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Type of Work: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA AO DESGASTE ENTRE LIGA ASTM A-532 II-D E LIGAS DE REVESTIMENTO DURO EM MARTELOS MOEDORES
Authors: Minatto, Rodrigo Martins
Advisor: Daleffe, Anderson
Description: Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica da UNISATC, como requisito parcial para à obtenção do título de Mestre em Engenharia Metalúrgica. Área de concentração: Caracterização e seleção de materiais
Abstract: Martelos fundidos em aço ASTM A-532 D II são amplamente utilizados como corpos moedores em moinhos de martelos na indústria de processamento mineral. Por padrão de eficiência e segurança, os martelos possuem sua vida útil limitada ao processo nos quais estão submetidos, ocorrendo sem exceção descarte parcial de material. Podem ser utilizados até que o limite de segurança contra ruptura seja alcançado, evitando fragilização e colapso dentro do equipamento. Em outros processos são substituídos quando o desgaste de suas arestas representa a redução da eficiência na fragmentação, produtividade e granulometria do produto final. Esta segunda condição representa alto índice de substituição, reduzida taxa de utilização e alto volume do corpo moedor descartado. Outros fatores relacionados ao impacto, como ruptura dos martelos e desgaste prematuro por migração do cromo superficial, sugerem que alternativas ao martelo fundido ASTM A-532 D II, como martelos com revestimento duro, sejam pesquisadas e apontadas. Dentro deste contexto, a presente pesquisa avaliou o desempenho da liga fundida em ASTM A-532 D II, frente a três ligas de revestimento duro, duas ligas do sistema FeCrC+Nb, e uma liga do sistema FeCrC+Ti, depositadas sobre metal base em aço manganês hadfield ASTM A-128 Gr C. Foram realizados ensaios de caracterização em laboratório e ensaios de aplicação em regime de produção “in situ”, este com martelos desgastados até o limite de segurança contra ruptura. Os resultados foram medidos, comparados e avaliados. Considerando os ensaios de caracterização em laboratório, sem incidência de impacto e variáveis do regime produtivo, a liga FeCrC+Nb(2), com microestrutura hipereutética e maior teor de carbono que as demais, apresentou a maior resistência ao desgaste abrasivo de baixa tensão, pela norma ASTM G65-16, com desgaste de 3,74 mm3/m x 10-3, enquanto a ASTM A-532 D II obteve 3,94 mm3/m x 10-3. Para os ensaios “in situ”, associando as variáveis do regime produtivo ao alto desgaste abrasivo e impacto, o revestimento FeCrC+Nb(2) sofreu desplacamento, não permitindo a conclusão dos ensaios finais “in situ”. Dentre as opções de revestimento duro, a liga FeCrC+Nb(1), apresentou desgaste 7,9% menor que a liga FeCrC+Ti. Porém, dentro dos critérios do ensaio, a liga ASTM A-532 D II apresentou resistência ao desgaste 68,9% superior ao revestimento em FeCrC+Nb(1), caracterizando destacado desempenho, dentro dos critérios aplicado, quando comparado com as alternativas revestidas.
Abstract in Foreign Language: Hammers cast in ASTM A-532 D II steel are widely used as a crushing element in hammer mills in the mineral processing industry. By efficiency and safety standards, hammers have their lifespan limited to the process to which they are submitted, occurring, without exception, partial discarding of material. They can be used until the safety limit against rupture is reached, avoiding embrittlement and collapse inside the equipment. In other processes, they are replaced when the wear of their edges represents a reduction in fragmentation, productivity, and granulometry efficiency of the final product. This second condition represents high replacement turnover, reduced usage rate and high volume of the grinding body discarded. Other factors related to impact, such as breakage of the hammers and premature wear due to surface chrome migration, suggest that the alternatives to the ASTM A-532 D II cast hammer, such as hard-coated hammers, be researched and investigated. Within this context, the present research evaluated the performance of ASTM A-532 D II alloy casting, against three hardfacing alloys, two alloys of the FeCrC+Nb system, and one alloy of the FeCrC+Ti system, deposited on hadfield manganese steel ASTM A-128 Gr C. Laboratory characterization tests were performed and application tests in "in situ" production regime, the latter with hammers worn down to the safety limit of rupture. The results were measured, compared and evaluated. Considering the characterization tests in the laboratory, without incidence of impact and variables of the production regime the FeCrC+Nb(2) alloy, with hypereutectic microstructure and higher carbon content than the others, showed the highest resistance to low stress abrasive wear, according to ASTM G65-16 standard, with wear of 3.74 mm3 /m x 10-3 while ASTM A-532 D II obtained 3.94 mm3 /m x 10-3. For the "in situ" tests, associating the production regime variables to the high abrasive wear and impact, the FeCrC+Nb(2) coating suffered fragmentation, not concluding the in situ tests in the effective stage. Among the hardfacing options, the FeCrC+Nb(1) alloy showed 7.9% less wear than the FeCrC+Ti alloy. However, within the test criteria ASTM A-532 D II alloy showed 68.9% greater wear resistance than FeCrC+Nb(1), featuring oustanding performance, within the criteria applied, when compared to the coated alternatives.
Keywords: Desgaste abrasivo; ASTM A532 D II; Revestimento Duro; Ligas FeCrC; Ligas FeCrC+Nb, ASTM A-128 Gr C.
Language: Português
Issue Date: 16-Dec-2022
Number of Pages: 122
Field of Knowledge: Caracterização e seleção de materiais
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