RESUMO Revestimentos são aplicados com o intuito de prolongar a vida útil de componentes que operam em ambientes agressivos. Revestimentos de material metal-cerâmico, conhecidos como cermet, como o WC-Co, consistem de carbonetos de tungstênio imersos numa matriz de cobalto e são utilizados como materiais resistentes ao desgaste. O processo de aspersão HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) é o mais adequado quando se quer obter revestimentos de carbonetos. A aspersão térmica HVOF apresenta revestimentos de excelente qualidade com relação à porosidade, dureza, resistência, densidade, rugosidade e aderência ao substrato. O presente estudo investiga e compara a resistência ao desgaste erosivo e abrasivo de revestimentos obtidos por HVOF, aplicados sobre substratos de aço AISI 1020. Foram realizados de ensaios de erosão, utilizando um tribômetro específico, teste de abrasão seguindo a norma ASTM G65-16, análise por micrografia eletrônica de varredura (MEV), microdureza e rugosidade dos revestimentos. Os materiais utilizados foram as ligas WC 12Co. Como resultado do ensaio de desgaste erosivo, o revestimento mostrou-se como uma boa opção quando se trata de resistência em ângulos de incidência menores. Na primeira hora de ensaio, a de taxa de erosão foi 42% maior em ângulo de 90º do que em ângulo de impacto de 30º. No ensaio de desgaste abrasivo, o resultado do desgaste volumétrico pode ser observado nas micrografias após ensaio, notando que houve uma retirada de carbonetos da superfície do revestimento, resultando em desgaste, na qual, as amostras tiveram uma perda volumétrica de 2,68 ± 0,28 mm³. Tais resultados indicam o material WC 12Co uma boa opção quando se trata de resistência ao desgaste para proteção de componentes mecânicos industriais.

ABSTRACT Coatings are applied in order to extend the life of components operating in harsh environments. Metal-ceramic coatings known as cermet, such as WC-Co, consist of tungsten carbides immersed in a cobalt matrix and are used as wear-resistant materials. The HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) spraying process is most suitable when one wants to obtain carbide coatings. The HVOF thermal spray presents excellent quality coatings with respect to porosity, hardness, strength, density, roughness and adhesion to the substrate. The present study investigates and compares the erosive and abrasive wear resistance of coatings obtained by HVOF, applied on AISI 1020 steel substrates. Were performed erosion tests using a specific tribometer, abrasion test according to ASTM G65-16, scanning electron microscope (SEM), microhardness and roughness of the coatings. The materials used were WC 12Co alloys. As a result of the erosive wear test, the coating has proved to be a good choice when dealing with resistance at lower angles of incidence. In the first hour of testing, erosion rate was 42% higher at 90° angle than at 30° impact angle. In the abrasive wear test, the result of the volumetric wear can be observed in the micrographs after the test, noting that there was a removal of carbides from the surface of the coating, resulting in wear, in which the samples had a volumetric loss of 2.68 ± 0.28 mm³. Such results indicate the WC 12Co material a good choice when it comes to wear resistance for protection of industrial mechanical components that suffer wear.

Resumo Revestimentos são crescentemente utilizados como alternativa de engenharia em projetos avançados. Diversas técnicas e processos estão disponíveis para a aplicação de revestimentos, dependendo da condição específica a que se destinam. Revestimentos para barreira térmica, conhecidos como TBC, fazem parte de uma série especial de revestimentos metal-cerâmicos com tradicional utilização na indústria aeronáutica e crescente aplicação nas indústrias automotiva e de turbinas industriais. Um dos maiores problemas dos TBCs é sua degradação devido à oxidação em alta temperatura da camada de ligação, levando à falha do revestimento por desplacamento. O presente estudo investiga e compara o comportamento de oxidação da camada de ligação de revestimentos para barreira térmica (TBC), tendo como material a liga NiAl, que é uma liga bastante utilizada devido a suas características em altas temperaturas e por ter uma boa adesão em vários substratos. A camada de ligação foi aplicada em um substrato de Aço ABNT 1020 pelo processo Flame Spray (Aspersão a chama). Para a realização dos testes de oxidação isotérmica, o forno utilizado foi regulado a uma temperatura de 1000°C em atmosfera de ar estático, com exposição das amostras por 24, 48, 96 horas e o resfriamento feito em ar atmosférico à temperatura ambiente. A análise do óxido crescido termicamente (TGO – Thermally Grown Oxide) em cada amostra foi feita relacionando os tempos de exposição, avaliando a taxa de óxidos por meio de medições de ganho de massa das amostras com revestimentos oxidados e análises por Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia Ótica.

Abstract Coatings are increasingly used as an alternative in advanced engineering projects. Coatings can be applied by various techniques and processes, depending on the specific condition as intended. Thermal Barrier Coatings, known as TBC, are part of a special series of metal-ceramic coatings with traditional use in the aviation industry and increasing application in the automotive and power generation turbine industries. They consist basically of two layers, a metallic bond coat and a ceramic top coat. A major problem is TBC degradation due to oxidation at high temperature of the bond coat, forming an oxide layer known as TGO, leading to complete failure of the coating. The present study investigates and compares the oxidation behavior of a NiAl bond coat, which is one of the widely used materials due to its characteristics at high temperatures and good adhesion to various substrates. The bond coat was applied to an SAE 1020 steel substrate by Flame Spray. To achieve the isothermal oxidation tests, the furnace equipment was set to a temperature of 1000 °C in static air atmosphere, with exposure of the samples at 24, 48 and 96 hours and cooling done in air at room temperature. Analysis of the thermally grown oxide (TGO) in each sample was performed by relating the exposure times, assessing the oxidation rate by measuring the mass gain of the samples with oxidized coatings and analysis by Optical and Scanning Electron Microscopy (SEM).