Estudo de aços inoxidáveis modificados com boro e nitrogênio visando a obtenção de materiais resistentes ao desgaste e com baixo coeficiente de atrito

Resumo

A indústria do petróleo é de extrema importância econômica e tecnológica e nos últimos anos tem ganhado crescente destaque no Brasil. Os desafios encontrados, do ponto de vista dos componentes e materiais empregados, são inúmeros e multifacetados, em especial devido as condições severas de desgaste e corrosão encontradas em plataformas offshore. Um caso crítico é dos tubos utilizados na perfuração e exploração de poços de petróleo, os chamados risers. Aços inoxidáveis laminados a quente são tipicamente utilizados para essa aplicação e possuem resistência a corrosão adequada, porém, sob algumas circunstâncias, apresentam propriedades tribológicas insuficientes. Em um projeto recente coordenado pelo Prof. Bolfarini do DEMa/UFSCar em parceria com a Petrobras, aços inoxidáveis modificados com adições de boro a fim de promover a formação de partículas duras (boretos), preparados via conformação por spray e técnicas de revestimento, mostraram-se extremamente promissores em relação a resistência ao desgaste em adição à excelente resistência a corrosão. Como desdobramento natural desse bem sucedido projeto, outra propriedade de grande importância para um sistema tribológico, o coeficiente de atrito, é investigada nesse estudo. Nesse contexto, uma solução metalúrgica para aumentar a resistência ao desgaste e simultaneamente reduzir o coeficiente de atrito foi idealizada, a qual é baseada na adição ou precipitação de partículas duras e partículas lubrificantes. Dentre os materiais lubrificantes de alto desempenho, destaca-se o nitreto de boro hexagonal devido ao seu arranjo hexagonal similar ao grafite. Consequentemente, esse projeto está centrado no estudo de aços inoxidáveis modificados com nitrogênio e boro preparados via conformação por spray a fim de obter precipitações in situ de boretos de ferro/cromo e nitretos de boro hexagonal. O ponto de partida será um aço inoxidável super duplex com 0,3%N em peso e adições progressivas de boro, após cálculos de simulação a serem realizados na plataforma Thermocalc. Serão avaliadas a resistência a corrosão e ao desgaste e os resultados obtidos comparados com os materiais desenvolvidos até o momento pelo grupo de pesquisa e os utilizados comercialmente. (AU)