dc.creator |
MATOS, Flávio Amaury de Freitas |
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dc.date.issued |
2023-12-01 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4018 |
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dc.description.abstract |
Cemented carbides are formed by the association of very fine powdered particles of
hard carbides with tough metals. They are generally composed by tungsten carbide, which
provides high hardness and wear resistance, and cobalt, which increases the material's
tenacity. Due to this good combination of properties, they can be applied in several
engineering areas, such as machining, mining and construction industry, reducing costs and
increasing the useful life of tools, when compared to conventional steel. Cobalt is the most
used binder in cemented carbides due to its superiority in relation to other binders in several
factors, such as: good wettability in WC, high solubility of WC in cobalt at the sintering
temperature and, above all, the width of the carbon window. However, several researches
have been carried out searching for alternative binders to cobalt, as the corrosion resistance of
conventional tungsten carbide/cobalt cemented carbides is not satisfactory in certain
applications, such as the chemical and food industries. Thus, this study compared the
corrosion behavior of WC-NiSi, WC-NiAl cemented carbides with that of conventional
cemented carbide WC-Co. Samples were characterized by optical microscopy, scanning
electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction and Vickers
microhardness tests. Microscopy of all the samples showed a typical carbide microstructure,
with an appropriate distribution of the binder by the faceted WC grains and without the
presence of the undesirable graphite and η phases. The addition of aluminum and silicon to
the nickel binder considerably increased the cemented carbide hardness, with the silicon
sample providing hardness values similar to cemented carbide WC-Co. All samples showed
continuous decreases in weight loss rates during the immersion corrosion test period, with the
WC-NiAl sample showing the best corrosion resistance in this test. In the electrochemical
tests of open circuit potential, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance
spectroscopy, the samples with nickel binder showed nobler potentials, decrease in current
density values and a total impedance higher than the sample with cobalt. The WC-NiAl
sample showed the best corrosion resistance, with the best response in both the immersion test
and in the electrochemical tests. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Metal duro |
pt_BR |
dc.subject |
Corrosão |
pt_BR |
dc.subject |
Polarização potenciodinâmica linear |
pt_BR |
dc.subject |
Espectroscopia de impedância eletroquímica |
pt_BR |
dc.title |
Avaliação da corrosão eletroquímica dos metais duros WC-Ni-Al, WC-Ni-Si e WC-Co produzidos por metalurgia do pó convencional |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2024-03-14 |
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dc.date.available |
2024-03-14T18:32:51Z |
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dc.date.accessioned |
2024-03-14T18:32:51Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2949963164775846 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
CORRÊA, Edmilson Otoni |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4218586914073507 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Os metais duros são formados pela associação de partículas de pó muito finas de
carbonetos duros com metais tenazes. Geralmente são compostos por carboneto de tungstênio
(WC), que proporciona elevada dureza e resistência ao desgaste, e cobalto, que aumenta a
tenacidade do material. Devido a essa boa combinação de propriedades, podem ser aplicados
em diversas áreas de engenharia, como usinagem, mineração e construção civil, diminuindo
os custos e aumentando a vida útil de ferramentas, quando comparados ao aço convencional.
O cobalto é o ligante mais utilizado nos metais duros devido à sua superioridade em relação
aos outros ligantes em vários fatores, tais como: boa molhabilidade no WC, alta solubilidade
do WC em cobalto na temperatura de sinterização e, sobretudo, a largura da janela de
carbono. No entanto, diversas pesquisas em busca de ligantes alternativos ao cobalto têm sido
realizadas, pois a resistência à corrosão dos metais duros convencionais de carboneto de
tungstênio/cobalto não é satisfatória em certas aplicações, como nas indústrias química e de
alimentos. Deste modo, este trabalho comparou o comportamento à corrosão dos metais duros
WC-NiSi, WC-NiAl com o do metal duro convencional WC-Co. As amostras foram
caracterizadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de
raios X por dispersão de energia, difração de raios X e ensaios de microdureza Vickers. As
microscopias de todas as amostras apresentaram uma microestrutura típica de metal duro, com
uma distribuição apropriada do ligante pelos grãos de WC facetados e sem a presença das
fases indesejáveis grafita e η. A inserção de alumínio e silício ao ligante de níquel aumentou
consideravelmente a dureza do metal duro, com a amostra com silício proporcionando valores
de dureza similares ao do metal duro WC-Co. Todas as amostras apresentaram diminuições
contínuas nas taxas de perda de massa durante o período de ensaio de corrosão por imersão,
com a amostra de WC-NiAl apresentando a melhor resistência à corrosão neste ensaio. Nos
ensaios eletroquímicos de potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica linear e
espectroscopia de impedância eletroquímica, as amostras com ligante de níquel apresentaram
potenciais mais nobres, diminuição nos valores de densidade de corrente e uma impedância
total superior a amostra com cobalto. A amostra de WC-NiAl apresentou a melhor resistência
à corrosão, com a melhor resposta tanto no ensaio de imersão quanto nos ensaios
eletroquímicos. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
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dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
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dc.relation.references |
MATOS, Flávio Amaury de Freitas. Avaliação da corrosão eletroquímica dos metais duros WC-Ni-Al, WC-Ni-Si e WC-Co produzidos por metalurgia do pó convencional. 2024. 111 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024. |
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