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Estudo de aços inoxidáveis modificados com boro e nitrogênio visando a obtenção de materiais resistentes ao desgaste e com baixo coeficiente de atrito

Processo: 14/27073-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2015
Vigência (Término): 06 de fevereiro de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Claudemiro Bolfarini
Beneficiário:Juliano Soyama
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/05987-8 - Processamento e caracterização de ligas metálicas amorfas, metaestáveis e nano-estruturadas, AP.TEM
Assunto(s):Conformação por spray   Desgaste dos materiais   Aço inoxidável

Resumo

A indústria do petróleo é de extrema importância econômica e tecnológica e nos últimos anos tem ganhado crescente destaque no Brasil. Os desafios encontrados, do ponto de vista dos componentes e materiais empregados, são inúmeros e multifacetados, em especial devido as condições severas de desgaste e corrosão encontradas em plataformas offshore. Um caso crítico é dos tubos utilizados na perfuração e exploração de poços de petróleo, os chamados risers. Aços inoxidáveis laminados a quente são tipicamente utilizados para essa aplicação e possuem resistência a corrosão adequada, porém, sob algumas circunstâncias, apresentam propriedades tribológicas insuficientes. Em um projeto recente coordenado pelo Prof. Bolfarini do DEMa/UFSCar em parceria com a Petrobras, aços inoxidáveis modificados com adições de boro a fim de promover a formação de partículas duras (boretos), preparados via conformação por spray e técnicas de revestimento, mostraram-se extremamente promissores em relação a resistência ao desgaste em adição à excelente resistência a corrosão. Como desdobramento natural desse bem sucedido projeto, outra propriedade de grande importância para um sistema tribológico, o coeficiente de atrito, é investigada nesse estudo. Nesse contexto, uma solução metalúrgica para aumentar a resistência ao desgaste e simultaneamente reduzir o coeficiente de atrito foi idealizada, a qual é baseada na adição ou precipitação de partículas duras e partículas lubrificantes. Dentre os materiais lubrificantes de alto desempenho, destaca-se o nitreto de boro hexagonal devido ao seu arranjo hexagonal similar ao grafite. Consequentemente, esse projeto está centrado no estudo de aços inoxidáveis modificados com nitrogênio e boro preparados via conformação por spray a fim de obter precipitações in situ de boretos de ferro/cromo e nitretos de boro hexagonal. O ponto de partida será um aço inoxidável super duplex com 0,3%N em peso e adições progressivas de boro, após cálculos de simulação a serem realizados na plataforma Thermocalc. Serão avaliadas a resistência a corrosão e ao desgaste e os resultados obtidos comparados com os materiais desenvolvidos até o momento pelo grupo de pesquisa e os utilizados comercialmente. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SOYAMA, JULIANO; LOPES, THIAGO PAMA; ZEPON, GUILHERME; KIMINAMI, CLAUDIO SHYINTI; BOTTA, WALTER JOSE; BOLFARINI, CLAUDEMIRO. Wear Resistant Duplex Stainless Steels Produced by Spray Forming. METALS AND MATERIALS INTERNATIONAL, v. 25, n. 2, p. 456-464, MAR 2019. Citações Web of Science: 2.
LOPES, THIAGO PAMA; SOYAMA, JULIANO; ZEPON, GUILHERME; COSTA NASCIMENTO, ALEXANDRE ROMAO; COSTA E SILVA, ANDRE; KIMINAMI, CLAUDIO SHYINTI; BOTTA, WALTER JOSE; BOLFARINI, CLAUDEMIRO. Thermodynamic Calculations for the Investigation of Phase Formation in Boron-Modified Ferritic Stainless Steel. JOURNAL OF PHASE EQUILIBRIA AND DIFFUSION, v. 38, n. 3, p. 343-349, JUN 2017. Citações Web of Science: 2.
SOYAMA, JULIANO; ZEPON, GUILHERME; LOPES, THIAGO PAMA; BERALDO, LEAMAR; KIMINAMI, CLAUDIO SHYINTI; BOTTA, WALTER JOSE; BOLFARINI, CLAUDEMIRO. Microstructure formation and abrasive wear resistance of a boron-modified superduplex stainless steel produced by spray forming. Journal of Materials Research, v. 31, n. 19, p. 2987-2993, OCT 2016. Citações Web of Science: 5.

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