Você já se perguntou por que certos materiais são mais resistentes ao desgaste do que outros? A resistência ao desgaste é uma propriedade essencial que determina a durabilidade e a vida útil de diferentes componentes. Neste artigo, vamos explorar a ciência por trás da resistência ao desgaste de materiais, explicando os fatores que influenciam essa propriedade e como ela pode ser medida.
Na busca pela compreensão da resistência ao desgaste, examinaremos os processos envolvidos, como a deformação plástica, o atrito e a lubrificação. Além disso, veremos como a estrutura atômica dos materiais, os tratamentos de superfície e as propriedades mecânicas afetam sua capacidade de resistir ao desgaste.
Ao compreender a ciência por trás da resistência ao desgaste de materiais, você poderá tomar decisões mais assertivas ao selecionar os materiais mais adequados para diferentes aplicações no que diz respeito aos aspectos técnicos e econômicos. O conhecimento sobre a resistência ao desgaste ajudará a garantir a durabilidade de peças com menores custos de manutenção ou custos com garantia para empresas fabricantes.
Então, prepare-se para mergulhar no fascinante mundo da ciência dos materiais e descobrir como a resistência ao desgaste é determinada.
Desafios para obter resistência ao desgaste
A obtenção de alta resistência ao desgaste em materiais pode ser um desafio devido a vários fatores. Um desafio significativo é encontrar o equilíbrio entre dureza e resistência. Embora os materiais mais duros tendam a ter melhor resistência ao desgaste, eles também são mais frágeis e propensos a fraturas. Portanto, é essencial selecionar materiais que apresentem a combinação certa de dureza e resistência para uma determinada aplicação.
Outro desafio é a otimização das características da superfície. Os tratamentos de superfície, como tratamentos térmicos e revestimentos, podem melhorar significativamente a resistência ao desgaste. No entanto, selecionar o método de tratamento mais adequado e garantir sua aplicação uniforme em toda a superfície pode ser complexo.
Como aumentar a resistência ao desgaste dos materiais?
A resistência ao desgaste é o resultado de todos os fatores de produção de um componente, que compreende desde a seleção do material, passando por métodos de transformação como usinagem, conformações, tratamentos térmicos, etc.
A maneira mais comum de aumentar a resistência ao desgaste de um componente é através da realização de tratamentos térmicos. Estes processos geram alterações na estrutura do metal para aumentar a sua dureza. Em muitos casos, a dureza pode melhorar a resistência ao desgaste por abrasão e erosão de uma superfície.
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Por outro lado, esse aumento de dureza pode tornar o componente mais frágil e este mesmo falhar por quebra durante a operação em um processo. Nesse caso, a composição de tratamentos térmicos (para manter o componente resistente mecanicamente, sem ser frágil), com a posterior aplicação de um revestimento superficial, como o carboneto de tungstênio, ou carboneto de cromo, aplicados pelo processo de aspersão térmica pode ser uma importante alternativa. Revestimentos aplicados por PTA e Laser Cladding também são excelentes alternativas.
Uma seleção assertiva do material de fabricação também pode ser um excelente meio para aumentar a resistência ao desgaste de materiais. Veja por exemplo o caso de superfícies submetidas ao desgaste por corrosão. Nesse caso, uma série de fatores pode tornar o mecanismo de desgaste mais ou menos agressivo (temperatura, concentração do corrosivo, tempo de exposição, etc) Um aço inoxidável, por exemplo, não resiste à corrosão de todos os meios, assim como um material cerâmico também não. Cada um deles é bom pra determinados meios.
Uma boa seleção de materiais, associada à boas escolhas de métodos de fabricação pode incrementar a vida útil de trabalho de um componente em mais de 1000% e esse incremento vai influenciar diretamente os principais indicadores de produção (como o indicador de OEE) e ainda proporcionar uma grande redução dos custos totais de manutenção. Uma sugestão para aumentar a assertividade nas escolhas é a realização de ensaios de desempenho (ensaio de abrasão, ensaio de corrosão, ensaio de erosão, etc) disponíveis em centros de pesquisa como os da Rijeza e LACOR (este último, especializado em corrosão). Esses testes são rápidos e baratos e reduzem o risco de danos aos equipamentos devido à escolhas não tão bem feitas.
O conhecimento de mecanismos de desgastes também é importante para o profissional realizar uma especificação mais próximo possível do adequado e especialmente com a melhor relação custo benefício. Lembre-se: nem sempre o material mais caro é o melhor. O melhor material é aquele que foi projetado para trabalhar dentro do ambiente que está sendo proposto.
Para ajudar nesses conhecimentos, nós preparamos um material em PDF contendo os principais mecanismos de desgaste encontrados na indústria. É só acessar o link abaixo e baixar o documento. Se você ainda tiver dúvida, pode entrar em contato com nossa engenharia pelo telefone (51) 3590 5400 ou pelo e-mail rijeza@rijeza.com.br. Nós podemos ajudar você a aumentar a durabilidade de suas peças. A Rijeza é especializada em resolver problemas de desgaste.
