Efeito do NbC em revestimentos de aço inoxidável austenítico depositados por laser cladding

Abstract

Muitos componentes da indústria estão sujeitos a condições severas durante o serviço, como desgaste abrasivo, esforços mecânicos e corrosão. Frequentemente é possível encontrar aplicações com combinações de duas ou mais destas condições citadas. Neste contexto, a aplicação de um revestimento que apresente desempenho superior ao material de base pode ser recomendável. No presente estudo foram realizadas deposições pela técnica de deposição a laser (laser cladding) com o objetivo de obter cordões a partir de pós compósitos. Para tanto, foi utilizado o aço inoxidável AISI 316L como material de matriz e o carbeto de nióbio (NbC) como agente de reforço e ambos foram adicionados na forma de pó pela técnica de alimentação coaxial do material de adição. A partir da análise dos materiais de adição como recebido, constatou-se a necessidade da realização de separação granulométrica, mais precisamente a classificação do carbeto de nióbio (NbC), de forma a adequar a sua distribuição granulométrica de acordo às recomendações do fabricante do sistema de alimentação do pó. Os dois materiais foram misturados e alimentados por um alimentador de pó para obtenção dos cordões a partir dos materiais em pó. Os depósitos foram obtidos com as variações dos parâmetros de potência e velocidade de escaneamento do laser, mantendo-se os demais parâmetros constantes. Ademais, tais variações nos parâmetros foram aplicados para concentração, em peso, de NbC na matriz de 316L na proporção de 10/90% e 30/70%, respectivamente. Nos cordões depositados foram avaliados os seguintes aspectos: diluição, características macro e microestrutural e as características mecânicas através do ensaio de microdureza das deposições. Em todos os cordões foram encontradas porosidades, frequentemente observadas próximas às interfaces 316L/NbC. Tal fato foi relacionado principalmente à baixa molhabilidade do material cerâmico na presença da matriz líquida durante o processamento, sendo observado os menores volumes de poros porcentagens maiores de NbC (30%) adicionados à matriz. Do ponto de vista microestrutural, foi constatado evidências de uma parcial dissolução do NbC no 316L devido ao ciclo térmico sofrido pelo material. Foi observado que a presença do Nb e C dissolvidos na matriz (316L) favoreceram recombinação destes por meio de uma transformação eutética ou formando pacotes de NbC sem, contudo, formar outros carbonetos, a dependente da quantidade de material de reforço adicionado. Tais elementos também favoreceram o aumento no grau de super resfriamento constitucional que, por sua vez, gerou a formação preferencial da substrutura de solidificação dendrita colunar. Não foram observados aumentos significativos de microdureza nos cordões com 10% de carbeto de nióbio em comparação aos resultados encontrado na literatura para deposições com apenas 316L. No entanto, nos depósitos com 30% de NbC foram observados aumentos significativos nos valores de microdurezas, destacando-se o cordão com maiores potências e velocidades de escaneamento, com média de microdureza superior a 650 Hv0,5/15.