Este trabalho apresenta um estudo do comportamento tribológico e corrosivo
do aço AISI 4140 temperado e revenido, nitretado a plasma e posteriormente
revestido com filme fino de CrN, em contato com etanol hidratado combustível. A
caracterização das diferentes condições da superfície foi feita por meio das análises
de RBS, MEV, DRX, microesclerometria linear e nanoindentação .O coeficiente de
atrito foi determinado por meio de ensaios de desgaste por deslizamento tipo esferasobre-
disco, em diferentes condições de tratamento do aço AISI 4140 (temperado e
revenido, nitretado e duplex) e de lubrificação (a seco, em etanol, em mistura de
etanol com óleo lubrificante e em óleo lubrificante). A taxa de desgaste foi estimada
por medidas de perfilometria nas trilhas de desgaste. Os mecanismos de desgaste
foram determinados com auxílio das técnicas de MEV e EDS, para avaliação
microestrutural e química em termos qualitativos das superfícies desgastadas, e da
espectroscopia Raman para análise dos compostos químicos presentes. A corrosão
foi avaliada por meio de ensaios de imersão em etanol hidratado combustível
seguindo a norma NBR 8265, antes e após os ensaios de desgaste. O aço AISI
4140 com tratamento duplex (nitretado/CrN) ensaiado em óleo lubrificante
apresentou os menores valores de coeficiente de atrito e de taxa de desgaste. Esse
comportamento está associado à formação de um tribofilme composto de óxido de
cromo, com elevado potencial iônico, resultante da interação do filme de CrN com o
óleo lubrificante durante o contato por deslizamento. A condição duplex apresentou
maior resistência à corrosão em relação ao aço AISI 4140 temperado e revenido e
ao aço AISI 4140 nitretado. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work shows a study of the tribological and corrosive behaviour of AISI
4140 steel previously quenched and tempered, plasma nitrided and then coated with
CrN thin film, in contact with hydrated ethanol fuel. The surface characterization was
performed by means of RBS, SEM, XRD, linear microscratch and nanoindentation
techniques. The friction coefficient was determined by ball-on-disc sliding wear tests,
under different treatment conditions of the AISI 4140 steel (quenched and tempered,
nitrided and duplex), as well as different lubrication conditions (dry, with ethanol, with
a mixture of ethanol and lubricant oil and with lubricant oil). Wear rate was estimated
with profilometry measurements on the wear tracks. Wear mechanisms were
determined by SEM and EDS techniques in order to evaluate the microstructure and
qualitative elemental composition of the worn out surfaces, and by Raman
spectroscopy in order to determine the type of chemical compounds. Corrosion was
evaluated by immersion tests in accordance with NBR 8265, before and after the
wear tests. AISI 4140 steel with duplex treatment (nitrided/CrN) tested in lubricant oil
displayed the lowest values of friction coefficient and wear rate. This behaviour is
associated with the formation of a chromium oxide tribofilm, with high ionic potential,
originated from the interaction of the CrN film and oil in sliding contact. The material
treated in the duplex condition showed a higher corrosion resistance than AISI 4140
steel after heat treatment or plasma nitriding process.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ucs.br:11338/719 |
| Date | 21 September 2012 |
| Creators | Bandeira, Aline Luísa |
| Contributors | Sinatora, Amilton, Zorzi, Janete Eunice, Soares, Márcio Ronaldo Farias, Figueroa, Carlos Alejandro, Farias, Maria Cristina More |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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