Caracterização microestrutural de revestimentos de superligas de cobalto e de níquel e carboneto de tungstênio em matriz de cobalto em substrato de um aço API 5CT grau L80 depositados a laser e por aspersão térmica.

Abstract

A demanda por materiais metálicos de alta resistência mecânica e à corrosão tem sido recorrente na indústria de óleo e gás em virtude das agressivas condições de operação neste setor. Nesse sentido, a utilização de revestimentos de elevada resistência à corrosão sobre substratos que atendam aos requisitos mecânicos tem se mostrado uma alternativa eficiente. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a microestrutura do substrato de aço API 5CT grau L80 e dos diferentes revestimentos depositados sobre este pelos processos a LASER e por aspersão térmica. Foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica, MEV/EDS e ensaio de microdureza Vickers. Os resultados mostraram que os revestimentos depositados a LASER apresentam boa qualidade superficial, baixa porosidade, microestrutura dendrítica colunar e a formação de ZTA estreita em decorrência das características do processo. Nestes revestimentos foi observada a presença de partículas de segunda fase interdendríticas sob a forma de precipitados coerentes com a matriz austenítica (γ’) e carbonetos de morfologias variadas, ambos responsáveis pelo endurecimento do revestimento, além de fases do tipo Laves, prejudiciais às propriedades mecânicas do material. Com relação à ZTA, ocorreu um aumento no tamanho de grão austenítico nas regiões austenitizadas acima de 830°C, sendo o grão maior quanto mais alta a temperatura. A maior dureza na ZTA foi obtida na região com o menor tamanho de grão austenítico. Dessa forma, em regiões do substrato submetidas a temperaturas superiores a 830°C ocorreu um gradiente crescente de dureza na direção de um gradiente decrescente de temperatura. Já nas regiões da ZTA submetidas a temperaturas de 750 a 830°C, com microestrutura combinada de martensita e ferrita, ocorreu gradual redução da dureza, que é mais baixa quanto menor a fração austenitizada. Em temperaturas entre 650 e 750°C, ocorreu o re–revenimento do substrato original, reduzindo a dureza do mesmo. Nos revestimentos aspergidos termicamente, foi obtida microestrutura na forma de plaquetas lenticulares de estrutura lamelar. Foi também observada baixa aderência entre revestimento e substrato e a presença de heterogeneidades na forma de poros, trincas e inclusões de óxidos. Comparando a dureza obtida para o revestimento de Inconel 625 nos processos de deposição a LASER e aspersão, observou–se que no revestimento aspergido a dureza foi superior a do depositado a LASER, o que monstra a influência do tipo de processamento sobre as propriedades de um mesmo material.