Caracterização Microestrutural e Mecânica dos Metais Duros WC-Ni-Mo e WC-Ni-Cr.

Abstract

Os metais duros são materiais compósitos metal-cerâmica que apresentam uma combinação única de elevada dureza e boa tenacidade à fratura, encontrando diversas aplicações de engenharia, tais como: ferramentas para usinagem, corte industrial, moldes, matrizes de conformação, indústrias de minério e de petróleo, componentes resistentes ao desgaste entre outras. O cobalto é o ligante mais utilizado na produção de metais duros convencionais, porém, fatores econômicos tem motivado a busca por novas alternativas visando à substituição total ou parcial do cobalto por outros elementos como fase ligante. O níquel, por pertencer ao mesmo grupo do cobalto e ter um preço mais baixo, se comparado ao cobalto, tem recebido grande atenção. Contudo, a substituição do cobalto pelo níquel resulta em uma diminuição da dureza e da resistência mecânica do metal duro resultante. Para superar essa deficiência, tem sido estudada a adição de elementos, como molibdênio e cromo, que promovam o endurecimento do níquel por solução sólida. O principal objetivo desse trabalho é a caracterização mecânica e microestrutural dos metais duros 90%WC-8%Ni-2%Mo₂C e WC-8%Ni-2%Cr₃C₂, produzidos pela metalurgia do pó convencional, onde os pós foram misturados por 80 horas e sinterizados a 1460ºC. Os pós de partida foram caracterizados pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX) e distribuição granulométrica. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por microscopia óptica (MO), MEV, espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), fração volumétrica da porosidade, densidade, ensaios de microdureza Vickers e cálculo da tenacidade à fratura. As amostras do metal duro 90%WC-8%Ni-2%Mo₂C obtiveram resultados superiores ao do metal duro WC-8%Ni-2%Cr₃C₂, com propriedades mecânicas comparáveis as dos metais duros convencionais WC-Co.