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Resistência à erosão por cavitação de aços inoxidáveis austeníticos CrMnSiN depositados por PTA Cavitation erosion resistance of CrMnSiN austenitic stainless steels deposited by PTA

By Hélio Ormeu Ribeiro, Augusto José de Almeida Buschinelli, Jair Carlos Dutra and Ana Sofia Clímaco Monteiro D´Oliveira

Abstract

A erosão por cavitação deteriora componentes em serviço, tais como partes metálicas de bombas de água, válvulas e, em especial, pás de turbinas hidráulicas, sendo nesse último caso responsável por elevados prejuízos ligados tanto aos custos da manutenção direta, como sobretudo às perdas por interrupção na geração de energia elétrica. Dentre os materiais aplicados no reparo por soldagem de danos por cavitação incluem-se aços inoxidáveis tradicionais tipo AISI 308 e 309, aços inoxidáveis ao Co e ligas à base de Co (stellites), caracterizando-se essas últimas pela maior sensibilidade a trincas, dificuldade de esmerilhamento e pelo mais alto custo. Nesse contexto este trabalho buscou formular, depositar e analisar o desempenho de aços inoxidáveis austeníticos CrMnSiN, soldados pelo processo PTA. A resistência à erosão por cavitação foi avaliada segundo a norma ASTM G 32-92. A microestrutura foi caracterizada por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura e a formação de martensitas &#945;' e &#949;, induzida pela cavitação, foi avaliada por difração de raios-X. A integridade da superfície dos depósitos foi controlada por END, além disso a dureza e a facilidade de acabamaneto por esmerilhamento serviram como critérios para avaliar os revestimentos soldados. Verificou-se que os revestimentos aplicados por PTA eram livres de trincas de solidificação, com baixa porosidade, boa molhabilidade e adequado acabamento superficial. A melhor liga inoxidável austenítica elaborada (0,03%C; 0,35% N; 13,2%Cr; 11,8% Mn; 2,8%Si; bal %Fe) mostrou uma resistência à erosão por cavitação próxima aquela das principais ligas comerciais.<br>Cavitation erosion deteriorates components like metallic parts of water pumps, valves and blades of hydraulic turbines, in this last case being responsible for high economical losses, associated to direct maintenance costs, but above all due to the interruption of the electric power generation. Among the materials usually applied in the welding repair of cavitation erosion are included the common stainless steels AISI 308 and 309, special Co-alloyed stainless steels and Co-base alloys (stellites), whereby these have as handicap a higher susceptibility to cracking, the difficult in finishing by grinding and the higher cost. In this context this work had the purpose to design, develop and evaluate CrMnSiN austenitic stainless steels, as deposited by the PTA process. The cavitation erosion resistance was evaluated using the vibratory ultrasonic test according ASTM G32-92. The microstructure was analyzed by means of optical and scanning electronical microscopy and the nature of phases present in the coatings - the cavitation induced formation of martensites &#945;' and &#949; - was estimated by x-rays diffraction. Besides that the surface quality as examined by NDT, the hardness and the feasibility of finishing by grinding, where all evaluation criteria of the welded deposits. It was verified that the coatings applied by PTA were free from solidification cracks, had low porosity, good wetability and adequate surface finishment. The best austenitic stainless steel developed (0,03%C; 0,35% N; 13,2%Cr; 11,8% Mn; 2,8%Si; bal %Fe) showed a cavitation erosion resistance quite near the most resistant commercial alloys

Topics: Cavitação, processo PTA, soldagem de revestimento, aços inoxidáveis austeníticos, Cavitation, PTA process, hardfacing, austenitic stainless steels, LCC:Mining engineering. Metallurgy, LCC:TN1-997, LCC:Technology, LCC:T, DOAJ:Mining and Metallurgy, DOAJ:Technology and Engineering
Publisher: Associação Brasileira de Soldagem
Year: 2010
DOI identifier: 10.1590/S0104-92242010000200006
OAI identifier: oai:doaj.org/article:71d4dbe6b484438fbb9f929f34c032d4
Journal:
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