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Previous issue date: 2014-12-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / Metallic coatings are generally designed to confer high wear and corrosion resistance to the substrate to be coated. These properties are essential to make structures suitable to resist to aggressive environment and operating conditions. In this context, Fe-based alloys have drawn great attention due to their unique physical and chemical properties and relatively low cost of iron. Compared with traditional crystalline metallic materials, Fe-based amorphous alloys exhibit high strength, hardness and superior corrosion resistance, attributed to their disorder structures as well as chemical homogeneity. Powder alloys can then be used to produce amorphous coatings on steel substrate, improving corrosion and wear properties in aggressive environments. This work reports on the production of high corrosion and wear resistant coatings produced by HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) using only commercials precursors. Initially, preliminary studies were made for the evaluation of glass forming ability (GFA) for the selected Fe60Cr8Nb8B24%at. composition. Further analyses of the crystallization of fully amorphous samples were conducted to correlate the crystalline phases with the physical and chemical properties. Then, the production of amorphous coatings was studied. The microstructure of the samples was characterized by optical microscopy (OM), confocal microscopy (CM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimeter (DSC). Corrosion, wear and hardness tests were performed as well as porosity and oxygen content measurements. The results have shown the feasibility of production of high quality coatings by HVOF (low porosity and oxygen content together with high hardness and large amount of amorphous fraction). However, the corrosion properties of the coatings were found to be impaired by the presence of α-Fe and FexB (x=1,2 and 3) crystalline phases. / Revestimentos metálicos são geralmente engendrados para serem aplicados em superfícies de componentes estruturais a fim de conferir elevada resistência ao desgaste e/ou à corrosão. Neste contexto, os revestimentos amorfos à base de ferro com pequenas adições de elementos de liga resistentes à corrosão são promissores, pois apresentam elevada resistência mecânica, baixo coeficiente de atrito, rápida formação de filmes passivos estáveis e resistentes aos ataques eletroquímicos, além de elevada temperatura de cristalização. Essas ligas, além das interessantes combinações entre propriedades químicas e físicas, configuram-se como sistemas de relativo baixo custo que, portanto, são viáveis economicamente. A presente dissertação de mestrado investigou a microestrutura de revestimentos da liga amorfizável Fe60Cr8Nb8B24%at. produzidos por aspersão térmica por oxicombustível de alta velocidade (HVOF) através do emprego de elementos de pureza comercial. As resistências ao desgaste e à corrosão dos mesmos também foram analisadas. Inicialmente, foram desenvolvidos estudos para avaliar a tendência de formação de estrutura amorfa (TFA) para a composição selecionada. Estudos de cristalização também foram conduzidos com a finalidade de correlacionar as fases formadas com as propriedades físicas e químicas apresentadas pelas amostras. Em seguida, a viabilidade em se produzir revestimentos amorfos por HVOF foi investigada. Os revestimentos produzidos foram caracterizados por microscopia ótica (MO), microscopia confocal (MC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), difratometria de raios-X (DRX), calorimetria diferencial de varredura (DSC), ensaios de desgaste, ensaios de corrosão e medidas de dureza, de porosidade e de teor de oxigênio. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade de produção de revestimentos amorfos de elevada qualidade (baixa porosidade e teor de óxidos juntamente com elevada dureza e fração de fase amorfa). Entretanto, a baixa resistência à corrosão apresentada pelos revestimentos deve-se à presença de nanocristais de fases Fe-α e FexB (x=1,2 e 3).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/938 |
| Date | 18 December 2014 |
| Creators | Koga, Guilherme Yuuki |
| Contributors | Botta Filho, Walter José |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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