Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.ufes.br/handle/10/6253
Title: Micropenetração instrumentada em compósitos de matriz metálica à base de tungstênio empregados em coroas de perfuração utilizadas em sondagem mineral
metadata.dc.creator: Gava, Gabriel Haddad Souza
Keywords: Micropenetração instrumentada;Microdureza;Microabrasão;Compósitos;Tungstênio;Latão;Instrumented microindentation;Microhardness;Microabrasion;Brass-infiltrated tungsten composites;Brass
Issue Date: 20-Dec-2010
Publisher: Universidade Federal do Espírito Santo
Citation: GAVA, Gabriel Haddad Souza. Micropenetração instrumentada em compósitos de matriz metálica à base de tungstênio empregados em coroas de perfuração utilizadas em sondagem mineral. 2010. 123 f. Dissertação (Mestrado em Materiais e Processos de Fabricação; Mecânica dos Sólidos) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2010.
Abstract: Este trabalho tem o objetivo de avaliar uma possível relação entre as propriedades mecânicas calculadas a partir dos dados de micropenetração instrumentada e o comportamento sob desgaste microabrasivo dos compósitos à base de tungstênio (W) infiltrados por latão, usados em coroas diamantadas utilizadas em sondagem mineral. As amostras dos compósitos de tungstênio foram sinterizadas com combinações de diferentes tamanhos de partículas W e adições de ligas à base de outros elementos, além de adições de abrasivos secundários (SiC). Após a preparação metalográfica, as amostras foram analisadas em um micropenetrador instrumentado com um pen etrador do tipo Vickers. As fases foram penetradas com uma carga de 30 mN, exceto o carbeto de silício, com carga de 250 mN. As curvas geradas a cada penetração permitiram calcular a microdureza e o módulo de elasticidade para cada fase. Estes resultados foram comparados com os coeficientes de desgaste microabrasivo dimensionais obtidos em um trabalho anterior, através de ensaios de microabrasão com lamas abrasivas à base de carbeto de silício, sílica e hematita, efetuados com equipamento do tipo Calowear. Foi observada uma diminuição na microdureza conforme o tamanho dos grãos de tungstênio aumenta. Para a lama abrasiva contendo SiC, uma diminuição no coeficiente de desgaste microabrasivo se seguiu à diminuição na microdureza do tungstênio. O oposto foi observado com a lama de SiO2, enquanto, para a lama de Fe2O3, nenhuma correlação clara foi obtida. Também é importante dizer que o efeito da dureza do latão infiltrado (fase aglutinante) tornou-se mais significativa nos ensaios com as pastas de SiO2 e de Fe2O3. Quando as ligas à base de outros elementos são adicionadas, para o abrasivo SiC, o aumento da plasticidade do latão aumenta o desgaste, porque as deformações plásticas são aumentadas, levando em consideração a relação Habr./Hfase muito alta. A plasticidade da fase W parece não interferir no desgaste. Ocorre o contrário para o abrasivo SiO2. Para ambos os abrasivos, o cobre adicionado aumenta a fração volumétrica de fase macia , proporcionando um desgaste ainda maior. Para o abrasivo Fe2O3, o aumento na plasticidade do latão aumenta o coeficiente de desgaste, pois leva a indentações maiores, ou seja, a maiores deformações plásticas. Dependendo do tipo do abrasivo, os mecanismos observados foram riscamento e rolamento de partículas (múltiplas indentações), além da ocorrência de ambos simultaneamente, embora dissociados
This work intends to evaluate a possible relationship between the mechanical properties calculated from instrumented microindentation data and the microabrasive wear behavior of infiltrated tungsten (W) composites used in impregnated diamond bits for rock drilling. Specimens of brass-infiltrated W composites were sintered with combinations of different W particle sizes, and additions of alloys based on other elements, as well as additions of secondary abrasives. After metallographic preparation, the specimens were analyzed in an instrumented microindenter with a Vickers indenter. All phases were indented with a load of 30 mN, except the silicon carbide, with a load of 250 mN. The indentation curves allowed the calculation of microhardness and Young s modulus for each phase. Those results were compared with dimensional microabrasive wear coefficients obtained in a previous work, by testing microabrasion with abrasive slurries based on silicon carbide, silica and hematite, performed with Calower equipment. It was observed a decrease in microhardness as the tungsten grains size increase. For the SiC abrasive slurry, a decrease in microabrasive wear coefficient followed the decrease in tungsten microhardness. The opposite was observed with the SiO2 slurry, whereas, for the Fe2O3 slurry, no clear correlation was obtained. It is also important to say that the effect of infiltrated brass (binder phase) hardness became more significant in the tests with the SiO2 and Fe2O3 slurries. When the alloys based on other elements are added, to the SiC abrasive, the increase of the brass plasticity increases its wear, because the plastic deformations are increased, taking into account the very high Habr./Hphase relation. The plasticity of the W phase seems not to interfere in wear. The opposite is true for the SiO2 abrasive. For both abrasives, the copper added increases the "soft" phase volumetrical fraction, providing an additional wear. For the Fe2O3 abrasive, the increase in the brass plasticity increases the wear coefficient, since it leads to larger indentations, i. e., to larger plastic deformations. Depending on the abrasive type, the observed mechanisms were grooving and particles rolling (multiple indentations), besides the occurrence of both simultaneously, although, dissociated
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/6253
Appears in Collections:PPGEM - Dissertações de mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Capa, Cap 1 e Cap 2 ate secao 2-2-1-9.pdf981.52 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.