Severe-to-mild wear transition during running-in of different steel-on-steel tribosystems in ball-on-disc dry sliding reciprocating tests (2018)
- Authors:
- Autor USP: SALDARRIAGA, PABLO ALEJANDRO CORREA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: AÇO; ATRITO; TRIBOLOGIA; DESGASTE
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A principal motivação desta tese é ampliar o conhecimento atual sobre o comportamento tribológico de um aço inoxidável austenítico endurecível por precipitação (PH), o SAE XEV-F (ou DIN 1.4882), utilizado para a fabricação de válvulas de exaustão de motores de combustão interna para carros de passageiros. Para este propósito, foram realizados ensaios laboratoriais de deslizamento a seco usando este aço e outros, principalmente aços austeníticos e martensíticos, usados como materiais modelo para a caracterização comparativa do desgaste e do atrito. Os ensaios experimentais foram conduzidos usando um tribômetro SRV®4 em uma configuração esfera-disco com movimento alternado, em que os discos foram as amostras e as esferas são os contracorpos. Foram ensaiados quatro tipos de aços: a) AISI 310, b) SAE XEV-F, c) AISI H13, e d) SAE XEV-F nitretado. A esfera era feita de aço para rolamento AISI 52100. Os ensaios foram realizados a temperatura ambiente e usando condições fixas de tempo (distância total percorrida até 73.2 m), carga normal (100 N), frequência (10 Hz) e amplitude da oscilação (2 mm). O desgaste foi avaliado por meio de perda de massa, tanto do disco quanto da esfera, e exame das superfícies desgastadas utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), interferometria de correlação de coerência (ICC) e difração de raios-X (DRX). Os debris de desgaste resultantes da interação tribológica também foram investigados usando MEV e DRX. Adicionalmente, a evolução do coeficiente de atrito foi analisada. Também foram realizadas filmagens de alta velocidade e ensaios interrompidos em tempos de deslizamento específicos. Este trabalho reporta uma transição de desgaste severo para moderado que ocorre durante as a primeira fase da interação tribológica (running-in) e sua relação com a variação da carga nainterface durante os ensaios tribológicos. A transição de desgaste foi observada em diferentes tribo-sistemas de aço-contra-aço na configuração esfera-plano e ocorreu principalmente por efeitos combinados de dois fatores: a) a redução da pressão de contato, devida ao aumento da área nominal causada pelo desgaste; e b) o encruamento subsuperficial (quando relevante). A variação pressão/distância foi determinada experimentalmente e modelada empiricamente. Encruamento por deformação subsuperficial foi observável (e medível) principalmente nos aços austeníticos. Foram observadas diferenças significativas no desgaste (e atrito) entre os aços homogêneos (monofásicos) e o aço de válvula SAE XEV-F, heterogêneo (multifásico). O desgaste nos aços homogêneos apresentou uma correlação inversa com a dureza. O desgaste no aço válvula SAE XEV-F foi pronunciado (mesmo no regime de desgaste moderado) devido a um efeito combinado de dois fatores: a) a formação de debris duros, o que induziu uma componente abrasiva ao desgaste por deslizamento relativo, e b) a fratura subsuperficial do NbC, o que afetou significativamente a remoção de material devida à deformação plástica da matriz. O desgaste do aço nitretado SAE XEV-F foi menor que o das amostras não tratadas em quase duas ordens de grandeza. Os benefícios da nitretação no aço válvula SAE XEV-F foram dois: a) o aumento da dureza da superfície, e b) a prevenção da fratura e desprendimento de NbC, o que resulta em uma resistência de desgaste ainda maior.
- Imprenta:
- Data da defesa: 16.04.2018
-
ABNT
CORREA SALDARRIAGA, Pablo Alejandro. Severe-to-mild wear transition during running-in of different steel-on-steel tribosystems in ball-on-disc dry sliding reciprocating tests. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-28082018-075415/. Acesso em: 06 mar. 2026. -
APA
Correa Saldarriaga, P. A. (2018). Severe-to-mild wear transition during running-in of different steel-on-steel tribosystems in ball-on-disc dry sliding reciprocating tests (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-28082018-075415/ -
NLM
Correa Saldarriaga PA. Severe-to-mild wear transition during running-in of different steel-on-steel tribosystems in ball-on-disc dry sliding reciprocating tests [Internet]. 2018 ;[citado 2026 mar. 06 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-28082018-075415/ -
Vancouver
Correa Saldarriaga PA. Severe-to-mild wear transition during running-in of different steel-on-steel tribosystems in ball-on-disc dry sliding reciprocating tests [Internet]. 2018 ;[citado 2026 mar. 06 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-28082018-075415/
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
