Avaliação de propriedades tribológicas de ligas fundidas para aplicação na indústria de mineração

Abstract

Um dos principais desafios enfrentados pela indústria de mineração é o desgaste prematuro de equipamentos e componentes, o que acarreta aumento de custos operacionais devido às paradas para substituição, manutenção ou reparo das peças. Este trabalho tem como proposta avaliar as propriedades tribológicas de ligas metálicas desenvolvidas por fundição, destinadas à aplicação em componentes utilizados nesse setor. As ligas em estudo apresentam variações nos teores de carbono, cromo e molibdênio. Após a fundição e os tratamentos térmicos, essas ligas exibem diferenças significativas em dureza, resistência ao impacto e resistência ao desgaste, em função de suas distintas características microestruturais. O principal objetivo deste estudo foi comparar a resistência ao desgaste e ao impacto entre as ligas desenvolvidas, bem como correlacionar suas propriedades mecânicas de dureza e impacto, com o tipo de desgaste observado. Foram realizados ensaios de análise microestrutural, dureza, desgaste e impacto. Os resultados obtidos mostraram que os materiais com maior teor de carbono e elementos de liga (Cr e Mo), tiveram melhor desempenho em desgaste moderado, mas piores resultados em resistência ao impacto. As ligas com menores teores de carbono e elementos de liga (Cr e Mo) foram melhores no impacto e tiveram resistência ao desgaste satisfatórias. Todos os resultados foram comparados entre as ligas fundidas e tratadas termicamente. Espera-se que os resultados contribuam para futuros estudos e para o aprimoramento das aplicações industriais no setor de mineração.

One of the main challenges faced by the mining industry is the premature wear of equipment and components, which leads to increased operating costs due to downtime for replacement, maintenance, or repair of parts. This work aims to evaluate the tribological properties of metallic alloys developed by casting, intended for application in components used in this sector. The alloys under study present variations in carbon, chromium, and molybdenum content. After casting and heat treatments, these alloys exhibit significant differences in hardness, impact resistance, and wear resistance, due to their distinct microstructural characteristics. The main objective of this study was to compare the wear and impact resistance between the developed alloys, as well as to correlate their mechanical properties of hardness and impact with the type of wear observed. Microstructural analysis, hardness, wear, and impact tests were performed. The results showed that materials with higher carbon and alloying element (Cr and Mo) content performed better in moderate wear, but had worse results in impact resistance. Alloys with lower carbon and alloying element (Cr and Mo) content performed better in impact and had satisfactory wear resistance. All results were compared between cast and heat-treated alloys. It is expected that these results will contribute to future studies and the improvement of industrial applications in the mining sector.