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Título: Avaliação da microestrutura, macroestrutura e microdureza ao adicionar carboneto de boro (B4C) em ligas Fe-Mn-Cr-Si
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the microstructure, microhardness and macrostructure add boron carbide (B4C) alloy Fe-Mn-Cr-Si
Autor(es): Soares, Bruno Siqueira
Orientador(es): Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda
Palavras-chave: Cavitação
Boro
Microestrutura
Cavitation
Boron
Microstructure
Data do documento: 25-Nov-2013
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: SOARES, Bruno Siqueira. Avaliação da microestrutura, macroestrutura e microdureza ao adicionar carboneto de boro (B4C) em ligas Fe-Mn-Cr-Si. 2013. 39 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2013.
Resumo: A perda de massa das turbinas hidrodinâmicas é um fenômeno que ocorre na maioria das usinas hidroelétricas, e surge através do processo de erosão por cavitação. A cavitação surge quando o líquido em trabalho forma uma diferença de pressão ao longo das pás, que colidem contra a superfície metálica, liberando energia e promovendo a perda de massa da superfície do componente. A melhor maneira de controlar a erosão é mantê-la sobre controle, podendo ser realizada através da reposição do material erodido. O principal problema quanto à reposição dos materiais erodidos, é a elaboração de ligas resistentes a este fenômeno. O elemento químico Boro, quando depositado sobre superfícies metálicas, proporciona um aumento da resistência mecânica e resistência à cavitação. Sendo assim, este trabalho tem por objetivo, determinar a quantidade ideal de Carboneto de Boro (B4C), para elevar a resistência à cavitação das superfícies sujeitas a este fenômeno. A metodologia aplicada na pesquisa é classificada como metodologia de caráter experimental. Uma liga Fe-Mn-Cr-Si com adições de B4C variando entre 10 e 20% foi escolhida para análise, sendo depositada pelo processo Plasma PTA em chapas de aço inoxidável austenítico ABNT 304, de composição 0,08%C, 2%Mn, 0,75%Si, 0,045%P, 0,03%S, 19%Cr, 9%Ni e 0,10%N. Variou-se a velocidade de soldagem para verificar a influência da diluição na macroestrutura e na microestrutura das ligas depositas e verificou-se que a velocidade e consequentemente a diluição afetou significativamente o comportamento das ligas. Pode-se concluir que o composto B4C quando adicionados nas ligas Fe-Mn-Cr-Si, forma uma fase na forma de agulhas ou bloco ricos em Ferro-Boro, que proporciona um aumento na microdureza geral do revestimento. Sendo assim, deve-se determinar com precisão, a quantidade ideal de Carboneto de Boro (B4C) para elevar de forma eficaz, a resistência à cavitação das superfícies sujeitas a este fenômeno.
Abstract: The cavitation mass loss of the turbine blades is a phenomenon that occurs in the most of the hydroelectric plants. The cavitation appears when the liquid form a difference of pressure along the blades which bump against the metallic surface, releasing energy and promoting the mass loss of the components’ surface. The best way to control the erosion is keep it under control, being carried out through the replacement of the eroded material. The main problem regarding the replacement of the eroded material is the elaboration of resistant alloys to this phenomenon. The chemical element boron, when deposited on metallic surfaces provides an increase of the mechanical and cavitation resistance. Thus, this paper has as a goal to determine an ideal amount of composite B4C to elevate the resistance to cavitation of the surfaces subjects to this phenomenon. The methodology applied in this research is classified as a methodology of experimental feature. An alloy Fe-Mn-Cr-Si with additions of B4C was chosen to the analysis, being placed by the plasma process PTA in austenitic stainless steel plates ABNT 304 with composition 0,08%C, 2%Mn, 0,75%Si, 0,045%P, 0,03%S, 19%Cr, 9%Ni and 0,10%N. The percentage of the composite B4C in each alloy varied between 10 and 20% in weight. The welding velocity was varied to verify the influence of the dilution in the macrostructure and microstructure of the deposited alloys and it was verified that the velocity influenced significantly the microstructure of the alloys. It can be concluded that the composite B4C when deposited in the alloys Fe-Mn-Cr-Si present a phase in the form of needles or blocks riches in Iron-Boron. These needles are responsible to the microhardness increase of the materials. Thus, the ideal amount of the composite B4C must be determined accurately to increase the efficiency way the resistance to cavitation of the surfaces subjects to this phenomenon.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7484
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