Otimização da Resistência ao Desgaste e da Resistência à Tração de Revestimentos à Base de Níquel através do Reforço com Carboneto de Tungstênio

Embora a adição de WC aumente a dureza e a resistência ao desgaste dos revestimentos, um conteúdo excessivo de WC também pode induzir a iniciação e propagação de fraturas, aumentando a fragilidade e levando a falhas prematuras. Portanto, neste estudo, partículas de WC foram incorporadas em revestimentos à base de níquel por meio de recobrimento por arco plasma para otimizar seu conteúdo e distribuição, equilibrando suas propriedades de tração e resistência ao desgaste. Os revestimentos foram avaliados de forma abrangente através de análise microestrutural, testes de dureza, avaliação da resistência ao desgaste e teste de tração. Os resultados mostram que, à medida que a fração em massa de WC aumentou de 45% para 65%, o aumento do carbono promoveu significativamente a formação dos carbonetos M7C3, M6C e M23C6 e suprimiu a formação da fase γ. A análise microestrutural mostrou que o conteúdo de carbonetos maciços aumentou significativamente com o aumento do conteúdo de WC, e a análise de XPS confirmou ainda mais que as mudanças nas fases de WC e Cr7C3 foram particularmente pronunciadas no revestimento de alto WC. O revestimento de 65% de WC apresentou maior dureza (um aumento de 232 no HV1.0), um coeficiente de atrito mais baixo e mais estável (0,42) e melhor resistência ao desgaste do que o revestimento de 45% de WC, com uma taxa de desgaste de 3,329 × 10−6 mm3/(N·m)−1, que foi 3,709 × 10−6 mm3/(N·m)−1 menor do que a do revestimento de 45% de WC. Os resultados do teste de tração convencional mostram que a tensão e a deformação máximas do revestimento de 45% de WC foram 71% e 36% superiores às do revestimento de 65% de WC, respectivamente. Além disso, o revestimento de 45% de WC exibiu melhor ductilidade e características de quase fratura, enquanto o revestimento de 65% de WC mostrou um comportamento típico de fratura quebradiça. Os resultados dos testes de tração em campo também mostraram que o tempo de fratura do revestimento de 65% de WC foi 27 s menor do que o do revestimento de 45% de WC. No geral, o revestimento de 45% de WC teve uma boa combinação de resistência e tenacidade.