Desgaste por deslizamento - parte 2

1

Escopo -Nomenclatura – Ensaios

Equação de ARCHARD

Regimes de desgaste

– Moderado 2 > Severo (T1)

– Severo> Moderado 2 (T2)

Mecanismos

03 – Desgaste por deslizamento

2

03 – Desgaste por deslizamentoMecanismo de atrito

Figueroa

0 70 140

6

9

12

Har

dnes

s (G

Pa)

Depth (µm)

4h 16h 36h

5.7

3

Sliding radius (r)

Normal load (W)800 N

Friction force (F)Wear track

r = 12.5 mm

40 rpm

2000 rpm

Felt polishingwheel

Si3N4 ball(7.14 mm)

t = 8 h.L = 1440 m.T = 25 ºCU.R = 50 %.

03 – Desgaste por deslizamento

0,0 5,0x102 1,0x103 1,5x103

6

9

12

15 Q&T 4 hr 16 hr 36 hr

Wea

r tra

ck v

olum

e,

(mm

3 )

Sliding distance (m)

Tomando todos os pontos ou apenas os 4 últimos (“regime permanente” notar que elevando-se o tempo de nitretação diminuiu a taxa de desgaste

2*10-5,K<7*10-5

Moderado - Transição

4

03 – Desgaste por deslizamento

5

0,15

0,20

0,25

Fric

tion C

oeffi

cient

(dim

ensi

onal

ess

)

7 7,5

Sliding time (h)8

Restarted Test

End TestCycle of 5 min

03 – Desgaste por deslizamento

Sliding radius (r)

Normal load (W)800 N

Friction force (F)Wear track

r = 12.5 mm

40 rpm

2000 rpm

Felt polishingwheel

Si3N4 ball(7.14 mm)

t = 8 h.L = 1440 m.T = 25 ºCU.R = 50 %.

Os componentes do coeficiente de atrito são: deformação plástica, adesão e resistência devida ao tribo-filme. 3 componentes da força de atrito.

Modelo de atrito

6

■ Transição = f (tensões mecânicas, temperatura, oxidação = f (carga, velocidade))v

■ Tensões mecânicas◆ Carga normal → desgaste

por fadiga de contato◆ tensão de cisalhamento = f (coeficiente de atrito (µ) ))

✦ oxidação✦ lubrificação✦ deformação plástica

■ Oxidação◆ f = (temperatura)f◆ provoca transformação de

fase

03 – Desgaste por deslizamento

Grãos F e G

Inicia-se a deformação plástica

Deformação é maior no contato

Fratura do grão F en X,Y ou Z

Fractura do grão G en G’ e G’’

Remoção e transferência

Mecanismo de desgaste dominadopela deformação plástica

03 – Desgaste por deslizamento

8

■ Delaminação, (Suh, 1973)D

◆ Deformação plástica da

superfície - movimentação

das discordâncias

◆ Formação e propagação de

trincas paralelas à

superfície

◆ Partículas de desgaste

laminares

03 – Desgaste por deslizamentoMecanismo de desgaste dominado

pela deformação plástica

9

■ Kayaba (1979)K

◆ Formação e crescimento de junções

◆ Escorregamento sucessivo de material

◆ Formação e crescimento de trincas

◆ Transferência do material destacado

◆ Fragmentos de desgaste em forma de lâminas empilhadas

Mecanismo de desgaste dominadopela deformação plástica

03 – Desgaste por deslizamento

10

Kayaba, 1979

03 – Desgaste por deslizamento

Mecanismo de desgaste dominado pela deformação plástica

11

03 – Desgaste por deslizamento

■ Sasada, 1979

◆ Comportamento dos “fragmentos de transferência”

✦ adesão

✦ junção

✦ crescimento– encruamento

– oxidação

– destacamento

• Partículas laminares e irregulares

12

regiões sub-superficiais

Rice, Wert 1989?!

200 X

Camada fina, muito deformadaCamada fina, muito deformada

Região não deformadaRegião não deformada

03 – Desgaste por deslizamento

13Leite

O sulcamento do disco 570 ± 6 HV0,1

.pelo pino 255 ± 4 HV0,1

e identificado no disco por WDR, requer encruamento do material do pino (deformação plástica).

03 – Desgaste por deslizamentoMecanismo de desgaste dominado

pela deformação plástica

14

Direção de deslizamento

sulcamento

O sulcamento do disco pelo pino foi eliminado lixando-se o pino a cada duas voltas de ensaio

Disco

15

Mecanismo de desgaste dominadopela deformação plástica

Sem sulcamento!

950°C -e 1200°CT. F. J. Quinn; W. O. WinerT. F. J. Quinn; W. O. Winer :An Experimental Study of the “Hot-Spots” Occurring During the :An Experimental Study of the “Hot-Spots” Occurring During the Oxidational Wear of Tool Steel on Sapphire Oxidational Wear of Tool Steel on Sapphire (propriedades elásticas e térmicas similares a do aço)(

Mecanismo de desgaste dominado pela oxidaçãoModerado I x Moderado II

Fig. A - Superfície do pino 2 s.Ponto 100 µm

Fig. B - Superfície do pino 10 min. aço AISI M2 x aço AISI M2

Bernardes

Número das áreas super- aquecidas formadas durante o “ desgaste oxidativo””

Mecanismo de desgaste dominado pela oxidação

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MENDES, M.A. R. S. Estudo do desgaste de ferramentas com e sem revestimentos de filmes finos utilizadas em operações de estampagem. Exame de qualificação para mestrado. 2009

FARIAS, M.C.M., SOUZA, R.M., SINATORA, A. TANAKA, D.K. The influence of applied load,sliding velocity and martensitic transformation on the unlubricated sliding wear of austenitic stainless steels. Wear 263 (2007) 773-781

VIÁFRA.C.C, SINATORA, A. Influence of hardness of the harder body on wear regime transition in a sliding pair of steels. Wear 267 (2009) 425-432

LEITE, M.V., SINATORA, A. Método para caracterização tribológica do aço ABNT H 13 com topografia estruturada em condições de deslizamento a seco. 45º Seminário de Laminação, Processos e Produtos Laminados e Revestidos. 2008.

LEITE, M.V., FIGUEROA, C.A. BASSO, R.L.O. MEI, P.R. BAUMVOL, I.J.R. SINATORA, A. Wear mechanisms and microstruture relationship of AISI H 13 tool steel pulsed plasma nitriding 2009.

Referências03 - Desgaste por deslizamento