Desgaste abrasivo, adesivo e oxidativoMapas de desgaste

Santiago Corujeira Gallo

SIMECS, 5-Maio-2010

santiago@plasmartecnologia.com

Tribologia

A ciência e tecnologia dedicada ao estudode superfícies em movimento relativo.

• Lubrificação (Reynolds, Stribeck, Goodman)

• Atrito (da Vinci, Hooke, Newton, Amontons, Coulomb)

• Desgaste

Desgaste de materiais

Archard e Hirst(1956) Desgaste

leveDesgaste

severo

W = K .S . Ppm

W: volume desgastadoK: constante empíricaS: distância de deslizamentoP: carga aplicadapm: pressão de fluência do material

Dano superficial Dano sub-superficial

Archard e Hirst, ‘The wear of metals under unlubricated conditions’ (1956)

Isenções à regraRugosidade inicial

Rugosidade final

Archard e Hirst, ‘The wear of metals under unlubricated conditions’ (1956)

Sistema tribologicoTipo de material

Rugosidade Propriedadesmecânicas

Lubrificante

Temperatura

Carga aplicada

Velocidade dedeslizamento

Mecanismode desgaste

‘Oh, Deus! O oceano e tão grande e meu bote e tão pequeno!’ (anônimo)

Mecanismos de desgaste• Desgaste abrasivo

• Desgaste adesivo

• Desgaste oxidativo

• Desgaste erosivo

• Desgaste corrosivo

• Outros tipos de desgaste (fadiga, fretting)T.A. Stolarski: ‘Tribology in machine design’ (1990)

Desgaste adesivo (I)

Acumulação de deformação plástica

Trincas (dúctiles)

Delaminação eratchetting

Johnson, ‘Contact mechanics and wear of materials’ (1990)

Desgaste adesivo (II)

Desgaste oxidativo (I)

Hutchings, ‘Friction and wear of engineering materials’ (1992)

Temperatura + oxigênio + tempo

Formação de óxido protetor

Desgaste leve

Desgaste oxidativo (II)

Fe3O4Fe2O3FeO

Mapas de desgaste (I)

W = WAn

F = F .AnHo

v = v.ro .a

W: volume desgastado por área de contatoW: volume desgastadoAn: área aparente de contato

F: pressão nominal por durezaF: carga aplicadaAn: área aparente de contatoHo: dureza do material

v: velocidade de deslizamento por dissipaçãov: velocidade de deslizamentoro: radio da área nominal de contatoa: condutividade térmica do material

Lim and Ashby, ‘Wear-mechanism maps’ (1986)

Mapas de desgaste (II)

Lim and Ashby, ‘Wear-mechanism maps’ (1986)

Caso I: desgaste inicial

Lim and Ashby, ‘Wear-mechanism maps’ (1986)

F = F .AnHo

Caso II: Nitretação e oxidação

Lim and Ashby, ‘Wear-mechanism maps’ (1986)Thelning, ‘Steel and its heat treatment’ (1984)

F = F .AnHo

Caso III: Testes de desgaste

Williams, ‘Wear and wear particles-some fundamentals’ (2005)

F = F .AnHo

Estudos de desgaste en condições aceleradas

v = v.ro .a

Outros mapas de desgaste

Ashby, ‘Materials selection in mechanical design’ (1999)

Muito obrigado pela atenção!

santiago@plasmartecnologia.com