Desenvolvimento de modelo de previsão de microestrutura de revestimento de aço inoxidável por aspersão térmica e soldagem

Abstract

Resumo: Esta pesquisa desenvolve um modelo de previsão da microestrutura de um revestimento de aço inoxidável, realizando uma camada de ligação por aspersão térmica prévia à deposição por soldagem do revestimento, caracterizando um revestimento composto. O objetivo é minimizar o efeito da diluição e da formação de fases indesejáveis na aplicação de revestimentos via soldagem em superfícies dissimilares e entre diferentes aços inoxidáveis. Além de estudar e estruturar uma rigorosa base teórica sobre aços inoxidáveis para identificar os principais problemas de soldabilidade e da participação dos processos de soldagem na qualidade da formação dos revestimentos, foi desenvolvido um modelo de simulação, em planilha do Microsoft Excel®, da microestrutura final do revestimento composto com base no Diagrama de Schaeffler. Simulações foram realizadas depositando uma camada de ligação aspergida pelo processo a chama pó, seguida da deposição do revestimento por soldagem. O modelo insere no Diagrama de Schaeffler o ponto de solidificação do revestimento composto e identifica a microestrutura a ser obtida, considerando as zonas fundida e termicamente afetada. Os resultados simulados permitem observar qual seria a composição química ideal da camada de ligação depositada por aspersão térmica para obter um revestimento nas condições requeridas.

Abstract: This research develops a prediction model for the microstructure of a stainless-steel coating, making a thermal spray connection layer prior to welding-coated deposition, featuring a composite coating. The objective is to minimize the effect of dilution and the formation of undesirable phases in the application of welded coatings on dissimilar surfaces and between different stainless steels. In addition to studying and structuring a rigorous theoretical basis on stainless steels to identify the main problems of weldability and the participation of welding processes in the quality of the formation of coatings, a simulation model was developed, in a Microsoft ExcelTM spreadsheet, of the final microstructure composite coating based on the Schaeffler's Diagram. Simulations were carried out by depositing a bonding layer sprinkled by the powder flame spraying process, followed by welding deposition. The model inserts in the Schaeffler's Diagram the solidification state of the composite coating and identifies the microstructure to be obtained, considering the melted and heat-affected zones. The simulated results allow us to observe what would be the ideal chemical composition of the bonding layer deposited by thermal spraying to obtain a coating in the required conditions.