carbide coatings deposited by thermal spray HVOF has proved to be recommended for substrates protection, providing high hardness and good wear resistance. The WC-10Co-4Crcoating had the best overall performance, presenting a microhardness 192% higher than the steel with no coating, a reduction of 315% of the coefficient of friction, and a higher adhesion to the substrate compared to the Cr3C2-25(NiCr) coating.

Este trabalho inova a aplicação de revestimentos duros usando o processo de soldagem SATG (Soldagem ao Arco Tungstênio com Atmosfera Gasosa) utilizando ligas, em forma de pó, incorporadas diretamente à poça de solda. Devido à boa resistência ao desgaste, utilizou-se a liga Stellite 6, no substrato SAE 1020. Dados de microdureza Vickers, taxa de deposição, diluição, análise micrográfica e desgaste foram comparados com resultados do PAT-P (Plasma por Arco Transferido-Pó) e permitiram avaliar a técnica proposta. Os resultados mostraram um revestimento pelo processo SATG-pó livre de poros, sem oxidação na superfície e diluição superior, ao processo PAT-P. Porém, o consumo de gás foi menor, devido à redução da vazão do gás de arraste e da não utilização de gás plasma. A análise microestrutural evidenciou uma microestrutura similar, para ambos os processos, mas o processo PAT-P apresentou uma microestrutura mais refinada. Obteve-se, pelo processo SATG-pó semi-automático, microdurezas entre 400 e 500 HV e uma taxa de diluição de 5%, próximas aos valores do processo PAT-P. Quanto ao desgaste, observaram-se valores também bem próximos para os três processos. / This work innovates the application of hardfacing by using the welding process GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) using alloys in the powder form and directly embedded in the weld pool. Due to the good wear resistance it was used Stellite 6 alloy for hardfacing the substrate SAE 1020. Vickers hardness data, deposition rate, dilution, micrographic analysis and wear results were compared with the PTA-P (Plasma Transferred Arc-Powder) in order to evaluate the proposed technique. The results showed a coating produced by the process GTAW-powder free of pores, without surface oxidation and higher dilution in comparison with the PTA-P process. However, gas consumption was lower due to reduced flow of the carrier gas and as it was not used as plasma gas. Microstructural analysis showed a similar microstructure for both processes, but the PTA-P process presented a more refined microstructure. It was obtained, by the semi-automatic GTAW-powder process, micro hardness between 400 and 500HV and rate dilution of 5%, values close to the PTA-P process. As for the wear it was observed values very close too, for the three process.

Neste trabalho estudou-se o efeito do tratamento de boretação na resistência ao desgaste, corrosão e oxidação dos aços AISI 1060 e AISI H13. As amostras dos aços foram boretadas com pó a 900 e 1000°C por 2 e 4 horas. Foram realizados ensaios de microdesgaste em máquina do tipo esfera fixa, sem uso de abrasivos, nas amostras boretadas e não boretadas. A resistência à corrosão, das amostras boretadas e não boretadas, em HCl 0.1M foi avaliada por ensaios de polarização potenciodinâmica. Ensaios de oxidação do tipo quase-isotérmica foram realizados nas amostras, utilizando temperatura de 550°C ao ar. Para todas as condições de tratamento empregadas foram formadas camadas de boretos com elevadas durezas sobre os substratos. As propriedades das camadas como dureza, espessura, morfologia da interface camada/substrato e as fases presentes, foram influenciadas pelas composições dos aços. No caso do aço AISI H13, que possui maior quantidade de elementos de liga, as camadas formadas foram mais duras, menos espessas, com interface lisa, e para todas as condições de tratamento foram formadas os compostos de boro Fe2B, FeB e CrB. Já no aço AISI 1060 as interfaces camada/substrato foram do tipo dentada e para a temperatura de boretação de 900°C apenas a fase Fe2B foi formada, aparecendo o FeB a partir da temperatura de boretação de 1000°C. A resistência ao desgaste, corrosão e oxidação dos aços boretados aumentou significativamente, sendo que em relação ao desgaste, os melhores resultados foram obtidos com as amostras boretadas a 1000°C. Quanto à oxidação, os dois aços boretados a 900°C por 2h apresentaram os melhores desempenhos, e quanto à corrosão, os parâmetros do tratamento de boretação não influenciaram significativamente os desempenhos. / In this work the effect of pack boriding on wear, corrosion and oxidation resistance of AISI 1060 and AISI H13 steels were studied. Samples of the steels were pack borided at 900 and 1000°C for periods of 2 and 4h. Fixed-ball microwear tests were performed on borided and non-borided samples, without use of abrasives. The samples corrosion resistances, in HCl 0.1M, were evaluated by potentiodynamic polarization tests. Quasiisothermal oxidation tests were performed at 550°C on air. High hard layers were formed on steels for all treatment conditions employed. The layers properties, such as hardness, thickness, layer/substrate interface morphology and phases formed, were influenced by steels compositions. For AISI H13 steel, which has a larger amount of lloying elements, the formed layers were arder, thinner, with smooth interface and for all treatments conditions the compounds Fe2B, FeB and CrB were formed. For borided AISI 1060 steel, the layer/substrate interfaces showed a saw-tooth morphology and for boriding temperature of 900°C only the Fe2B phase were formed, appearing FeB for boriding temperature of 1000°C. The wear, corrosion and oxidation resistances of borided steels significantly increased and in relation to wear, the best results were btained with the samples borided at 1000°C. In oxidation case, both steels borided at 900°C for 2h showed the best performances, and with respect to corrosion, boriding treatments parameters did not significantly affect the performances.

In this thesis, the behavior of pearlitic steel was characterized under controlled wear conditions in the laboratory and service conditions in two ore mining stages, comminution and transportation. The thesis consists in three experimental chapters, divided according to the tribosystems analyzed. On all the chapters Electro Microscopy techniques for the microstructural analysis were employed. Scanning Electron Microscopy (SEM), Focused Ion Beam (FIB-SEM), Electron Backscatter Diffraction (EBSD) and Transmission Electron Microscopy (TEM) were used. The first experimental chapter shows the analysis of the pearlite under abrasive wear with loose abrasive particles in multi-events conditions. The sample was taken from Semi-Autogenous Grinding mills (SAG) and experimental simulation was carried out in laboratory using the Dry Sand Rubber Wheel Abrasion Test (DSRW). The results show a polycrystalline layer formation in both cases, characterized by ultra-fine grains of ferrite in the layer closer to the surface. It was also concluded that the DSRW can simulate the wear produced on field (superficial and microstructural features) in conditions of higher normal load than recommended by the ASTM Standard G65. The second experimental chapter explores the characterization of the microstructure after the indenter pass in scratch test using two conditions of normal load applied and five sequences of scratch. The microstructural analysis shows the formation of two subsuperficial layers identified by the level of the microstructural alterations. In the subsuperficial layer (close to the surface), the formation of new ultra-fine grains of ferrite was observed. A second layer was observed deeper in the sample and denominated as layer of the microstructure transition, characterized by the combination of deformed (reduction of the interlamellar spacing) and pearlite colonies not affected plastically by the mechanical loading. On this layer, the crystallographic texture in RD // in samples tested at 4 N (normal load) and one-pass scratch was determined. Later, on this chapter, the microstructure in a ground rail (industrial procedure characterized as a multi-event scratch test) was analyzed. Two grinding conditions were used for the analysis with variation of the grinding linear speed and load on the grinding stones (discs). The combination of low grinding speed and high load promotes a higher deformed layer formation beneath the patch zone and low randomized orientation of the pearlite colonies. Finally, in the third experimental chapter, the pearlitic characterization was concluded with the study of samples of railway wheel and rail under wear in service and Rolling Contact Fatigue (RCF) in laboratory. The laboratorial simulation was carried out using the twin-disc rolling contact tribometer with a variation of number of cycles. The characterization of railway wheel shows that the WEL is characterized by levels of breaking and aligned cementite and zones with dissolution of the carbon atom in the ferrite to form the supersaturated carbon ferrite. The polycrystalline ferrite formation (ultra-fine grains) in the sub-superficial layer and it was identified a preferential orientation of RD // in the layer of microstructural transition. The results of the laboratory test show surface crack nucleation and propagation at low angle in the more severe deformed layer. The microstructure of the layer consists in polycrystalline ferrite and the cementite dissolution. / Nesta tese foi caracterizado o comportamento do aço perlítico em condições controladas de desgaste em laboratório e em serviço em dois estágios do processo de mineração de minério, cominução e transporte ferroviário. A tese consiste em três capítulos experimentais divididos segundo o tribosistema analisado. Em todos os capítulos do trabalho foi utilizada a técnica de microscopia eletrônica para análise microestrutural. Foi utilizado Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Focused Ion Beam (FIB-SEM), Electron Backscatter Diffraction (EBSD) e Microscopia eletrônica de transmissão (MET). O primeiro capítulo experimental mostra a análise da perlita in condições de desgaste abrasivo com partículas soltas em eventos múltiplos. As amostras foram tiradas de um moinho semi-autógeno (SAG) e realizada uma simulação experimental do desgaste em condições controladas usando o tribômetro de roda de borracha (RWAT). Os resultados mostraram a formação de camada branca em ambas as condições de análise, consistindo em uma camada poli cristalina caracterizada pela formação de grãos ultrafinos na camada mais próxima da superfície de desgaste. Também foi concluído que a roda de borracha pode simular o desgaste produzido nos moinhos SAG tanto nas características superficiais quanto microestruturais em condições de maior severidade as comumente utilizadas na norma ASTM G65 (procedimento B). O Segundo capítulo experimental explora a caracterização da microestrutura depois da passagem do endentador no ensaio de riscamento (scratch test) utilizando duas condições de carga normal aplicada e 5 sequências de riscamento. A análise microestrutural mostrou a formação de duas camadas subsuperficiais identificadas pelo nível de alteração microestrutural. Na camada mais próxima da superfície de desgaste foi observada a formação de grãos ultrafinos de ferrita. A segunda camada identificada mais profundamente na amostra, denominada como camada de transição, é caracterizada pela combinação de colônias deformadas (redução do espaçamento interlamelar) e camadas não afetadas pelos esforços produzidos no contato. Nesta camada foi determinada a texturização em direção RD // nas amostras testadas a 4 N (carga normal aplicada) e uma passada. Posteriormente à análise de riscamento foi caracterizada a microestrutura de uma amostra tirada de um trilho esmerilhado (processo industrial que pode ser considerado como aplicação do ensaio de riscamento). Foram consideradas duas condições de esmerilhamento com variação de velocidade de esmerilhamento (deslocamento linear do veículo esmerilhador) e potência dos motores dos rebolos usada no procedimento. A combinação de baixa velocidade de esmerilhamento e alta potência nos motores controladores dos rebolos promoveu uma grande deformação nas camadas subsuperficiais na região de contato e uma baixa aleatoriedade das orientações cristalográficas das colônias de perlita. Finalmente, no capítulo três, a caracterização da microestrutura perlitica foi finalizada com o estudo de amostras de roda e trilho em condições de desgaste em campo e de Rolling Contact Fatigue (RCF) em ensaios de laboratório. A simulação experimental foi realizada utilizando o tribômetro twin-disc rolling (configuração disco-disco) com variação do número de ciclos. A caracterização da roda ferroviária mostrou a formação da camada branca caracterizada por níveis de cementita fraturada e alinhada em direção do movimento de rolamento/deslizamento com áreas de dissolução do átomo de carbono na ferrita formando uma ferrita supersaturada. Foi identificado a formação de policristais de ferrita (grãos ultrafinos) na camada mais superficial e uma orientação preferencial RD // na camada de transição. Os resultados dos ensaios de laboratório mostraram a nucleação de trincas superficiais se propagando a baixo ângulo na camada branca. A transformação microestrutural dessa camada após ensaios de laboratório consiste em policristais de ferrita e dissolução da cementita.

Este estudo in vitro avaliou a influência do clareamento ativado com luz híbrida, em função da variação do pH e concentração de géis clareadores, e do condicionamento ácido prévio do esmalte bovino na alteração da rugosidade e desgaste após escovação simulada. Fragmentos de esmalte (1,5cm x 0,5cm x 0,4cm) foram divididos em duas partes, ficando uma metade como controle e a outra como área teste. Esta última foi subdividida em duas metades, sendo que uma recebeu o condicionamento ácido somado ao gel clareador e a outra somente o gel clareador. Os espécimes foram divididos aleatoriamente em seis grupos (n=10): C = controle; TBO35LH = Total Blanc Office 35% 1 sessão (5x8) + ativação com luz híbrida LED/Laser; LPS35LH= Lase Peroxide Sense 35% - 1 sessão (5x8) + ativação com luz híbrida LED/Laser; LPS25LH = Lase Peroxide Sense 25% - 1 sessão (5x8) + ativação com luz híbrida LED/Laser; LPL15LH = Lase Peroxide Lite 15% - 1 sessão (5x8) + ativação com luz híbrida LED/Laser; LPL10LHV = Lase Peroxide Lite 10% - 1 sessão (5x8) + ativação com luz híbrida LED/Laser violeta. A rugosidade aritmética (Ra) inicial, após clareamento e após escovação, foi determinada pela média (μm) de três leituras (em cada área sem e com ácido totalizando seis leituras por espécimes) com o rugosímetro Hommel Tester T 1000. Os valores médios do pH foram determinados pelo peagômetro digital Sentron Model 1001 nos tempos inicial e final. Os espécimes foram armazenados em saliva artificial por sete dias, submetidos a 100.000 ciclos de escovação simulada. Após 24 horas o desgaste superficial foi determinado (μm) empregando o mesmo rugosímetro. Em relação ao desgaste e a alteração de rugosidade superficial, os resultados foram submetidos à Anova a dois critérios e a dois critérios de medidas repetidas e posteriormente ao teste de Tukey. Os dados obtidos das leituras de pH foram submetidos à ANOVA a um critério e a dois critérios de medidas repetidas e ao teste de Kruskal Wallis e Tukey para comparações individuais entre os grupos. Para todos os testes o nível de significância foi de 5%. A rugosidade e o desgaste apontaram diferenças estatísticas entre os grupos, principalmente quando comparado à área com e sem ácido. Os géis clareadores apresentaram tendência de diminuição dos valores de pH do tempo inicial para o tempo final, contudo, uma correlação com a rugosidade e com o desgaste não pôde ser estabelecida de forma clara. / This in vitro study evaluated the influence of whitening activated with hybrid light on the function variations of the pH level and concentration of bleaching gels and prior acid etching of bovine enamel and the change in roughness and wear after simulated tooth brushing. Fragments of enamel (1.5 cm x 0.5 cm x 0.4 cm) were divided into two parts, one half as the control and the other as the test area. The latter was divided into two halves, one of which received the etching added to the whitening gel and the other with only the whitening gel. The specimens were randomly divided into six groups (n = 10): C = control; TBO35LH = 35% Total Blanc Office 1x session (5x8\') + activation with hybrid light LED/Laser; LPS35LH = 35% Lase Peroxide Sense - 1x session (5x8\') + activation with hybrid light LED/Laser; LPS25LH = 25% Sense Lase Peroxide - 1x session (5x8\') + activation with hybrid light LED/Laser; LPL15LH = 15% Lase Peroxide Lite - 1x session (5x8 \') + activation with hybrid light LED/Laser; LPL10LHV = 10% Lase Peroxide Lite - 1x session (5x8\') + activation with violet hybrid light LED/Laser. The arithmetic roughness (Ra) started after bleaching and after brushing was determined by averaging (μm) the three readings (in each area - with and without acid for a total of six readings per specimen) with a Rugosimeter Hommel Tester T 1000. The mean pH values were determined by the Sentron Model 1001 digital pH meter at the start and end times. The specimens were stored in artificial saliva for seven days, and subjected to 100,000 cycles of simulated brushing. After 24 hours, the surface wear was determined (μm) employing the same roughness meter. In relation to the change in wear and surface roughness, the results were evaluated by two way ANOVA testing for repeated measures and later, a Tukey\'s test. The data obtained from the pH readings were submitted to two way ANOVA testing for repeated measures and the Kruskal Wallis and Tukey tests for the comparisons between the individual groups. The significance level was set at 5% for all the tests. The roughness and wear showed statistical differences between the groups, especially when compared to the area with and without acid. The bleaching gels tended to decrease in pH from the starting time to the final time, however, a correlation with the roughness and wear could not be clearly established.

A pesquisa relativa ao transporte ferroviário no Brasil tem se intensificado nos últimos anos visando principalmente a melhoria no desempenho do par rodatrilho. Isso se deve à demanda de se transportar cada vez mais carga por eixo com a finalidade de reduzir o custo de transporte. Através de mudanças na microestrutura do material ou de mudanças na composição das ligas utilizadas na fabricação pode se aumentar a resistência do par roda-trilho. Neste trabalho foi analisada a influência de diferentes microestruturas (puramente perlíticas e perlíticas-bainíticas), obtidas por meio de tratamento térmico por dilatometria, nas propriedades de um aço alto carbono similar ao utilizado em rodas convencionais classe C AAR destinadas ao transporte de carga pesada. As análises empregaram técnicas metalográficas (identificação de fases presentes e distância interlamelar da perlita), ensaios magnéticos (saturação magnética e ruído magnético de Barkhausen), ensaio mecânico de dureza e ensaio tribológico de resistência ao desgaste por deslizamento. Foram caracterizadas rodas ferroviárias classe C AAR em quatro condições distintas: usadas e novas, fundidas e forjadas. / Research about rail transport in Brazil has been intensified recently due the need to improve the wheel-rail performance, considering the demand of increasing axle load aiming for transportation cost reduction. Changes in the material microstructure or in the alloys composition can improve the wheel-rail resistance. A eutectoid steel similar to that used in conventional class C AAR wheels (designed to heavy haul transportation - high loads and low speeds) was submitted to isothermal heat treatments applying dilatometry techniques at ten different cycles. Different microstructures (totally pearlitic and pearlitic-bainitic) were obtained and their influence on the mechanical and magnetic properties was analyzed. The analysis included metallographic techniques (identification of phases and pearlite interlamellar spacing), magnetic testing (magnetic saturation and magnetic Barkhausen noise) and mechanical testing (hardness and pin-ondisc tests). Railway wheels Class C ARR were characterized in four different conditions: new and used, cast and forged.

Neste trabalho foram produzidas camadas de boretos de elevadas durezas e resistências ao desgaste nos aços AISI H13 e AISI D2, por meio de tratamento termo-reativo em banho de bórax com adição de 10% de alumínio. Posteriormente foram realizados tratamentos pela técnica PVD sobre as camadas de boretos. As amostras foram caracterizadas por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de dureza e ensaios de micro desgaste abrasivo com esfera livre. Para ambos os materiais, os tempos de tratamento de boretação foram de 4 horas, seguido de resfriamento em óleo ou ao ar. As camadas produzidas por boretação no caso do aço AISI H13 apresentaram espessura média de 70 μm e para o aço AISI D2 espessura média de 100 μm. As durezas das camadas de boretos produzidas variaram de 1500 a 1700 HV. Os ensaios de micro desgaste abrasivos com esfera livre foram realizados com uso de solução abrasiva de carboneto de silício. Todas as camadas produzidas apresentaram resistências ao desgaste muito superiores as dos substratos. As amostras com tratamentos duplex boretação-PVD apresentaram os melhores desempenhos ao desgaste, seguidas pelo aço AISI D2 e AISI H13 boretados e por último os aços AISI D2 e AISI H13 temperados e revenidos. / Borides layers with high hardness and wear resistances were produced on AISI H13 and AISI D2 steels by thermo-reactive treatment in borax added with 10% of aluminum. Subsequently, treatments by the PVD technique were performed on the layers of borides. The samples were characterized using Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy, hardness testing and free-ball micro abrasive wear test. For both materials, the boriding treatment times were 4 hours long, followed by cooling in oil or air. In the case of AISI H13, the layers produced by boriding showed an average thickness of 70 μm while AISI D2 steel presented an average thickness of 100 μm. The hardness of the produced boride layers ranged from 1500 to 1700 HV. The micro abrasive wear tests were performed using abrasive solution of silicon carbide. All produced layers showed wear resistance much higher than the substrates. Samples with treatments duplex PVD-boriding presented the best wear performances, followed by AISI D2 and AISI H13 borated steels and finally, AISI D2 and AISI H13 steels quenched and tempered.

Orientador: Angela Cristina Cilense Zuanon / Banca: Carlos Alberto dos Santos Cruz / Banca: Paulo Henrique dos Santos / Banca: Maria Fidela de Lima Navarro / Banca: Maria Cristina Borsatto / Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar a rugosidade, perda de massa e adesão de microrganismos (Streptococcus mutans e Streptococcus sobrinus) sobre a superfície de CIVs (Fuji IX, Ketac Molar, Vidrion R e Vitromolar) utilizados no Tratamento Restaurador Atraumático (TRA) quando submetidos a ensaio de escovação. Após a estabilização da massa dos corpos de prova, estes foram levados individualmente ao rugosímetro para verificação da rugosidade superficial. Após serem submetidos ao ensaio de escovação de 30.000 ciclos, esperou-se nova estabilização da massa dos corpos de prova e nova leitura de rugosidade superficial foi realizada. Para a análise da adesão de Streptococcus mutans e Streptococcus sobrinus, novos corpos de prova foram confeccionados e contaminados. Após a obtenção de uma suspensão, diluição e inoculação em placas de Petri, foi obtido o número de microrganismos em UFC/mL. Da mesma maneira, novos corpos de prova foram submetidos ao ensaio de escovação já descrito e o mesmo procedimento microbiológico foi realizado. Os resultados mostraram que houve perda de massa e aumento na rugosidade para todos os CIVs, sendo o Vidrion R aquele que apresentou as maiores alterações. Quanto a adesão de Streptococcus mutans não houve diferença entre os materiais. Para Streptococcus sobrinus, os CIVs Vidrion R e Vitromolar apresentaram maior adesão do microrganismo após escovação. / Abstract: The aim of the present study was to evaluate roughness, weight loss and microorganisms adhesion (Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus) on the surfaces of GICs (Fuji IX, Ketac Molar, Vidrion R and Vitromolar) used in Atraumatic Restorative Treatment (ART) after toothbrush simulation. After stabilization and weight of the specimens, their initial roughness were evaluated. After toothbrush simulation during 30 000 strokes, the specimens were stabilized and weighted again before the new roughness measurement. To evaluate the microorganism adhesion, new GICs specimens were done and contaminated. In sequence, suspension and dilutions were obtained, inoculated in petri dishes and the CFU/mL were calculated. The same microbiological procedures were realized to the new toothbrushed specimens. Results demonstrated that there were weight loss and roughness increase to all GICs, being Vidrion R the most altered. Related to Streptococcus mutans adhesion there were no differences among the materials. Besides, Vidrion R and Vitromolar showed higher Streptococcus sobrinus adhesion after toothbrush simulation. / Doutor

Os mecanismos do desgaste e atrito que ocorrem durante o desgaste por deslizamento, bem como, a transição do regime do desgaste moderado para o desgaste severo, são influenciados pela força aplicada, rugosidade, temperatura e umidade, sendo estas variáveis frequentemente estudadas. Entretanto, a avaliação da remoção de debris durante o deslizamento e a influência do aditivo lubrificante, em regime limítrofe/quase seco (e.g. Ácido Esteárico C18H32O2) ainda são necessários maiores entendimentos sobre os mecanismos de desgaste e também a força na qual ocorre a transição do regime do desgaste moderado para o desgaste severo durante o deslizamento. Para os testes a seco, com e sem a remoção dos debris, foram realizados ensaios tribológicos convencionais com as duas durezas de disco, 435 e 530 HV30. Os resultados mostraram que a transição do regime de desgaste é influenciada pela dureza e pela remoção dos debris. A influência da dureza é observada apenas quando os ensaios convencionais são realizados, nos quais foi observado que o aumento da dureza do contra corpo estende a transição do desgaste moderado para o severo em forças maiores. A remoção dos debris aumenta a extensão da força para ocorrer a transição moderado/severo. Para os testes lubrificados, foram realizados ensaios com a dureza de disco de 530 HV, variando a concentração do ácido esteárico. Os resultados mostram que o aumento da concentração do aditivo e da força normal aplicada são varáveis determinantes para a redução do coeficiente de atrito. A ação do aditivo lubrificante é fundamental nas forças baixas, sendo que nas forças elevadas apenas o aumento da força normal é suficiente para manter o baixo coeficiente de atrito. Adicionalmente, para as elevadas forças aplicadas, o filme lubrificante falha em função do tempo de deslizamento, e maiores concentrações de aditivo são necessárias para manter o coeficiente de atrito constante. / The wear and friction mechanisms that occur during the sliding wear, as well as the transition from mild to severe wear regimes are influenced by the normal load applied, roughness, temperature and humidity, the variables more frequently studied. However, the assessment of debris removal during the sliding wear and oil influence with lubricant additive (e.g. Stearic Acid C18H32O2) in the boundary/dry lubrication needs further understanding of the mechanisms and the load that occur a wear transition from mild to severe wear. The aim in this work is the characterization and evaluation the contact surface without debris in sliding surface (cleaning of the wear track) and the wear surface in boundary lubrication tests. The materials studied are: the pin AISI 4140 - 435 HV30 steel and the disc AISI H13 - 435 e 530 HV30 steel. Firstly were made conventional tribological tests with two disc hardness. Then, tests with the cleaning of the wear track were made. The results showed that the hardness and the absence of debris influence in the wear transition regime. The hardness influence is observed only when the conventional tests were made. When the counter body hardness increased, the transition from mild to severe wear extends to greater loads. The debris influence was evidenced in tests with the cleaning of the wear track, and showed that greater loads are needed from mild to severe wear transition. For the lubricated tests, the hardness of the disk was 530 HV. The results shown that the concentration of the lubricant additive and the normal load applied are determinant variables to decreasing the friction coefficient. The lubricant additive action is critical in low loads, and in high loads only the increasing of the load is needed to maintain the low friction. In addition, in the high load applied, the failure of the lubricant film occurs with the increase of the sliding time, and higher additive concentrations are needed to maintain constant the friction coefficient.

Neste trabalho, estudaram-se os mecanismos de desgaste por deslizamento dos aços AISI 304 e AISI 316 em função da carga normal (de 6 N a 20 N) e da velocidade tangencial (de 0,07 m/s a 0,81 m/s). De acordo com o planejamento fatorial 23, realizaram-se ensaios de desgaste em equipamento convencional, do tipo pino-contra-disco. Foram usadas técnicas de análise das superfícies e das partículas após o desgaste: microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X, espectroscopia Mössbauer, rugosidade, temperatura e dureza instrumentada. Concluiu-se que os mecanismos de desgaste por deslizamento para os aços AISI 304 e AISI 316 são dominados pela deformação plástica (desgaste por oxidação de partículas metálicas, desgaste adesivo e desgaste misto). A variação da taxa de desgaste dos dois materiais dependeu do efeito da interação entre os níveis de carga normal e velocidade tangencial. Por meio do planejamento composto central, foi possível obter um modelo empírico da variação da taxa de desgaste em função da carga normal e da velocidade. / In this work, sliding wear mechanism of AISI 304 and AISI 316 austenitic stainless steels were studied as a function of the applied load (from 6 N to 20 N) and the tangential velocity (from 0.07 m/s to 0.81 m/s). Following the 23 factorial design, wear experiments were performed using a conventional pin-on-disc machine. Worn surfaces and wear debris analysis techniques were used: scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, stylus profiling, surface temperature measurement and instrumented indentation. Plasticity-dominated wear (metallic debris oxidation, adhesive wear and mixed wear) are the sliding wear mechanisms for AISI 304 and AISI 316 steels. The wear rate behavior depended on interaction effect between applied load and tangential velocity. An empirical model of wear rate as a function of applied load and tangential velocity was obtained by means of the central composite design.