Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/92194
Title: Estudo da cavitação-erosão de materiais obtidos por sinterização
Other Titles: Study of the Cavitation-Erosion of materials obtained by sintering
Authors: Pinto, Daniel Borges
Orientador: Ramalho, Amílcar Lopes
Silva, Luís Miguel Cardoso Vilhena Pereira da
Keywords: Cavitação por ultrassons; Erosão; Carboneto de tungsténio; Protocolo de ensaio; Ultrasonic cavitation; Erosion; Tungsten carbide; Test protocol
Issue Date: 5-Nov-2020
Serial title, monograph or event: Estudo da cavitação-erosão de materiais obtidos por sinterização
Place of publication or event: Departamento de Engenharia Mecânica
Abstract: Apesar de existirem alguns trabalhos já publicados, o estudo dos efeitos erosivos da cavitação de ligas de metal duro à base de carboneto de tungsténio, ainda não está devidamente efetuado. Em especial, a influência do material da fase ligante, no comportamento em situações de cavitação de materiais sinterizados à base de carboneto de tungsténio, não é suficientemente conhecida. O objetivo principal desta dissertação, é caracterizar a resistência à cavitação de carboneto de tungsténio obtido por sinterização. Contudo, como no laboratório onde se desenvolveu o trabalho, não havia experiência prévia em estudos de cavitação, tornou-se imprescindível ultrapassar as fases finais do desenvolvimento de um equipamento de cavitação por ultrassons, bem como estabelecer as metodologias para quantificar e qualificar o dano resultante dos testes. Nesta dissertação são descritas as fases de montagem e de estudos prévios que se destinaram a validar procedimentos e a identificar e ultrapassar as dificuldades inerentes à adaptação da norma ASTM G32. Inclui-se um protocolo de ensaio que se mostrou ajustado à aplicação do equipamento desenvolvido à caracterização de carboneto de tungsténio. É também apresentado um conjunto de resultados que inclui a quantificação da evolução da cavitação ao longo do tempo de ensaio, bem como a caracterização da morfologia observada por microscopia eletrónica de varrimento nas superfícies sujeitas a cavitação. O equipamento desenvolvido mostrou-se adequado à caracterização do comportamento de materiais submetidos a cavitação, e permitiu identificar que a erosão por cavitação em materiais sinterizados de carboneto de tungsténio ocorre por remoção da fase ligante deixando sem suporte os grãos de carboneto de tungsténio, que posteriormente serão removidos.
Although there are some published studies, the erosive effects caused by cavitation on tungsten carbide-based alloys, is not yet properly done. In particular, the influence of the binder phase material on the behaviour of sintered materials based on tungsten carbide subjected to cavitation situations is not sufficiently known.The main objective of this dissertation is to characterize the cavitation resistance of tungsten carbide obtained by sintering. However, as there was no previous experience in cavitation studies in the laboratory where the work was developed, it became essential to overcome the final stages of the development of an ultrasonic cavitation equipment, as well as to establish the methodologies to quantify and qualify the resulting damage caused by the tests. This dissertation describes the stages of assembly and previous studies that were intended to validate procedures and to identify and overcome the difficulties inherent to the adaptation of the ASTM G32 standard.A test protocol is included, which proved to be adjusted to the application of the developed equipment for tungsten carbide characterization. A set of results is also presented that includes the quantification of the evolution of cavitation over the test time, as well as the characterization of the morphology observed by scanning electron microscopy on surfaces subject to cavitation. The developed equipment proved to be suitable for characterizing the behaviour of materials subjected to this phenomenon, and allowed to identify that cavitation erosion in sintered tungsten carbide materials occurs by removing the binding phase leaving tungsten carbide grains unsupported, which subsequently will be removed.
Description: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia
URI: http://hdl.handle.net/10316/92194
Rights: openAccess
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