Guia de Tribologia, Desgaste e Metalurgia dos Aços

Reações Triboquímicas e Mecanismos de Desgaste

As reações triboquímicas envolvem:

• Adesão: Contato metálico direto.
• Reação Triboquímica: Reação química entre metais.
• Fadiga de Superfície: Quebra da camada protetora.
• Abrasão: Presença de detritos metálicos e não metálicos.

Normas para Ensaios de Desgaste

• DIN 50281: Atrito em mancais.
• DIN 50332: Ensaio de desgaste por impacto.

Desgaste por Abrasão

Ocorre devido a partículas duras que se movimentam forçadamente contra uma superfície sólida, ocasionando perda progressiva de material.

Desgaste por Fadiga de Superfície

Tensões mecânicas repetitivas e alternadas levam à formação e difusão de rachaduras. Os resultados incluem fissuras transversais, fissuras de crista, corrosão alveolar e microcorrosão.

Classificação dos Ferrosos

Os materiais ferrosos dividem-se em dois grandes grupos:

• Aço: Baixa liga (baixo, médio e alto carbono) e Alta liga (cromo, níquel, manganês, molibdênio, vanádio).
• Ferros Fundidos: Cinzento, dúctil, branco e maleável.

Elementos de Liga em Aços de Alta Liga

Principais elementos: Carbono, silício, fósforo, enxofre, manganês, níquel, cromo, vanádio, molibdênio, cobalto e tungstênio.

Classificação dos Ferros Fundidos

Dividem-se em 4 segmentos: ferro cinzento, ferro dúctil, ferro branco e ferro maleável.

Definição de Aço

Liga de ferro e carbono com teor entre 0,008% e 2,11%.

Definição de Ferro Fundido

Liga de ferro e carbono com teor entre 2,11% e 6,67%.

Obtenção do Ferro Gusa

O minério é transformado em metal no alto-forno, resultando no ferro gusa, que contém aproximadamente 5-6% de carbono, 3% de silício, 6% de manganês, além de altos teores de fósforo e enxofre.

Processo de Fabricação no Alto-Forno

1. A matéria-prima é transportada ao topo do alto-forno.
2. A distribuição é controlada por um sistema giratório.
3. Na zona de combustão, injeta-se carbono pulverizado em altas temperaturas.
4. Os gases reagem com os materiais, reduzindo e fundindo a carga metálica.
5. O ferro gusa é retirado na base e a escória é separada por densidade.

Principais Tipos de Aços

Exemplos: Aço carbono, aço ao manganês, aço ao cromo, aço ao tungstênio e aço ao molibdênio.

Influência dos Elementos de Liga

• Carbono: Eleva a dureza, reduz a tenacidade.
• Fósforo: Aumenta a fragilidade, reduz o alongamento.
• Níquel: Aumenta a tenacidade e a dilatação térmica.
• Molibdênio: Aumenta a resistência a quente e a forjabilidade.
• Cromo: Aumenta a resistência à corrosão e o alongamento.

Aços de Baixa Liga

• Baixo teor de carbono (0,03% - 0,30%): Utilizados em aços estruturais, placas e chapas.
• Médio teor de carbono (0,35% - 0,55%): Utilizados em elementos de máquinas.