Estudo das características de um revestimento de aço inoxidável SAE 420, aplicado por diferentes processos de aspersão térmica

Abstract

Este estudo realiza uma análise detalhada dos resultados obtidos no processo de aspersão térmica de revestimentos de aço inoxidável SAE 420, aplicados sobre substratos de aço SAE 1020, amplamente utilizados na fabricação de componentes mecânicos e com ampla adoção no contexto industrial. O processo de aspersão térmica tem como objetivo criar uma camada com propriedades diferenciadas do metal base, promovendo melhorias nas características mecânicas, químicas e físicas do material, com impacto direto na resistência ao desgaste, na dureza e na integridade superficial da peça revestida. Foram testados diferentes métodos de aspersão térmica — Chama Spray com arame tubular e com pó metálico, HVOF e arco com arame — e avaliados seus efeitos por meio de ensaios de dureza, resistência ao desgaste e análise metalográfica detalhada das camadas depositadas. Cada técnica mostrou capacidade de induzir microestruturas e propriedades mecânicas distintas, apesar de a matéria-prima ser comum entre os métodos, sugerindo que o tipo de processo tem influência decisiva na formação de camadas com características específicas de porosidade, presença de óxidos e variações na homogeneidade da estrutura. Para uma caracterização aprofundada, foi aplicada uma análise quantitativa em software (IMAGEJ), com o intuito de mensurar a presença de poros e óxidos, elementos críticos para a resistência e durabilidade dos revestimentos, possibilitando uma correlação detalhada entre as variáveis do processo de aspersão e as propriedades microestruturais e mecânicas dos revestimentos obtidos. Após a realização das análises, verificou-se a melhor qualidade do revestimento obtido através do processo de HVOF. Constatando-se menor incidência de óxidos e poros. Resultado que converge com o esperado de acordo com o referencial técnico.

This study performs a detailed analysis of the results obtained in the thermal spray process of SAE 420 stainless steel coatings, applied to SAE 1020 steel substrates, which are widely used in the production of critical components with broad adoption in industrial contexts. The objective of the thermal spray process is to create a layer with properties distinct from those of the base metal, enhancing the mechanical, chemical, and physical characteristics of the material, directly impacting wear resistance, hardness, and surface integrity of the treated part. Different thermal spray methods were tested — Flame Spray with tubular wire and metallic powder, HVOF, and wire arc — and their effects were evaluated through hardness, wear resistance tests, and detailed metallographic analysis of the deposited layers. Each technique demonstrated the ability to induce distinct microstructures and mechanical properties, despite the same raw material being used across methods, suggesting that the type of process has a decisive influence on the formation of layers with specific characteristics of porosity, oxide presence, and structural homogeneity variations. For a more in-depth characterization, quantitative analysis was performed using software (IMAGEJ) to measure the presence of pores and oxides, critical elements for the coatings’ resistance and durability, enabling a detailed correlation between the thermal spray process variables and the resulting microstructural and mechanical properties of the coatings.