EFEITO DA SUBSTITUIÇÃO DE NÍQUEL POR
MANGANÊS NA RESISTÊNCIA AO DESGASTE DE
UM FERRO FUNDIDO BRANCO
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
Po o, 6 de Agos o de 2014
Disse ação ealizada po :
Rica do Almeida
P o esso o ien ado :
P o esso Ca los Sil a Ribei o
O ien ado na emp esa:
Engenhei o Ca los Dias
Disse ação:
I
Ag adecimen os
A ealização des e abalho não se ia possí el sem o con ibu o de algumas
pessoas e ins i uições, às quais sin o a necessidade de exp essa os meus mais
p o undos ag adecimen os.
P imei amen e, ao P o esso Ca los Sil a Ribei o, pela o ien ação p es ada,
pelos conselhos, pela paciência demons ada e ainda pela diligência com que semp e
a ou de odas as necessidades p á icas des e abalho, nomeadamen e no
es abelecimen o de con a os o a da Faculdade de Engenha ia.
Ao Engenhei o Ca los Dias, da emp esa C uz Ma ins & Wahl, Lda., não só pela
opo unidade de ealiza es e p oje o, mas ambém pela cedência de ma e ial
bibliog á ico, pela ajuda na in e p e ação de esul ados, pela cons an e p eocupação
com o desen ol imen o do abalho e pela o al disponibilidade que demons ou em
odos os momen os.
Ao Engenhei o Gonçalo Viei a, ambém da C uz Ma ins & Wahl, Lda., pelo
apoio e ajuda dados no deco e de odo o abalho e, p incipalmen e, pela amizade
com que o ez.
Ainda da C uz Ma ins & Wahl, Lda., ao S . Nelson Ca alho, pelo apoio p es ado
du an e os azamen os deco idos no CINFU.
Ao Engenhei o Fe nando Ba bosa, do CINFU, pela disponibilização do espaço e
equipamen os necessá ios à ealização dos azamen os.
Ao Dou o Filipe Oli ei a e ao Dou o Miguel Ângelo, do Depa amen o de
Engenha ia de Ma e iais e Ce âmica da Uni e sidade de A ei o, po me
disponibiliza em o equipamen o pa a a ealização dos ensaios de desgas e e osi o, e
po odo o acompanhamen o dado du an e os mesmos.
Ao Engenhei o Xa ie Coelho, da Moldami co, po me disponibiliza o
equipamen o de ele oe osão po io pa a o co e das amos as, sem quaisque
enca gos pa a mim, ou pa a qualque uma das en idades que eu ep esen a a.
Ao p o esso An ónio Mon ei o Bap is a, do DEM, pela disponibilização do
ibóme o u ilizado nos ensaios de mic oab asão po es e a o a i a, e pelo supo e
dado du an e os mesmos.
À p o esso a Lau a Ribei o, do DEMM, pela ajuda p es ada na in e p e ação das
mic oes u u as ob idas.
À Engenhei a Cláudia Lopes, do DEMM, pela disponibilidade e ajuda dada em
odas as a i idades p á icas deco idas no Depa amen o de Engenha ia Me alú gica e
de Ma e iais e, ainda, pelo aconselhamen o dado no deco e das mesmas.
II
Ao S . Rami o, ambém do DEMM, pela ajuda incansá el na p epa ação das
amos as pa a os di e en es ensaios a ealiza .
À Joana Ce quei a, po e c iado as condições necessá ias pa a a ealização e
conclusão des e cu so.
Á minha Lau a, pelo supo e emocional e pela mo i ação dada, pelo
companhei ismo e, acima de udo, po semp e ac edi a em mim e nas minhas
capacidades.
Ao meu cunhado, pelo companhei ismo, pela ajuda incansá el, pela
disponibilidade, pela comp eensão e, sob e udo, pela amizade incondicional.
À minha mãe e i mã, simplesmen e po udo.
Po im, à minha que ida a ó, que p esenciou o início des e p oje o, mas que
não pode p esencia o seu é mino, pelo ca inho, dedicação e amo , e pelos
ensinamen os que an o con ibuí am pa a a edi icação da pessoa que sou hoje.
A odos, o meu mais p o undo e sen ido ob igado.
III
Resumo
O p esen e abalho e e como obje i o analisa a in luência da subs i uição do
níquel po manganês, como elemen o aus eni izan e, no compo amen o ao desgas e
de um e o undido b anco p oduzido pela emp esa C uz Ma ins e Wahl, Lda. Es a
liga ap esen a, à empe a u a ambien e e no es ado b u o de undição, uma
mic oes u u a cons i uída po ca bone os M3C, ma ensi e e aus eni e esidual, que
lhe con e e ele ada esis ência ao desgas e.
Sendo o níquel conside a elmen e mais ca o que o manganês, p e endeu-se
encon a , com es e es udo, uma solução que pe mi isse eduzi os cus os da ma é ia-
p ima u ilizada no ab ico do ma e ial e e ido. Pa a o e ei o, o am ob idas, po
undição, ligas com eo es dis in os nes es elemen os, das quais o am e i adas
amos as pa a p ocede às di e sas a i idades expe imen ais comp eendidas nes e
abalho.
De o ma a ob e uma análise mais ampla e iá el, os ma e iais em es udo o am
sujei os a 3 mecanismos de desgas e dis in os, eco endo, pa a al, aos ensaios de
mic oab asão po es e a o a i a, de desgas e e osi o e de pino-sob e-disco. Com o
in ui o, an o de undamen a os esul ados ob idos nos ensaios an e io men e
e e idos, como de conhece o e ei o das a iações de composição química na
mic oes u u a das di e en es ligas, o am ambém ealizadas análises me alog á icas
e de EDS. Po im, o am e e uados ensaios de du eza e mic odu eza Vicke s, a im de
pode e i ica que co elações exis em en e es a p op iedade e a esis ência ao
desgas e dos ma e iais em es udo.
Com es e abalho oi possí el conclui que a subs i uição, o al ou pa cial, do
níquel po manganês (pa a as composições selecionadas) aca e a modi icações
mic oes u u ais que le am à diminuição da esis ência ao desgas e ab asi o e adesi o
do ma e ial. Es e compo amen o de e-se à meno e e i idade do manganês na
inibição da o mação de pe li e, que su ge nas mic oes u u as dos e os com os eo es
em níquel mais baixos. No en an o, no que espei a ao compo amen o ace ao
desgas e e osi o, es as ap esen am-se mais esis en es que o e o de e e ência.
De en e as ligas p o ó ipo em es udo, exis e uma cujo compo amen o ao
desgas e se ap oxima ao do e o undido de e e ência, sendo os esul ados ob idos
no deco e des e abalho su icien es pa a se a ança pa a um ensaio indus ial.
Pala as-cha e: e o undido b anco, esis ência ao desgas e, desgas e ab asi o,
desgas e e osi o, desgas e adesi o, níquel, manganês, aus eni e esidual, pe li e,
ma ensi e, ca bone os.

IV
Abs ac
The p esen s udy aimed o analyze he in luence o he subs i u ion o nickel
by manganese, as aus eni izing elemen , on he wea beha io o a whi e cas i on
p oduced by he company C uz Ma ins e Wahl, Lda. This alloy p esen s, a oom
empe a u e and in he as-cas condi ion, a mic os uc u e consis ing o M3C ca bides,
ma ensi e and esidual aus eni e, which p o ides high wea esis ance.
Being nickel conside ably mo e expensi e han manganese, i was in ended o
ind, wi h his s udy, a solu ion ha educes he cos o aw ma e ials used in he
manu ac u e o his speci ied ma e ial. To his end, we e ob ained, by cas ing, alloys
wi h di e en con en s on hese elemen s, om which samples we e aken o pe o m
he a ious expe imen al ac i i ies included in his wo k.
In o de o ob ain a la ge and eliable analysis, es ma e ials we e subjec ed
o h ee di e en wea mechanisms, using o ha ball c a e ing es s, e osion es s
by solid pa icle impingemen and pin-on-disk es s. Wi h he in en ion, bo h o
subs an ia e he esul s ob ained in he e e ed es s, as ei he o know how he e ec
o he a ia ions in he chemical composi ion a ec he mic os uc u e o di e en
alloys, me allog aphic and EDS analyzes we e also pe o med. Finally, Vicke s ha dness
and mic oha dness es s we e pe o med in o de o e i y which co ela ions exis
be ween his p ope y and he wea esis ance o he s udied ma e ials.
Wi h his wo k i was concluded ha he eplacemen , o al o pa ial, o nickel
by manganese ( o selec ed composi ions) causes changes in he mic os uc u e ha
lead o a dec eased esis ance o ab asi e and adhesi e wea o he ma e ial. This
beha io is due o diminished e ec i eness o manganese o inhibi he o ma ion o
pe li e, which a ises in he mic os uc u es o i ons wi h he lowes le els o nickel.
Howe e , wi h espec o beha io agains e osion esis ance, hey a e o en mo e
esis an han he e e ence i on.
O all he p o o ipe alloys in s udy, he e is one wich wea beha iou is mo e
simila o he cas i on o e e ence, being he esul s ob ained in his wo k su icien
o p oceed o an indus ial es .
Key-wo ds: whi e cas i on, wea esis ance, ab asi e wea , e osi e wea , adhesi e
wea , nickel, manganese, esidual aus eni e, pea li e, ma ensi e, ca bides.
V
Índice
Ag adecimen os ............................................................................................................................. I
Resumo ......................................................................................................................................... III
Abs ac ........................................................................................................................................ IV
Índice ............................................................................................................................................. V
Índice de igu as .......................................................................................................................... VII
Índice de abelas .......................................................................................................................... IX
1 - Mo i ação e obje i o ............................................................................................................... 1
2 - In odução ................................................................................................................................ 1
2.1 - Fe os ligados ao Ni-C (Ni-Ha d) ...................................................................................... 3
2.1.1 - P ocessamen o – Mic oes u u a - Desempenho ...................................................... 3
2.1.2 - Resis ência ao desgas e ........................................................................................... 10
2.2 - Desgas e .......................................................................................................................... 15
2.2.1 - Desgas e ab asi o .................................................................................................... 16
2.2.2 - Desgas e e osi o ...................................................................................................... 16
2.2.3 - Desgas e adesi o ...................................................................................................... 17
2.3 - Ensaios de desgas e ........................................................................................................ 18
2.3.1 Ensaio de mic oab asão po es e a o a i a .............................................................. 18
2.3.2 – Ensaio de Desgas e E osi o ..................................................................................... 20
2.3.3 - Ensaio pino-sob e-disco ........................................................................................... 21
3 - P ocedimen o Expe imen al ............................................................................................. 22
3.1 - Ma e iais ......................................................................................................................... 22
3.2 – Fusão e Vazamen o ........................................................................................................ 22
3.3 – Análise Me alog á ica ..................................................................................................... 24
3.3.1 – Análise me alog á ica quali a i a ............................................................................ 24
3.3.2 - Análise me alog á ica quan i a i a .......................................................................... 24
3.4 – Ensaios de du eza ........................................................................................................... 25
3.5 – Ensaios de desgas e ........................................................................................................ 25
VI
3.5.1- Ensaio de mic oab asão po es e a o a i a ............................................................. 25
3.5.2 – Ensaio de desgas e e osi o ..................................................................................... 27
3.5.3 – Ensaio pino-sob e-disco .......................................................................................... 28
3.6 – Análise EDS ..................................................................................................................... 29
4 – Análise e discussão dos esul ados .................................................................................. 30
4.1 – Análise me alog á ica ..................................................................................................... 30
4.2 – Análise EDS ..................................................................................................................... 34
4.3 - Du eza ............................................................................................................................. 37
4.4 - Compo amen o ao desgas e .......................................................................................... 38
4.4.1 – Desgas e ab asi o .................................................................................................... 38
4.4.2 – Desgas e e osi o ..................................................................................................... 41
4.4.3 – Desgas e adesi o ..................................................................................................... 43
5 - Conclusões ............................................................................................................................. 45
6 – Suges ões pa a abalhos u u os ......................................................................................... 47
7 - Bibliog a ia ............................................................................................................................. 48
8 – Anexo – Cálculo empí ico da FVC .......................................................................................... 51
VII
Índice de igu as
Figu a 1 - E ei o dos elemen os de liga na empe a u a eu éc ica pa a os sis emas es á el e
me aes á el [3]. ............................................................................................................................ 4
Figu a 2 – E ei o do eo de ca bono na esis ência ao impac o de um e o undido b anco [2].
....................................................................................................................................................... 5
Figu a 3 – E ei o de di e en es elemen os de liga, e da sua concen ação, na empe a u a
eu ec óide do diag ama de equilíb io Fe-C [3]. ............................................................................ 7
Figu a 4 - Mic oes u u a de um e o undido Ni-Ha d onde é possí el isualiza dend i es de
aus eni e esidual (a cinzen o cla o), ma ensi e acicula (agulhas a escu o no in e io das
dend i es) e ca bone os do ipo M3C (a b anco). Imagem ob ida po mic oscopia ó ica [12]. .... 8
Figu a 5 – Mo ologia dos ca bone os do ipo M3C. Imagem ob ida po SEM [3]. ....................... 9
Figu a 6 - Ma ensi e de mo ologia acicula [3]. ....................................................................... 10
Figu a 7 - Resis ência à ab asão em unção da mac odu eza, pa a di e en es e os undidos
b ancos [16] ................................................................................................................................ 11
Figu a 8 - Va iação da axa de e osão em unção da ação olúmica de ca bone os pa a
condições de e osão a) sua es; b) se e as [22]. ......................................................................... 13
Figu a 9 - Massa pe dida em unção da ca ga aplicada pa a dois e os undidos b ancos
dis in os: CWCI) e o con encional; MWCI) e o modi icado [25]. .......................................... 14
Figu a 10 - Mecanismos de desgas e ab asi o: a) co e; b) a u a; c) adiga; d) a ancamen o de
g ãos [27]. ................................................................................................................................... 16
Figu a 11 – In luência do ângulo de p ojeção do e oden e na axa de e osão de dois ma e iais
dis in os [30]. .............................................................................................................................. 17
Figu a 12 - Fissu ação causada po desgas e adesi o [28]. ........................................................ 17
Figu a 13 – Esquema de um ibóme o u ilizado em ensaio de mic oab asão po es e a o a i a
[34]. ............................................................................................................................................. 19
Figu a 14 - Calo es es é icas p oduzidas po es e as a) deg adadas; b) bom es ado [31]. ........ 19
Figu a 15 – Esquema ilus a i o do ensaio pino-sob e-disco [37]. ............................................. 21
Figu a 16 - À esque da encon a-se o o no u ilizado na usão da ca ga; à di ei a, as moldações
em a eia au o-seca i a u ilizadas pa a aza as di e en es ligas. ............................................... 23
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
3
aquando da escolha do ma e ial a aplica . Des a o ma, os e os undidos b ancos
esis en es ao desgas e são u ilizados na p odução de inje o es e odas den adas pa a
mo o es, lâminas pa a a mis u a de be ão, ma elos e bolas de moinho pa a a indús ia
minei a, componen es pa a amolado es e bombas p opulso as e, ainda, na p odução
de olos de laminagem [3].
2.1 - Fe os ligados ao Ni-C (Ni-Ha d)
Os e os undidos ligados ao Ni-C pe encem à classe dos e os undidos
b ancos de al a liga. Es es são come cialmen e designados po Ni-Ha d, de ido ao ac o
de u iliza em o níquel como p incipal elemen o pa a p omo e a empe abilidade do
e o [3]. Ca a e izam-se pela sua ele ada du eza e esis ência, no es ado de b u o
undição, e pela possibilidade de se em a ados e micamen e a baixas empe a u as,
o que é bas an e an ajoso quando se p e ende impo es e ipo de a amen o a
undidos de g andes dimensões [2]. Con udo, endo em con a que os e os Ni-Ha d
possuem uma g ande a iedade de composições químicas ( ide abela 1 – classe I),
es es ap esen am p op iedades mecânicas e ibológicas bas an e dis in as en e eles,
não sendo co e o a i ma a exis ência de um Ni-Ha d ípico [3].
2.1.1 - P ocessamen o – Mic oes u u a - Desempenho
A elação p ocessamen o – mic oes u u a – desempenho possui um papel
undamen al na á ea da undição. Exis em inúme as condições de p ocessamen o que
a e am a mic oes u u a de um de e minado ma e ial, mic oes u u a es a que de ine
as p op iedades do mesmo e, consequen emen e, o seu desempenho quando em
se iço [5].
Uma des as condições é a elocidade de a e ecimen o. No caso dos e os Ni-
Ha d, como na gene alidade dos e os b ancos, são u ilizadas axas de a e ecimen o
ele adas com o in ui o de le a o ma e ial a solidi ica segundo a e são me aes á el
do diag ama de equilíb io. Des a o ma, p omo e-se a o mação de ca bone os
eu éc icos, em de imen o da g a i e. Po ou o lado, elocidades de a e ecimen o
ele adas p omo em a o mação de ma ensi e e a e enção da aus eni e à empe a u a
ambien e, possuindo es as ases um papel de ele ada impo ância nas p op iedades
ão especí icas dos e os Ni-Ha d. No en an o, ainda que seja possí el ob e uma
mic oes u u a comple amen e isen a de g a i e, ou uma ma iz e osa con endo
ma ensi e, apenas con olando a elocidade de a e ecimen o, nem semp e é ácil
azê-lo [3,6].

E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
4
Ou a o ma de ob e a mic oes u u a p e endida passa pela adição de
elemen os de ligas. Na igu a 1 é possí el isualiza o e ei o des es elemen os na
empe a u a eu éc ica de ambos os sis emas (es á el e me aes á el) [2].
Como é possí el e i ica a a és da igu a 1, os elemen os que mais po enciam
a solidi icação segundo a e são me aes á el são o c ómio, o i ânio e o anádio. Es e
enómeno de e-se ao ac o des es elemen os p omo e em o deslocamen o das eações
eu éc icas, es á el e me aes á el, pa a empe a u as in e io es e supe io es,
espe i amen e [3].
O c ómio, dos elemen os an e io men e mencionados, ap esen a-se como o
maio es abilizado da es u u a de ca bone os exis en es nos e os Ni-Ha d, dado que
é o que possui maio solubilidade nos mesmos [3]. Po conseguin e, quan o maio o
o eo des e elemen o no e o, maio se á a po ção de ca bone os o mados e,
consequen emen e, maio se á a du eza do ma e ial e a sua esis ência ao desgas e
[1,2,3,4]. Po ou o lado, o c ómio con a ia o pode g a i izan e do níquel,
possibili ando, assim, que es e elemen o possa se adicionado ao e o sem que oco a
o apa ecimen o de g a i e [1,3,4].
Pa a baixos eo es de c ómio, os ca bone os o mados são do ipo M3C (Ni-Ha d
do ipo I e II). Con udo, quando o eo em c ómio é supe io ( ide abela 1 – classe I,
ipo D), os ca bone os que se o mam são do ipo M7C3, apa ecendo es es apenas nos
e os Ni-Ha d 4 [3,7]. Es es dois mic ocons i uin es ap esen am ca a e ís icas
dis in as que se ão abo dadas pos e io men e nes e capí ulo.
Figu a 1 - E ei o dos elemen os de liga na empe a u a
eu éc ica pa a os sis emas es á el e me aes á el [3].
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
5
No que espei a ao ca bono, al como no caso do c ómio, quan o maio o o
seu eo , maio é a po ção de ca bone os eu éc icos p esen es no e o. Po
conseguin e, maio se á a du eza e a esis ência ao desgas e do mesmo. Toda ia, o
ma e ial o na-se mais ágil [2,3]. Na igu a 2 é possí el isualiza a e olução da
enacidade ao impac o com a a iação do eo em ca bono [2].
É possí el p e e , de o ma empí ica, a quan idade de ca bone os que o e o
ap esen a, segundo a seguin e equação [2]:
F ação de ca bone os (%) = 12,33(%C) + 0,55(%C ) – 15,2 (1)
O níquel, nes e ipo de e os, em como p incipal unção sup imi a o mação
de pe li e, po enciando, assim, a o mação de ma ensi e. Es e elemen o aumen a o
empo necessá io pa a a nucleação e c escimen o da pe li e, eduzindo a sua ciné ica
de ans o mação. Po conseguin e, oco e um abaixamen o da empe a u a à qual
oco e a eação eu ec óide, deslocando-se es a pa a empe a u as in e io es a Ms, o
que conduz à ans o mação da aus eni e em ma ensi e [3].
Po ou o lado, eo es supe io es de níquel p o ocam o deslocamen o de Ms e,
consequen emen e, M , pa a empe a u as in e io es, podendo es a úl ima encon a -
se abaixo da empe a u a ambien e. Des a o ma, nem oda a aus eni e se ans o ma
em ma ensi e, o que le a a que o e o possua na sua mic oes u u a po ções de
aus eni e esidual [3,7]. Con udo, es a ca a e ís ica não é exclusi a do níquel,
exis indo ou os elemen os de liga, ais como o C, o C , o Mn e o Mo, que ambém
p o ocam o deslocamen o de Ms pa a empe a u as in e io es. Po sua ez, o e ei o
Figu a 2 – E ei o do eo de ca bono na enacidade ao impac o de um e o
undido b anco [2].
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
6
que cada um possui nes a empe a u a não é o mesmo. Po exemplo, o manganês em
uma in luência 2 ezes supe io à do níquel, no abaixamen o de Ms. De en e os
elemen os mencionados, o ca bono é o que possui maio in luência no abaixamen o
des a empe a u a [3].
Os eo es de níquel necessá ios pa a inibi a o mação de pe li e são
p opo cionais às dimensões do undido. Is o é, pa a secções de meno espessu a, é
necessá io um meno eo des e elemen o pa a que a o mação de pe li e seja
sup imida. Na abela 2 é possí el isualiza os eo es em níquel ecomendados pa a a
p odução dos e os Ni-Ha d I e II, em unção da espessu a da sua secção [3].
Tabela 2 - Valo es de níquel ecomendados, pa a os Ni-Ha d I e II, em unção da espessu a da sua secção
[3].
Espessu a da
secção (mm)
Ni-Ha d I (% Ni)
Ni-Ha d II (% Ni)
A eia
Coquilha
A eia
Coquilha
<12
3,8
3,3
4,0
3,5
12-25
4,0
3,6
4,2
3,8
25-50
4,2
3,9
4,4
4,1
50-75
4,4
4,2
4,6
4,4
75-100
4,6
4,5
4,8
4,8
>100
4,8
4,8
5,0
5,0
O manganês possui um e ei o semelhan e ao do níquel. Di e en es es udos
comp o am que, com o aumen o do eo des e elemen o, a gama de empe a u as às
quais oco em as eações eu ec óide e de o mação da ma ensi e dec escem, le ando
a um aumen o da aus eni e esidual p esen e na mic oes u u a do e o à empe a u a
ambien e [8, 9].
Apesa de ambos se em elemen os gamagéneos, o níquel ap esen a um maio
pode aus eni izan e, compa a i amen e com o manganês. Es e enómeno de e-se ao
ac o des e úl imo, du an e a solidi icação da liga, se dissol e p e e encialmen e nos
ca bone os, sendo que apenas a po ção es an e se encon a na ma iz. Po sua ez, o
níquel dissol e-se maio i a iamen e na ma iz, possuindo um maio e ei o no
abaixamen o da empe a u a eu ec óide, em compa ação com o manganês [10]. Es a
a iação é pe ce í el a a és da análise no g á ico da igu a 3, onde é possí el
isualiza o e ei o de di e en es elemen os de liga na empe a u a eu ec óide do
diag ama de equilíb io Fe-C [3].
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
7
A dis ibuição des es dois elemen os oco e de ido à seg egação que os mesmos
so em du an e a solidi icação do e o undido. Aquando da o mação e c escimen o
dend í ico da aus eni e (p ó-eu éc ica ou eu éc ica), elemen os como o C, C e ou os
elemen os com o e endência a o ma ca bone os (Mo, W, V e Nb) são ejei ados e
seg egados pa a o líquido. Ainda que o manganês se dissol a p e e encialmen e nos
ca bone os, es e elemen o não ap esen a uma o e endência pa a a sua o mação
(compa a i amen e com os elemen os an e io men e mencionados), o que le a a que
es e seja, apenas, pa cialmen e seg egado pela aus eni e. O níquel, po sua ez, é
quase o almen e ejei ado pelos ca bone os aquando da sua o mação, o que le a a
que es e elemen o se encon e maio i a iamen e dissol ido na ma iz [3].
O silício é um agen e g a i izan e, logo eo es ele ados des e elemen o de em
se esc upulosamen e e i ados nos e os undidos esis en es à ab asão. Toda ia, es e
elemen o de e-se encon a p esen e nes e ipo de ma e iais, ainda que em meno es
quan idades, uma ez que inibe o apa ecimen o de de ei os de undição [3,11].
A mic oes u u a dos e os Ni-Ha d a ia consoan e o ipo de e o undido. Os
Ni-Ha d do ipo 1 e 2 ap esen am uma mic oes u u a, no es ado b u o de undição,
cons i uída po uma ma iz e osa con endo aus eni e esidual e ma ensi e,
ci cundada po uma ede de ca bone os me álicos do ipo M3C. Em ce os casos, quando
a elocidade de a e ecimen o e o eo em níquel são bas an e baixos, é ainda possí el
obse a a exis ência de pe li e nes e ipo de ligas. Na igu a 4 é possí el isualiza
uma mic oes u u a ípica dos e os Ni-Ha d ipo I e II [3].
Figu a 3 – E ei o de di e en es elemen os de liga, e da sua
concen ação, na empe a u a eu ec óide do diag ama de
equilíb io Fe-C [3].
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
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Nos e os do ipo Ni-Ha d 4, a ma iz é igualmen e cons i uída po aus eni e
esidual e ma ensi e. A p incipal di e ença en e es a subclasse de e os e os das
subclasses 1 e 2 eside no ipo de ca bone os eu éc icos o mados, como oi e e ido
an e io men e. Nos Ni-Ha d 4, o mam-se ca bone os M7C3, de i ado ao maio eo em
c ómio da liga [3].
Es equiome icamen e alando, os ca bone os M3C são cons i uídos po 3
á omos de me al e um á omo de ca bono. Os á omos me álicos são, ge almen e, de
e o, podendo es es se subs i uídos, o al ou pa cialmen e, po c ómio, manganês ou
molibdénio. No que espei a à sua mo ologia, es es são compos os po lamelas inas
( ide igu a 5), independen emen e da composição do e o (hipoeu éc ica, eu éc ica
ou hipe eu éc ica). Fo mam, en e eles, uma ede con ínua, dispe sa pela es u u a
do ma e ial, o que o na a liga mais ágil e, consequen emen e, menos enaz. Nos
e os undidos b ancos pe lí icos e nos Ni-Ha d 1, es es podem a ingi uma ação
olúmica na o dem dos 40 %. Ao ní el da du eza, es es ap esen am alo es en e os
800 e os 1100 HV [2,3].
Figu a 4 - Mic oes u u a de um e o undido Ni-Ha d onde é
possí el isualiza dend i es de aus eni e esidual (a cinzen o cla o),
ma ensi e acicula (agulhas a escu o no in e io das dend i es) e
ca bone os do ipo M3C (a b anco). Imagem ob ida po mic oscopia
ó ica [12].

E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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Os ca bone os do ipo M7C3 possuem uma mo ologia dis in a dos an e io es.
Es es su gem na o ma de ba as ou lâminas, ap esen ando uma di eção de c escimen o
dominan e ao longo do seu eixo. Es e c escimen o, no caso dos e os hipoeu éc icos
e eu éc icos, encon a-se con inado a uma célula eu éc ica. Con udo, nos e os
hipe eu éc icos, al não acon ece, o que le a ao apa ecimen o de ca bone os de
maio es dimensões [3].
Os ca bone os des e ipo são mais du os que os do ipo M3C, ap esen ando
du ezas na o dem dos 1100-1800 HV. Toda ia, os e os con endo ca bone os do ipo
M7C3 ap esen am-se mais enazes, compa a i amen e com os Ni-Ha d do ipo 1 e 2,
is o que a ede o mada pelos mesmos é descon ínua [3].
No que diz espei o à ma iz des es e os, es a é cons i uída po ma ensi e e
aus eni e esidual, como oi e e ido an e io men e. A ma ensi e su ge na o ma
acicula ( ide igu a 6), sendo ob ida no es ado b u o de undição a a és de
a e ecimen os ápidos do banho, e/ou da adição de elemen os de liga, como e e ido
an e io men e. As agulhas de ma ensi e encon am-se no seio das dend i es de
aus eni e esidual [3].
A du eza des a ase é in luenciada pela dis o ção da sua es u u a c is alina
( e agonal de co po cen ado), sendo es a an o maio , quan o maio o o eo em
ca bono do e o. Uma es u u a dis o cida o e ece maio esis ência ao mo imen o
das deslocações, le ando a um aumen o de du eza des a ase. Sendo assim, a du eza
pode a ia en e os 300 e os 900 HV [3].
Figu a 5 – Mo ologia dos ca bone os do ipo M3C.
Imagem ob ida po SEM [3].
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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A aus eni e esidual ap esen a-se, à empe a u a ambien e, na o ma de
dend i es, com uma es u u a cúbica de aces cen adas. No que espei a à du eza,
es a encon a-se comp eendida en e os 250 e os 500 HV, dependendo es e alo do
ipo e quan idade de elemen os de liga que se encon am dissol idos nes a ase. Es a
a iação da du eza em unção dos elemen os dissol idos de e-se à ins abilidade ou
me aes abilidade da aus eni e esidual à empe a u a ambien e. Is o é, quando uma
iden ação é ei a, a aus eni e é de o mada plas icamen e ans o mando-se em
ma ensi e. A po ção de aus eni e ans o mada é an o maio quan o maio o a sua
ins abilidade à empe a u a ambien e [3].
Rela i amen e à enacidade à a u a, es a ap esen a um compo amen o
c escen e com o aumen o da po ção de aus eni e esidual p esen e nos e os undidos.
Es a condição de e-se, po um lado, à necessidade de maio ene gia pa a que oco a
a nucleação de issu as na aus eni e e, po ou o, à baixa elocidade de p opagação
das mesmas issu as nes a ase, compa a i amen e com ases mais ágeis [13].
2.1.2 - Resis ência ao desgas e
É ge almen e assumido que as p op iedades ibológicas de um ma e ial são
in ei amen e unção da mac odu eza do mesmo. Ainda que seja uma boa ap oximação,
es a elação não de e se omada como ce a e exclusi a quando se p e ende a alia
a esis ência ao desgas e de um dado ma e ial, exis indo ou os pa âme os a
conside a . Is o po que a esis ência ao desgas e de um ma e ial não é uma
p op iedade in ínseca do mesmo, dependendo do sis ema de desgas e que lhe é
impos o e das condições que lhe são ine en es [7,14].
Figu a 6 - Ma ensi e de mo ologia
acicula [3].
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esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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Po ou o lado, exis em di e en es mecanismos de desgas e (abo dados com
maio po meno no p óximo capí ulo), podendo o ma e ial possui di e en es espos as
median e o mecanismo ao qual é sujei o. Des a o ma, exis e ainda alguma ince eza
no que diz espei o à in luência da mic oes u u a na esis ência ao desgas e dos e os
undidos b ancos de al a liga, nomeadamen e no e ei o que a ma iz possui sob e es a
p op iedade [3].
M. E. Ga be e al [15] es uda am o e ei o da mic oes u u a na esis ência à
ab asão de á ios e os undidos b ancos de al a liga. No sen ido de a ia o ipo e a
ação olúmica dos ca bone os p esen es nas amos as, o am ensaiados ao desgas e
ligas com di e en es eo es de c ómio. Os esul ados ob idos com es e es udo
pe mi i am conclui que a esis ência à ab asão é an o maio , quan o maio o a
mic odu eza dos ca bone os, is o que os e os undidos que possuíam ca bone os do
ipo M7C3 mos a am-se mais esis en es, compa a i amen e com as ligas que apenas
possuíam ca bone os do ipo M3C. O mesmo g upo de in es igado es concluiu, ainda,
que pa a o mesmo ipo de ca bone os, a esis ência à ab asão e a an o maio quan o
maio osse a ação olúmica dos mesmos [15]. Es udos semelhan es execu ados po
ou os g upos de in es igado es, em di e sos ipos de e os undidos b ancos,
pe mi i am chega às mesmas conclusões ela i amen e à in luência dos ca bone os na
esis ência ao desgas e ab asi o [13,14].
Na mesma a i idade expe imen al, M. E. Ga be e al e i ica am não exis i
uma co elação linea en e a mac odu eza e a esis ência à ab asão dos espécimes
ensaiados [15]. K. S. Al-Rubaie [16] chegou às mesmas conclusões em ensaios
ealizados a di e en es ipos de e os undidos b ancos ( ide igu a 7) [16]. Es e
enómeno pode se explicado pelas al e ações es u u ais que a ma iz do e o undido
so e no deco e dos ensaios, de ido à de o mação que lhe é impos a, an o como
pela a iação das condições dos ensaios emp egues, nomeadamen e da du eza do
ab asi o [3,15].
Figu a 7 - Resis ência à ab asão em unção da mac odu eza,
pa a di e en es e os undidos b ancos [16]
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
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Exis e alguma in o mação con adi ó ia no que diz espei o à in luência da
ma iz e osa na esis ência ao desgas e ab asi o nes e ipo de ligas. O. N. Dogan e
al [17] es uda am o e ei o de di e en es ipos de ma iz no compo amen o ao desgas e
de 3 e os Ni-Ha d. Pa a al, o am ensaiadas amos as (ensaio de desgas e po pino
ab asi o) com di e en es composições químicas, no es ado de b u o undição e após
a amen o é mico, no sen ido de ob e ma izes dis in as sem al e a a es u u a de
ca bone os. Os esul ados ob idos pe mi i am conclui que as modi icações sen idas ao
ní el da ma iz não a e a am a esis ência à ab asão das ligas es udadas [17].
Toda ia, g ande pa e da bibliog a ia consul ada de ende que a ma iz
desempenha, ambém ela, um papel impo an e na esis ência à ab asão dos e os
undidos b ancos. Uma ma iz ma ensí ica ap esen a uma maio esis ência
compa a i amen e com ma izes pe lí icas ou aus ení icas. Es e a o ad ém da sua
maio du eza, compa a i amen e com as es an es ases an e io men e enunciadas
[3,18]. No en an o, di e sos au o es de endem que uma ma iz ma ensí ica-
aus ení ica, con endo aus eni e me aes á el, ap esen a uma esis ência à ab asão
semelhan e e, po ezes, supe io , à esis ência ap esen ada po uma ma iz
exclusi amen e ma ensí ica. A me aes abilidade da aus eni e à empe a u a
ambien e pe mi e que es a, quando sujei a a uma o ça, se ans o me em ma ensi e
de ido à de o mação que lhe é impos a [14, 15, 19, 20]. Sendo assim, é possí el ob e
e os undidos que ap esen em maio enacidade à a u a (que lhes é con e ida pela
exis ência de aus eni e esidual) sem que oco a uma pe da signi ica i a das suas
p op iedades ibológicas [3].
K. H. Zuhm-Gah [21] suge e algumas azões pa a que a exis ência de aus eni e
esidual na mic oes u u a dos aços, e a sua consequen e ans o mação em
ma ensi e, bene iciem a esis ência à ab asão des es ma e iais. Segundo o au o , es a
ans o mação de ase le a a um aumen o local da du eza, o que e a da o c escimen o
de issu as abaixo da supe ície do ma e ial. Po ou o lado, o mesmo in es igado
p opõe que o apa ecimen o de ensões de comp essão à supe ície, causado pela
expansão olúmica ine en e à ans o mação sup aci ada, inibem o apa ecimen o de
issu as. Zuhm-Gah suge e ainda que, is o que a ma ensi e se o ma exclusi amen e
à supe ície, as issu as que se possam o ma e ão maio di iculdade em pene a na
aus eni e que se encon a po baixo [21].
É impo an e conside a que a quan idade de aus eni e me aes á el que se
ans o ma em ma ensi e é p opo cional ao g au de de o mação que es a so e. Sendo
assim, condições de desgas e dis in as podem le a a di e en es espos as, po pa e
do mesmo ma e ial [14,15,20].
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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Exis em di e sos pa âme os que de em se esc upulosamen e con olados
du an e o ensaio, ais como a elocidade de o ação e o núme o de o ações da es e a,
a ca ga aplicada, a concen ação da solução ab asi a e a elocidade a que a mesma é
debi ada en e a es e a e o p o e e [31, 34]. Sendo a esis ência ao desgas e uma
espos a do ma e ial ao ambien e em que se encon a, e não uma p op iedade
in ínseca do ma e ial, pequenas al e ações dos pa âme os do ensaio podem le a a
esul ados di e gen es, pa a o mesmo ma e ial [3,32].
O es ado supe icial das es e as u ilizadas ambém possui in luência sob e o
ensaio. Es e as deg adadas, ap esen ando sulcos à supe ície, êm endência a p oduzi
calo es alongadas na zona equa o ial, o que comp ome e a c edibilidade dos esul ados
ob idos. Na igu a 14 é possí el obse a a di e ença en e as calo es p oduzidas po
a) es e a deg adada e b) es e a em bom es ado [31].
Figu a 13 – Esquema de um ibóme o u ilizado em
ensaio de mic oab asão po es e a o a i a [34].
Figu a 14 - Calo es es é icas p oduzidas po es e as a) deg adadas;
b) bom es ado [31].

E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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O olume desgas ado V (mm3) pode se elacionado com a dis ância o al de
esco egamen o S (m) e a ca ga aplicada N (N) aplicada du an e o ensaio, segundo a
equação de A cha d [34]:
V = Ks x S x N (2)
Em que Ks co esponde à axa de desgas e (m3.(N.m)-1) so ida pelo ma e ial.
Po ou o lado, o olume desgas ado pode ambém se calculado a pa i do diâme o
b ou da p o undidade h da calo e es é ica esul an e do ensaio [34]:
V = 𝝅𝑏4
𝟔𝟒𝑹 , pa a b << R (3)
V = π h2R , pa a h << R (4)
2.3.2 – Ensaio de Desgas e E osi o
O ensaio de desgas e e osi o é uma o ma de a alia a esis ência de um
de e minado ma e ial a es e mecanismo de desgas e. As condições pa a a ealização
des e es e encon am-se pad onizadas na no ma ASTM G 76 – 04 (S anda d Tes
Me hod o Conduc ing E osion Tes s by Solid Pa icle Impingmen Using Gas Je s).
Segundo a mesma, es e ensaio consis e na p ojeção de pa ículas ab asi as, en ol as
num gás, con a a supe ície do ma e ial a ensaia [35].
A e e ida no ma especi ica di e sos pa âme os ela i os ao ensaio. O ab asi o
u ilizado de e consis i em pa ículas angula es de alumina de 50 µm, sendo es as
p oje adas a uma elocidade de 30 ± 2 m.s-1. Quan o à du ação, o ensaio de e deco e
du an e 10 minu os, sendo que a axa de alimen ação das pa ículas de e se de 2,0 ±
0,5 g.min-1. Po im, o ângulo comp eendido en e o inje o de pa ículas e a supe ície
do ma e ial de e se de 90 ± 2 º. É ainda de salien a que pa a que o ensaio seja e icaz,
a ugosidade supe icial da supe ície a ensaia não de e excede 1 µm [35].
A axa de e osão pode se ob ida a a és da equação 5 [35]:
Taxa de e osão (mg/kg)= Massa pe dida (mg)
Massa de e oden e (kg) (5)
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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2.3.3 - Ensaio pino-sob e-disco
O ensaio de desgas e pino-disco é um dos mé odos mais u ilizados pa a a alia
o desgas e adesi o dos ma e iais. Nes e ensaio, o pino, ge almen e uma es e a de um
ma e ial de ele ada du eza, é posicionado pe pendicula men e sob e o disco do
ma e ial a ensaia , encon ando-se em con ac o com o mesmo ( ide igu a 15). De
seguida, um dos componen es (pino ou disco) ai inicia um mo imen o gi a ó io que
le a á à pe da de ma e ial da espécie a ensaia . Findo o ensaio, os esul ados ob idos
são epo ados em olume pe dido (mm3) ou em quan idade de massa pe dida (g) em
unção da dis ância de deslizamen o [36,37].
Os pa âme os a es abelece pa a a ealização do ensaio são:
 Velocidade de o ação;
 Dis ância de esco egamen o;
 Ca ga a aplica ;
 Tempe a u a de ensaio [37].
Figu a 15 – Esquema ilus a i o do ensaio
pino-sob e-disco [37].
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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3 - P ocedimen o Expe imen al
3.1 - Ma e iais
A liga D3, p oduzida exclusi amen e na C uz Ma ins & Wahl, é um e o undido
b anco hipoeu é ico o emen e ligado, u ilizado no ab ico de componen es que, em
se iço, são sujei os a es o ços de desgas e. Es a liga ap esen a uma mic oes u u a
cons i uída po uma ma iz aus ení ica, com po ções de ma ensi e es igiais, e po
ca bone os do ipo M3C. Quan o à sua du eza, es a onda os 600 HV.
Com o in ui o de a alia o e ei o da subs i uição, o al ou pa cial, do níquel
po manganês na esis ência ao desgas e do ma e ial, o am p oduzidas, po p ocessos
con encionais de undição, 3 ligas dis in as possuindo di e en es eo es des es
elemen os. A composição química dos e os p oduzidos encon a-se na abela 3.
Tabela 3 - Composições químicas dos di e en es e os es udados.
Ligas
Composição química (% peso)
C
Mn
Si
Ni
C
Mo
P
D3
3,79
0,78
0,610
2,38
4,31
0,008
0,017
A1
3,59
3,45
0,511
0,13
4,58
0,006
0,023
A2
3,75
3,49
0,508
0,45
4,26
0,004
0,020
A3*
-
-
-
-
-
-
-
* - po ques ões de con idencialidade, a composição química des a liga não pode se di ulgada
Como é pe ce í el a a és da obse ação da abela 2, en ou-se man e o eo
em manganês cons an e pa a as 3 ligas es udadas, azendo-se a ia o eo em níquel
das mesmas. No que espei a aos es an es elemen os, os seus eo es são semelhan es
aos do e o undido D3, de o ma a se possí el analisa apenas a in luência das
a iações em níquel e manganês nas suas p op iedades, em compa ação com as
p op iedades do e o p oduzido pela emp esa.
3.2 – Fusão e Vazamen o
A usão das di e en es ca gas oi ealizada no CINFU, eco endo a um o no de
10 kg de capacidade ( ide igu a 16). Du an e o p ocesso de usão, a empe a u a do
banho oi con olada eco endo a um e mopa . Pa a con ola a composição química
do mesmo, o am e i adas amos as an es de se p ocede ao azamen o, sendo es as
analisadas num espec óme o de emissão au omá ica po aísca elé ica. Es as
amos as necessi a am de se e i icadas, de modo a que a sua ugosidade supe icial
não a e asse as lei u as ei as pelo espec óme o.
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
23
Quando a composição química do banho e a a desejada, es e e a azado em
moldações de a eia au o-seca i a ( ide igu a 16). Es e azamen o não oi ei o
di e amen e, eco endo-se a um cadinho p é-aquecido pa a anspo a o ma e ial
en e o o no e as moldações.
Du an e o a e ecimen o a é à empe a u a ambien e, as moldações es i e am
expos as ao a . Finda a solidi icação dos e os, p ocedeu-se à desmoldação dos
mesmos. Dos undidos ob idos, oi possí el ob e um bloco pa alelepipédico, de
dimensões ap oximadas 110 x 50 x 10 mm, e um disco com ce ca de 50 mm de diâme o
e 10 mm de espessu a pa a os ensaios de pino-sob e-disco. Na igu a 17 é possí el
obse a o undido ob ido após desmoldação.
Figu a 16 - À esque da encon a-se o o no u ilizado na usão da ca ga; à di ei a, as moldações em a eia
au o-seca i a u ilizadas pa a aza as di e en es ligas.
Figu a 17 - Fundido ob ido após desmoldação.
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
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3.3 – Análise Me alog á ica
3.3.1 – Análise me alog á ica quali a i a
Pa a a execução da análise me alog á ica quali a i a, o am e i adas amos as
do bloco pa alelepipédico, eco endo ao co e po disco ab asi o. De seguida,
p ocedeu-se ao desbas e da supe ície a analisa , u ilizando, pa a o e ei o, uma
sequência de lixas de ca bone o de silício com g anulome ia de 120-180-320-400-600
mesh. Pos e io men e, na ase de acabamen o, u iliza am-se panos embebidos numa
suspensão de diaman e de 6 μm e panos con endo uma suspensão de diaman e de 1
μm.
Pa a a e elação da mic oes u u a, as amos as o am a acadas quimicamen e,
com di e en es eagen es aconselhados pela bibliog a ia [3,38]. Na abela 4 é possí el
obse a os a aques u ilizados, an o como a sua composição.
Tabela 4 - Reagen es u ilizados na e elação da mic oes u u a, e espe i as composições [3,38].
De en e os eagen es u ilizados, aquele que p o idenciou melho con as e
en e as di e en es ases p esen es no e o undido oi o Reagen e Vilella. Com es e
eagen e, a ma ensi e e a pe li e su gem a escu o, a aus eni e esidual a ama elo
cla o e os ca bone os a b anco [3].
Após a aque químico, as amos as o am obse adas eco endo a um
mic oscópio ó ico Zeiss Axio e 100A, com câma a Sony Powe HAD acoplada, câma a
es a que pe mi iu a aquisição de imagem.
3.3.2 - Análise me alog á ica quan i a i a
As amos as pa a análise me alog á ica quan i a i a o am sujei as a odas as
e apas desc i as no subcapí ulo an e io , desde o co e das amos as a é à aquisição
de imagens. Pos e io men e, eco eu-se ao so wa e de análise de imagem Leica
Applica ion Sui e V 4.3 pa a a quan i icação das di e en es ases. Nes e p ocedimen o,
o am analisado 30 campos dis in os, sendo que os esul ados ap esen ados nes e
abalho co espondem à média dos alo es ob idos em cada medição.
A aque
Composição
Ni al 2 %
2 mL de ácido ní ico + 98 mL e anol
Pic al 4 %
4 g de ácido píc ico + 96 mL de e anol
Reagen e Vilella
5 mL de HCl + 1 mL de ácido píc ico + 100 mL de e anol

E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
25
3.4 – Ensaios de du eza
Pa a a ealização dos ensaios de du eza Vicke s, as amos as o am p epa adas
a a és do polimen o da sua supe ície em lixas de di e en es g anulome ias, segundo
a sequência 120-180-320-400-600 Mesh. Fo am execu adas 10 iden ações, em locais
alea ó ios de cada amos a, com uma ca ga aplicada de 30 Kg . O du óme o u ilizado
nes e ensaio oi o EmcoTEST – Du a ision ( ide igu a 18). O alo de du eza oi lido
di e amen e a pa i do equipamen o.
Pa a o ensaio de mic odu eza Vicke s, pa a além da sequência de desbas e
desc i a an e io men e nes e subcapí ulo, as amos as o am sujei as a uma ase de
acabamen o, na qual o am u ilizados panos, con endo solução aquosa de diaman e de
6 e 1 μm, espe i amen e. De seguida, o am ei as 10 mic oiden ações em cada uma
das ases p esen es em cada amos a, com uma ca ga de 0,025 Kg . O alo de du eza
oi lido di e amen e a pa i do equipamen o (Du amin da S ue s).
3.5 – Ensaios de desgas e
3.5.1- Ensaio de mic oab asão po es e a o a i a
As amos as pa a o ensaio de mic oab asão po es e a o a i a necessi a am de
e dimensões mui o especí icas, nomeadamen e uma espessu a na o dem dos 2 mm,
Figu a 18 - Du óme o u ilizado nos ensaios de
du eza Vicke s.
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
26
de o ma a se possí el u iliza o equipamen o disponí el. Vis o que os ma e iais em
es udo ap esen am uma du eza bas an e ele ada, o co e po disco ab asi o, ou a é
diaman ado, e am in iá eis. Sendo assim, eco eu-se à emp esa Moldami co, que
e e uou o co e das amos as po ele oe osão po io. As dimensões inais das mesmas
e am de 35 x 25 x 2 mm.
Após o co e, as amos as o am desbas adas u ilizando lixas de g anulome ia
120-180-320-600 mesh, sendo ei o um acabamen o pos e io u ilizando panos com
suspensão de diaman e de 6 μm e com suspensão de diaman e de 1 μm.
As condições de ensaio emp egues encon am-se na abela 5.
Tabela 5 - Pa âme os u ilizados no ensaio de mic oab asão po es e a o a i a.
Es e a
Ma e ial
Aço ligado
Du eza
60 HRC
Diâme o
25 mm
Velocidade de o ação
80 pm
Suspensão
Na u eza
SiC (F1200) + H2O
Caudal
3-4 mL.min-1
Concen ação
0,2 g.cm-3
Ensaio
Ca ga
0,25 N
Dis ância de deslizamen o
100, 200, 300, 500 e 700 ol as
O equipamen o u ilizado oi o ibóme o Plin TE66 - Plin & Pa ene s, L d
( ide igu a 19). Pa a ga an i que a concen ação da suspensão não se al e a a du an e
o ensaio, de ido à deposição das pa ículas de SiC, es a oi man ida em cons an e
agi ação, eco endo a uma placa e a um agi ado magné icos.
Figu a 19 - T ibóme o u ilizado nos ensaios de desgas e de
mic oab asão po es e a o a i a
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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As es e as u ilizadas no deco e do ensaio já ha iam sido emp egues em ensaios
p eceden es e ap esen a am alguma deg adação. Logo, o con olo da e e i idade do
ensaio oi ei a a a és da análise, po mic oscopia ó ica, das calo es p oduzidas. Todas
as calo es que ap esen a am um alongamen o da sua zona equa o ial ( ide igu a 20)
o am ejei adas, não sendo con abilizadas pa a o cálculo dos esul ados ap esen ados
nes e abalho.
O cálculo do olume desgas ado e da co esponden e axa de desgas e o am
ei os a pa i da análise das calo es imp essas no ma e ial. Pa a cada uma, o am
medidos dois diâme os pe pendicula es eco endo a mic oscopia ó ica (equipamen o
Zeiss Axio e 100A), com uma ampliação de 50x. Pa a a ob enção dos esul ados
ap esen ados nes a disse ação, o am con abilizados 3 ensaios po p o e e, pa a cada
dis ância de esco egamen o.
3.5.2 – Ensaio de desgas e e osi o
Vis o que a ugosidade supe icial do ma e ial a es a no ensaio de desgas e
e osi o não de e se supe io a 1 μm [35], as amos as o am polidas segundo a seguin e
sequência: desbas e com lixas de 120-180-320-400-600 mesh e pos e io acabamen o
u ilizando panos con endo uma suspensão de diaman e de 6 μm e panos con endo uma
suspensão de diaman e de 1 μm.
Figu a 20 - Calo e ap esen ando um alongamen o da zona
equa o ial, causada pelo mau es ado supe icial da es e a
u ilizada no ensaio
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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O ensaio oi ealizado num equipamen o ETMac (e osion es ing machine) ( ide
igu a 21), que se encon a disponí el no Depa amen o de Engenha ia de Ma e iais e
Ce âmica da Uni e sidade de A ei o. Ligado a es e equipamen o, encon a-se um
compu ado onde os pa âme os do ensaio são de inidos e con olados.
Os pa âme os u ilizados no p esen e ensaio en a am-se ap oxima ao máximo
do que se encon a pad onizado na no ma co esponden e [35]. O e oden e u ilizado
oi alumina com g anulome ia de 50 μm. O luxo de pa ículas angula es de alumina
oi eje ado a uma axa de 2 g.min-1, a uma p essão de 2,8 ba . O ângulo o mado en e
a on e de p ojeção e as amos as oi de 90º, sendo que cada ensaio du ou 10 min.
Apenas a elocidade de p ojeção di e ge do que se encon a especi icado na no ma,
de ido às limi ações do equipamen o. Es a oi de ce ca de 22 ± 0,5 m.s-1.
Con ando que a de e minação da axa de e osão esul a da e i icação da pe da
de massa so ida pelas amos as, es as o am de idamen e limpas, desengo du adas e
pesadas numa balança de p ecisão (e o de 0,0001 g), an es e após cada ensaio.
Fo am ealizados 3 ensaios po amos a.
3.5.3 – Ensaio pino-sob e-disco
As amos as pa a o ensaio o am ob idas di e amen e a pa i do undido, e
possuíam um diâme o de 50 mm po 10 mm de espessu a. An es do polimen o das
mesmas, es as o am e i icadas com o in ui o de assegu a o pa alelismo en e as suas
aces. De seguida, o am polidas segundo a sequência an e io men e e e ida pa a a
p epa ação de amos as pa a os ensaios de desgas e e osi o.
O equipamen o u ilizado pa a le a a cabo o p esen e ensaio pe ence ao DEMM,
e possui um con olado p og amá el FATEK ( ide igu a 22). A ca ga aplicada (2,5 kg )
Figu a 21 - À esque da, é possí el obse a o equipamen o u ilizado nos ensaios de desgas e e osi o;
à di ei a, emos uma isão ap oximada do po a-amos as pe encen e ao mesmo equipamen o
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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Nes e ipo de análise, é impo an e não descu a dois aspe os essenciais: em
p imei o luga , elemen os que possuam uma pe cen agem in e io a 0,2 % não são
de e ados; em segundo luga , elemen os de núme o a ómico Z = 4 a é Z = 10
ap esen am limi ações na sua de eção: po um lado, emi em aios-X de baixa ene gia,
que se encon am sujei os a g ande abso ção po pa e da amos a a analisa . Po
ou o, os ele ões esponsá eis pela emissão des e ipo de adiação são os ele ões de
alência en ol idos na ligação química do elemen o, o que le a a que as o mas e
posições dos picos ob idos po EDS possam a ia em di e en es ma e iais [39].
Os esul ados ob idos pa a o e o undido de e e ência (D3) encon am-se na
abela 9.
Tabela 9 - Composição química, em pe cen agem de massa, das ases cons i uin es do e o D3.
Elemen o
Aus eni e esidual
Ca bone os
Ma ensi e
% C
3,72
7,12
3,99
% Si
0,94
-
0,98
% C
2,56
9,13
2,44
% Mn
0,62
0,91
0,64
% Fe
88,83
82,09
87,89
% Ni
3,23
0,72
3,75
A a és da análise da abela 8, é possí el i a algumas ilações. Como e a
espec á el, e i ica-se que a composição (em pe cen agem de massa) da aus eni e
esidual é semelhan e à da ma ensi e. Po ou o lado, a azão C/M (Fe + C + Mn + Ni)
dos ca bone os é, ap oximadamen e, 0,37. Não obs an e das limi ações de de eção do
ca bono (Z=6) ap esen adas pelo equipamen o [39], é possí el e i ica que o alo
ob ido se ap oxima da es equiome ia dos ca bone os.
Quan o ao níquel, é possí el isualiza que es e se encon a,
p e e encialmen e, na ma iz (aus eni e esidual + ma ensi e), sendo o seu eo nos
ca bone os mui o baixo/ esidual. Es a dis ibuição de e-se ao ac o do níquel se
o emen e seg egado pelos ca bone os, du an e a solidi icação do e o [3,10].
O manganês, po sua ez, dis ibui-se pelas di e en es ases do e o. Es a
epa ição de e-se ao ac o des e elemen o se apenas pa cialmen e seg egado pela
aus eni e, du an e a solidi icação da liga [3]. Con udo, a sua concen ação é

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esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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36
ligei amen e supe io nos ca bone os, o que de i a da sua dissolução p e e encial
nes es cons i uin es [10].
O c ómio, como se ia de espe a , encon a-se maio i a iamen e nos
ca bone os, de ido à ele ada endência que possui pa a a sua o mação [3].
Os esul ados ob idos na análise EDS das es an es ligas encon am-se
compilados na abela 10.
Tabela 10 - Composição química, em pe cen agem de massa, das ases cons i uin es nas ligas A1, A2 e
A3.
Elemen os
A1
A2
A3
AR
C
P
AR
C
P
AR
C
P
% C
-
7,72
7,84
3,71
7,41
7,31
4,69
7,28
-
% Si
-
-
0,58
0,78
-
0,59
0,87
-
-
% C
-
9,63
5,01
2,67
9,1
4,58
2,81
9,72
-
% Mn
-
4,90
5,48
3,63
5,68
5,52
3,39
5,06
-
% Fe
-
77,79
81,06
88,45
77,87
81,2
86,40
77,90
-
% Ni
-
-
-
0,77
-
0,78
1,85
-
-
* AR - Aus eni e esidual; C - Ca bone os; P - Pe li e
Ve i ica-se, no amen e, que a azão C/M dos ca bone os p esen es em odos os
e os undidos se ap oxima da es equiome ia dos mesmos. Quan o à epa ição dos
di e en es elemen os de liga, es a pa ece segui os mesmos âmi es que os obse ados
no e o undido D3. O níquel su ge apenas na aus eni e e na pe li e, e i icando-se
que o aumen o do seu eo nas ligas é acompanhado pelo aumen o da sua concen ação
nes as ases. No ma e ial A1, que con em um eo em níquel mui o baixo, não são
encon ados quaisque es ígios des e elemen o. O mesmo acon ece nos ca bone os
exis en es nas ligas A2 e A3. Es a si uação pode ad i das limi ações de de eção do
equipamen o pa a concen ações abaixo de 0,2 % [39].
O manganês, al como no e o D3, dis ibui-se en e a aus eni e esidual e os
ca bone os, sendo no amen e obse á el uma maio endência pa a se dissol e nes es
úl imos. Também no caso do c ómio, ol a a se isí el a sua dissolução p e e encial
nos ca bone os.
Sendo a pe li e um cons i uin e bi ásico, compos o po e i e e ca bone os
M3C, a sua composição em pe cen agem de massa esul a da combinação das
composições das ases que a cons i uem.
É ainda de salien a que, quando compa ada com a mesma ase nas es an es
ligas, a aus eni e esidual da liga A3 ap esen a uma concen ação em ca bono
conside a elmen e supe io . Es a ci cuns ância cons i ui um a o abona ó io pa a a
inexis ência de ma ensi e nes a liga, is o que o ca bono é o elemen o com maio
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
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p eponde ância no abaixamen o da empe a u a Ms. Con udo, es a a iação pode não
se iel à ealidade, de ido às limi ações que o equipamen o ap esen a na análise semi-
quan i a i a des e elemen o.
4.3 - Du eza
Os esul ados ob idos a a és dos ensaios de du eza e mic odu eza Vicke s
encon am-se nas abelas 11 e 12.
Tabela 11 - Resul ados ob idos no ensaio de du eza Vicke s
Amos a
Média (HV 30)
Des io Pad ão
D3
709
6
A1
680
5
A2
648
8
A3
522
6
Tabela 12 - Resul ados ob idos no ensaio de mic odu eza Vicke s
Fase
D3
A1
A2
A3
HV
0,025
σ
HV
0,025
σ
HV
0,025
σ
HV
0,025
σ
AR
296
33
-
-
289
41
304
39
P
-
-
448
40
441
56
-
-
M
683
142
-
-
-
-
-
-
C
1028
98
958
131
1034
124
1032
135
* AR - Aus eni e esidual; P – Pe li e; M – Ma ensi e; C - Ca bone os
No que espei a à mac odu eza, o e o undido de e e ência (D3) ap esen a-
se como o ma e ial mais du o, o que ad ém da exis ência de ma ensi e na sua
mic oes u u a. Pa a as es an es ligas, a du eza diminui com o aumen o da quan idade
de aus eni e esidual e com a consequen e diminuição da po ção de pe li e nas
amos as, o que e a espec á el de ido à du eza das duas ases.
Ao ní el da mic odu eza, odos os alo es ob idos se encon am den o das
gamas p opos as pela bibliog a ia [3] pa a as di e en es ases. Ve i ica-se, ambém,
que an o a pe li e como a aus eni e esidual possuem du ezas semelhan es, em odos
os e os, o que p o ém do seu con eúdo simila em elemen os de liga. O mesmo
acon ece no caso dos ca bone os, pa a as ligas D3, A2 e A3. No en an o, os ca bone os
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Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
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do e o undido A1 possuem uma du eza in e io , compa a i amen e com as es an es
ligas. Es a a iação sen ida é es anha, a endendo que a sua composição (ob ida po
EDS) é semelhan e à dos ca bone os das es an es amos as.
Po im, é impo an e salien a que, apesa da du eza da ma ensi e se
encon a den o dos limi es p opos os pela bibliog a ia [3], as iden ações e e uadas
nes a ase ab ange am, ambém, alguma aus eni e esidual. Des a o ma, o alo
ob ido nes e ensaio não co esponde à ealidade, sendo, p o a elmen e, in e io à
du eza eal da ma ensi e exis en e no e o undido D3.
4.4 - Compo amen o ao desgas e
4.4.1 – Desgas e ab asi o
Os esul ados ob idos a pa i do ensaio de mic oab asão po es e a o a i a são
ap esen ados num g á ico “ olume desgas ado (V) em unção do p odu o da dis ância
de esco egamen o (S) pela ca ga aplicada (N)”, que se encon a ilus ado na igu a
27. O decli e da e a que melho se ajus a aos pon os expe imen ais co esponde às
axas de desgas es (Ks) ap esen ada pelos ma e iais, no deco e do ensaio.
A1: y = 2E-06x
A2: y = 2E-06x
A3: y = 9E-07x
D3: y = 8E-07x
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
02000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Volume desgas ado (mm3)
Dis ância de esco egamen o (mm) x Ca ga (N)
A1 A2 A3 D3
Figu a 27 - Volume de ma e ial desgas ado em unção da dis ância de esco egamen o, com uma ca ga aplicada de
0,25 N, pa a as amos as em es udo.
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
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A a és da análise do g á ico p eceden e, e i ica-se que o olume de ma e ial
desgas ado, em odas as ligas, aumen a linea men e com a dis ância de
esco egamen o. Cons a a-se, ainda, compo amen os di e en es po pa e dos
ma e iais.
Independen emen e da dis ância de esco egamen o, o e o undido de
e e ência (D3) ap esen a uma meno quan idade de olume desgas ado, em
compa ação com os es an es ma e iais. Con udo, a liga A3, ainda que ap esen e um
olume desgas ado supe io , possui um compo amen o algo semelhan e ao do D3, o
que é obse á el a a és das suas axas de desgas e ap oximadas. Po sua ez, as ligas
A1 e A2 ap esen am olumes desgas ados e axas de desgas e semelhan es en e si,
mas conside a elmen e supe io es compa a i amen e com os mesmos alo es nos
es an es e os undidos.
A abela 13 compila os esul ados de análise mic oes u u al, du eza e axa de
desgas e pa a es as duas ligas. A axa de desgas e Ks (m2/N) oi calculada segundo a
equação 2 [34].
Tabela 13 - Resumo dos esul ados de desgas e, du eza e análise mic oes u u al pa a odas as ligas.
Ks
% C
% AR
HV 0,025 C
HV 0,025 AR
HV 0,025 M
HV 0,025 P
D3
8,09 x 10-7
33
15
1028
296
683
-
A1
1,75 x 10-6
30
-
958
-
-
448
A2
1,50 x 10-6
32
9
1034
289
-
441
A3
9,21 x 10-7
33
25
1032
304
-
-
* AR - Aus eni e esidual; P – Pe li e; M – Ma ensi e; C - Ca bone os
Segundo M. E. Ga be e al [15], a esis ência à ab asão é an o maio , quan o
maio o a ação olúmica e a du eza dos ca bone os p esen es num dado ma e ial.
O e o undido A1, ainda que apenas possua uma FVC ligei amen e in e io à das
es an es ligas, possui ca bone os conside a elmen e menos du os, o que se aduz
num maio olume desgas ado du an e o ensaio. No en an o, como é possí el obse a
na abela 12, apesa dos es an es ma e iais possuí em ca bone os de ação olúmica
e du eza semelhan es, as suas espos as ao desgas e ab asi o são di e en es. Des a
o ma, e i ica-se que as a iações obse adas na esis ência ao desgas e des as ligas
se encon am elacionadas com as ases/cons i uin es p esen es na sua ma iz.
Vá ios au o es [14, 15, 19, 20] cons a a am que uma ma iz ma ensí ica ou
ma ensí ica-aus ení ica possui uma maio esis ência à ab asão, quando compa ada
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
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com uma ma iz pe lí ica, o que é causado, po um lado, pela maio du eza da
ma ensi e (compa a i amen e com a pe li e) e, po ou o, pela ans o mação, po
de o mação plás ica, da aus eni e me aes á el em ma ensi e [14, 15, 19, 20]. Logo,
a maio esis ência à ab asão ap esen ada pelo e o undido D3 de e-se à p esença de
ma ensi e e aus eni e esidual na sua mic oes u u a. No mesmo seguimen o lógico,
a ans o mação da aus eni e esidual em ma ensi e, no deco e do ensaio, pode á
es a na causa do meno olume desgas ado obse ada no e o undido A3, em elação
à liga A2. Po ou o lado, quando se compa a as axas de desgas e de ambos os
ma e iais, e i ica-se que o aumen o do olume desgas ado, em unção do aumen o da
dis ância de esco egamen o, é menos acen uado na liga A3, o que pode á se
explicado pelo ac éscimo na quan idade de aus eni e esidual que se ans o ma em
ma ensi e, de i ado da maio de o mação impos a [14,15,20].
No que espei a ao e o undido A1, a inexis ência de aus eni e esidual implica
que nenhuma ma ensi e pode á se ob ida po de o mação plás ica, no deco e do
ensaio. Es e a o con ibui, jun amen e com a meno ação olúmica e du eza dos
ca bone os, pa a a meno esis ência à ab asão obse ada nes e ma e ial.
Pa a es uda a in luência da mac odu eza das ligas na sua esis ência à ab asão,
o am lançados os esul ados ob idos em ambos os ensaios num g á ico axa de
desgas e (Ks) e sus du eza (HV 30). O g á ico em ques ão encon a-se ilus ado na
igu a 28.
A a és da análise da igu a p eceden e, não é possí el iden i ica nenhuma
elação en e a mac odu eza dos di e en es ma e iais e a sua espe i a axa de
ab asão, o que es á de aco do com a bibliog a ia consul ada [15,16]. Es e
compo amen o de e-se à quan idade de aus eni e esidual exis en e na
Figu a 28 - Va iação da axa de desgas e ab asi o em unção da du eza HV, pa a as ligas em es udo.

E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
Mes ado In eg ado em Engenha ia Me alú gica e de Ma e iais
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mic oes u u a das ligas A1, A2 e A3. A sua p esença, po um lado, baixa a mac odu eza
do ma e ial, sendo es e abaixamen o p opo cional à po ção de aus eni e esidual dos
ma e iais; po ou o lado, quan o maio o es a mesma po ção, maio é a esis ência
à ab asão do ma e ial, o que é o iginado pela ans o mação da aus eni e esidual em
ma ensi e, po de o mação plás ica, du an e a ealização do ensaio.
No en an o, a liga de maio du eza (D3) é ambém a liga mais esis en e à
ab asão, o que ad ém da exis ência de aus eni e esidual e de ma ensi e na sua
mic oes u u a, condição apenas e i icada nes e ma e ial.
4.4.2 – Desgas e e osi o
Após a compilação dos esul ados ob idos no ensaio de desgas e e osi o, es es
o am inse idos no g á ico p esen e na igu a 29. As condições do ensaio (du eza do
e oden e ele ada, ele ada elocidade e ângulo de p ojeção) são conside adas se e as.
A axa de e osão oi calculada segundo a equação 5.
É possí el cons a a que as ligas em es udo ap esen am um compo amen o ao
desgas e e osi o di e en e daquele que ap esen am ao desgas e ab asi o. Vis o que a
ação olúmica de ca bone os é semelhan e en e eles, di e gindo na o dem dos 2-3
alo es pe cen uais, as di e en es axas de e osão ob idas de i am da du eza dos
cons i uin es p esen es na ma iz dos e os. Segundo a bibliog a ia consul ada, o
desgas e e osi o da ma iz é an o maio quan o meno o a sua du eza [22].
A a és na análise da igu a 29, é possí el e i ica que a axa de e osão c esce
com o aumen o da quan idade de aus eni e esidual p esen e nos e os. Es e
625
638
685
660
620
630
640
650
660
670
680
690
Taxa de e osão (mg/kg)
A1 A2 A3 D3
Figu a 29 - Taxa de desgas e e osi o das amos as ensaiadas a ângulo no mal de p ojeção do
e oden e.
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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compo amen o e a espec á el, de ido à meno du eza des a ase (compa a i amen e
com as es an es ases que coexis em nas mic oes u u as das ligas).
Quan o ao e o undido de e e ência D3, a exis ência de ma ensi e ( ase mais
du a que a pe li e) na sua mic oes u u a não se aduz numa esis ência ao desgas e
e osi o supe io , o que é cons a á el a a és da compa ação en e as axas de e osão
obse adas pa a es e ma e ial e pa a as ligas A1 e A2. Es a si uação é explicada pela
e osão p e e encial da aus eni e, que su ge em maio quan idade no D3 do que nos
e os A1 e A2.
No amen e no sen ido de es uda a in luência da du eza das ligas na esis ência
ao desgas e e osi o das mesmas, oi açado o g á ico p esen e na igu a 30, em que
são elacionados os esul ados ob idos em ambos os ensaios.
A a és da análise do g á ico da igu a 30, o na-se e iden e que os esul ados
e oluem de o ma nega i a en e as amos as A1, A2 e A3, de ido ao ac o da aus eni e
esidual possui e ei o con á io em ambas as p op iedades conside adas. Po ou as
pala as, a p esença des a ase p o oca a diminuição da mac odu eza do ma e ial e,
no sen ido in e so, aumen a a axa de desgas e e osi o do mesmo.
Pa a a liga D3 não se e i ica es a endência, o que ad ém des a possui
ma ensi e na sua cons i uição. Es a ase con ibui la gamen e pa a o aumen o da
0
100
200
300
400
500
600
700
800
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
690
A1 A2 A3 D3
HV 30
Taxa de e osão (mg/kg)
Taxa de e osão Du eza HV
Figu a 30 - Va iação da axa de desgas e e osi o em unção da du eza HV, pa a as ligas em es udo
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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mac odu eza do e o undido, con udo, não pa ece con ibui , ão
p eponde an emen e, pa a a esis ência ao desgas e e osi o.
4.4.3 – Desgas e adesi o
Os esul ados ob idos a pa i do ensaio de desgas e pino-sob e-disco
encon am-se na abela 14. Os mesmos esul ados o am lançados num g á ico “massa
pe dida (g) e sus dis ância de deslizamen o (m)”, que se encon a ilus ado na igu a
31.
Tabela 14 - Resul ados ob idos no ensaio pino-sob e-disco, pa a odas as ligas.
Dis ância de deslizamen o (m)
Massa pe dida (g)
D3
A1
A2
A3
6032
0,0053
0,0089
0,0078
0,0060
7351
0,0062
0,0091
0,0093
0,0077
8294
0,0075
0,0110
0,0100
0,0080
Pa a odas as ligas, e i ica-se que a quan idade de massa pe dida aumen a
com o aumen o da dis ância de deslizamen o. Cons a a-se, ambém, que exis em
simila idades en e os esul ados ob idos nes e ensaio e os ob idos no ensaio de
ab asão. Is o é, em ambos os ensaios, o ma e ial que so e um maio desgas e é o A1,
seguido do A2, A3 e D3, espe i amen e. No en an o, es a condição não se e i ica
pa a a liga A1, na dis ância de deslizamen o de 7351 m. Nes e pon o, es a liga
Figu a 31 - Massa pe dida em unção da dis ância de deslizamen o, pa a as ligas em es udo
0,005
0,006
0,007
0,008
0,009
0,01
0,011
0,012
0,013
5800 6300 6800 7300 7800 8300
Massa pe dida (g)
Dis ância de deslizamen o (m)
A1 A2 A3 D3
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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ap esen a meno massa pe dida que a liga A2, o que con a ia a es an e endência
ap esen ada na igu a 31. Sendo assim, o mais p o á el é que es e compo amen o
seja uma anomalia, p o enien e de e os de medição.
Segundo S. S. G. Banadkouki e al [25], pa a a mesma ação olúmica e du eza
de ca bone os, uma ma iz cons i uída po ma ensi e e aus eni e esidual ap esen a-
se mais esis en e ao desgas e adesi o que uma ma iz maio i a iamen e pe lí ica.
Pe an e os esul ados ap esen ados, es a condição e i ica-se, dado que o e o
undido D3 oi aquele que menos massa pe deu du an e o ensaio. No en an o, os
mesmos au o es de endem que a esis ência dos e os undidos b ancos, ace a es e
mecanismo de desgas e, aumen a com o aumen o da du eza do ma e ial, condição
que, nes e abalho, só se e i ica pa a o e o D3.
Es a dispa idade en e os esul ados ob idos nes e ensaio e os consul ados na
bibliog a ia ad êm do ac o dos e e idos au o es não conside a em o e ei o que a
ans o mação da aus eni e esidual em ma ensi e possui sob e a esis ência ao
desgas e do e o undido b anco.
E ei o da subs i uição de níquel po manganês na
esis ência ao desgas e de um e o undido b anco
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8 – Anexo – Cálculo empí ico da FVC
F ação de ca bone os (%) = 12,33(%C) + 0,55(%C ) – 15,2 (1)
D3 : FVC (%) = 12,33 x 3,79 + 0,55 x 4,58 – 15,2
= 33,9
A1 : FVC (%) = 12,33 x 3,59 + 0,55 x 4,31 – 15,2
= 31,4
A2 : FVC (%) = 12,33 x 3,75 + 0,55 x 4,26 – 15,2
= 33,3
A3 : FVC (%) = 12,33 x 3,76 + 0,55 x 4,43 – 15,2
= 33,6