BRPI0700840B1 - Liga para mancal de rolamento de aeronaves, emprego da mesma e mancais ou partes de mancais - Google Patents

Liga para mancal de rolamento de aeronaves, emprego da mesma e mancais ou partes de mancais Download PDF

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BRPI0700840B1
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Peissl Sven
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Eglsäer Sabine
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Abstract

liga para mancais de rolamento. a invenção refere-se a uma liga para mancais de rolamento de aeronaves para que sejam preparáveis mancais de rolamento, que apresentem boas propriedades mecânicas concomitantemente com pequeno desgaste e reduzida fadiga por contato de rolagem e também grande resistência contra corrosão, é sugerida uma liga que contenha (em porcentagem em peso) 0,45 até 1,0 % de carbono no máx. 2,0% de manganês no máx. 1,0 % de sílicio 8,5 até 11,5% de cromo 1,0 até 4,5% de molíbdênio 1,0 até 2,5% de vanádio no máx. 2,0% de tungstênío no máx. 0,5% de niábio máx 0,5%tântalo no máx 3,0 % de níquel no máx 0,5% de cobalto no máx 0,1 % de alumínio no máximo 0,01% de nitrogênio, traços de ferro e impurezas devido à preparação.

Description

(54) Título: LIGA PARA MANCAL DE ROLAMENTO DE AERONAVES, EMPREGO DA MESMA E MANCAIS OU PARTES DE MANCAIS (51) Int.CI.: C22C 38/00; C22C 38/18; C22C 38/44; C22C 38/58; F16C 19/00 (30) Prioridade Unionista: 20/03/2006 AT A 456/2006 (73) Titular(es): BÕHLER EDELSTAHL GMBH (72) Inventor(es): ROLAND RABITSCH; SVEN PEISSL; REINHOLD EBNER; SABINE EGLSÀER
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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para LIGA PARA MANCAL DE ROLAMENTO DE AERONAVES, EMPREGO DA MESMA E MANCAIS OU PARTES DE MANCAIS.
[001] A invenção refere-se a uma liga para mancais de rolamento de aeronaves.
[002] Além disso, a invenção ainda tem como objeto um mancal ou peça de mancal.
[003] Mancais de rolamentos para automóveis, durante a operação, são submetidos a variadas cargas e solicitações, às quais eles devem resistir por um tempo o maior possível. Dentre estas, pode-se contar, entre outras, com cargas mecânicas dinâmicas causadas pelo deslizamento, um sobre o outro, ou rolamento de peças de mancal, assim como pelo ataque por corrosão de agentes de lubrificação agressivos. Em aeronaves, dificultando ainda mais, as temperaturas de trabalho de mancais de rolamento podem estar na faixa de várias centenas de graus Celsius. Por exemplo, em mancais de rolamento de turbinas de aviões, mesmo na fase de pós-funcionamento, mesmo quando a carga é baixa, mas a refrigeração não está presente, são medidas temperaturas em torno de 250oC.
[004] Muito particularmente são feitas, portanto altas exigências a mancais de rolamento de aeronaves, referentes à capacidade de carga e tempo de uso, para que sejam aptos para emprego. São exigidas grande resistência e tenacidade, reduzido desgaste e pequena fadiga de rolamento por contato no emprego assim como uma elevada resistência à corrosão também a elevadas temperaturas. Além disso, uma superfície do mancal de rolamento exposta a aditivo de fosfato de tricresila, presente principalmente no óleo empregado para turbinas de avião Mobil Jet II, deve apresentar uma reatividade satisfatória, de modo que possa ser formada uma camada de reação protetora para minimização do desgaste. A reatividade da superfície da superfície do
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2/14 mancal com o aditivo do lubrificante é fortemente dependente da natureza química da superfície do mancal. Numa visão geral produz-se assim um perfil de exigências diversificado para mancais de rolamento para aeronaves. Essas devem ser satisfeitas através do emprego de uma liga apropriada.
[005] Segundo DIN 17230 os materiais dos mancais de rolamento mais usuais são subdivididos em cinco grupos, a saber: em primeiro lugar os aços de mancais de rolamento endurecíveis (por exemplo, 1000r6 ou SAE 52100), em segundo lugar os aços cementados (por exemplo, 17 MnCr5 ou SAE 8620), em terceiro lugar aços revenidos (por exemplo, 43CrMo4 ou SAE 4340), em quarto lugar aços resistentes à corrosão (por exemplo, AISI 440C, X30CrMoN15 ou X45Cr13) e em quinto lugar aços resistentes a calor e ligas duras (por exemplo, M50 ou AISI T1). Para mancais de aeronaves dos grupos de matériasprimas colocadas à disposição impuseram-se aços resistentes a calor, dentre os quais principalmente a liga M50, um aço rápido de baixa liga, e variantes dessas ligas são empregadas. O papel preponderante há décadas da liga M50 como material de mancal de rolamento para aeronaves se deve a suas propriedades mecânicas e boas propriedades de fadiga. Em contraponto, a sua resistência à corrosão é absolutamente insatisfatória o que, entretanto, tem sido tolerado devido à falta de alternativas disponíveis.
[006] Como persiste a busca por mancais de rolamento com maior capacidade de desempenho e de maior confiabilidade, continua-se a pesquisar ligas melhores, se comparadas com a liga M50. No pedido de patente US 4.150.978 são divulgadas ligas individuais na faixa de composição (em % em peso) de 0,8 a 1,6% de carbono, máx. 0,5% de silício, máx. 0,5% de manganês, máx. 0,1% de enxofre, máx. 0,015% de fósforo, 12 a 20% de cromo, 2 a 5% de molibdênio, até 3% de tungstênio, 0,5 a 3,0% de vanádio, até 0,5% de titânio, máx. 0,03% de
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3/14 alumínio, máx. 0,5% de níquel, máx. 0,5% de cobalto, máx. 0,5% de cobre, máx. 0,05% de boro, máx. 0,05% de nitrogênio, traços de ferro e de impurezas. Essas ligas apresentam um melhor comportamento em ensaios de contato de rolamento, se comparadas com M50, e devem ser empregáveis também em meios corrosivos, entretanto não conseguiram prevalecer na prática.
[007] Um outro emprego hoje consiste em ligas endurecíveis na camada periférica resistentes à corrosão com máx. 0,1% em peso de carbono e teores de cromo de pelo menos 13% em peso. Para atingir durezas superficiais suficientes, e assim uma resistência a desgaste suficiente, esses materiais precisam, entretanto ser submetidos a processos endurecedores da camada periférica, sendo que, entretanto, as propriedades contra corrosão são fortemente prejudicadas pelos processos de carbonização e nitrogenação.
[008] Ligas conhecidas para mancais de rolamentos de aeronaves podem até preencher muitos dos requisitos listados no perfil de exigências no começo deste trabalho, entretanto deixam fortemente a desejar em pelo menos uma propriedade, por exemplo, a resistência contra corrosão. Não preencher essa propriedade é na maior parte das vezes suficiente para reduzir fortemente a durabilidade, dessa forma reduzindo o âmbito de emprego de tal mancal de rolamento. Para o valor e o tempo de utilização de um mancal de rolamento é em princípio indiferente se ele precisa ser trocado por razões de fadiga ou por surgimento de corrosão. Em outras palavras, melhores propriedades mecânicas não têm utilidade, caso a corrosão leve a uma falha prematura do mancal. Inversamente, uma alta resistência à corrosão de nada vale, caso após curtos tempos de emprego ocorram rupturas por fadiga e/ou desgaste prematuro.
[009] Baseado nisto, é objetivo desta invenção disponibilizar uma liga, a partir da qual sejam fabricáveis mancais de rolamento, que
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4/14 apresentam além de boas propriedades mecânicas, baixo desgaste e baixa fadiga por contato de rolamento, apresentam também mais alta resistência à corrosão.
[0010] Um outro objetivo desta invenção é o fornecimento de mancais ou peças de mancais, em particular mancais de rolamento ou partes de mancais de rolamento, que apresentam tanto boas propriedades mecânicas, baixo desgaste e baixa fadiga por contato de rolamento, quanto também alta resistência à corrosão [0011] O primeiro objetivo da invenção é solucionado por uma liga de acordo com a reivindicação 1. Variantes vantajosas de uma liga de acordo com a invenção são objeto das reivindicações 2 até 12.
[0012] As vantagens de uma liga de acordo com a invenção jazem em particular em seu perfil de propriedades, baseado no qual a liga é excelentemente adequada para mancais de rolamento de aeronaves. Esse perfil de propriedades abrange em particular alta resistência, baixo desgaste e baixa fadiga por contato de rolamento na operação como material de mancal de rolamento, e uma excepcionalmente alta resistência à corrosão. A fim de que esse perfil de propriedades seja atingido, os teores de elementos de liga individuais são ajustados de propósito, sendo que os teores de acordo com a invenção expressam tanto os efeitos dos elementos de liga individuais, como também as interações entre eles. Esses efeitos são descritos a seguir.
[0013] Em uma liga de acordo com a invenção, ao lado de ferro e de impurezas causadas pelo processo, ocorrem os seguintes elementos com os seguintes teores (em % em peso):
[0014] carbono (C) com um teor de 0,45 a 1,0%, para proporcionar uma alta dureza a uma liga de acordo com a invenção. Em caso de teores acima de 1,0% há o perigo de que se formem carbonetos metálicos ricos em cromo do tipo M7C3, através do que esse metal, que é responsável pela resistência à corrosão, é removido da matriz estrutuPetição 870170088871, de 17/11/2017, pág. 8/23
5/14 ral, e conseqüentemente a resistência contra corrosão é reduzida. Esses carbonetos tipo M7C3 são, além disso, grossos, o que tem efeito negativo nos mancais no que se refere ao comportamento de desgaste. Teores abaixo de 0,45% levam a durezas demasiadamente baixas e ocorre a possibilidade de que se forme uma δ-ferrita indesejável na preparação. Um teor ótimo de carbono está na faixa de 0,55 a 0,75%. Nessa faixa de teor pode ser conseguida uma morfologia de carboneto adequada, a saber uma formação preponderante de carbonetos-MC ou carbonetos mistos-MC. Os carbonetos MC contribuem para uma alta dureza, e não prejudicam a resistência contra corrosão, visto que apenas o cromo necessário para formação de uma camada passiva é retirado da matriz.
[0015] Em um liga de acordo com a invenção, manganês (Mn) pode estar presente até o máximo de 2,0%. Para manter baixa a formação de austenita residual, o teor de manganês é limitado de preferência a 0,3%.
[0016] Silício (Si) é necessário para a desoxidação e pode estar presente em teores de no máximo 1,0%. Visto que silício pode atuar de forma fortemente fragilizadora e pode favorecer a formação de δferrita, é vantajoso limitar o teor de silício na faixa de 0,05 a 0,2%. [0017] Assim como o silício, o alumínio também favorece a formação de δ-ferrita. Um teor de alumínio deve, portanto, estar limitado a 0,1%.
[0018] Cromo (Cr) está previsto em teores de 8,5 a 11,5%. Teores de cromo acima de 11,5% levam à formação reforçada de carbonetosM7C3, os quais conforme já mencionado atuam desvantajosamente sobre a resistência contra corrosão. Em caso de teores de cromo abaixo de 8,5%, não é atingível a necessária resistência contra corrosão. De preferência o teor de cromo, ajustado ao teor de carbono, se situa na faixa de 9,5 a 10,5%. Nesta faixa as parcelas de carbonetosPetição 870170088871, de 17/11/2017, pág. 9/23
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M7C3 são baixas e atinge-se uma excepcionalmente alta resistência contra corrosão, ainda com boas propriedades mecânicas.
[0019] Molibdênio (Mo) se apresenta em uma faixa de 1,0 a 4,5% e contribui positivamente, nessa faixa de teor, para uma alta resistência contra corrosão. Teores mais altos do que 4,5% levam, para os teores de carbono presentes, surpreendentemente a nenhuma melhoria da resistência contra corrosão. Ao contrário, para maiores teores de molibdênio e dado carbono a tendência da resistência contra a corrosão é decrescente. Isto pode ser explicado por uma formação reforçada de carbonetos- M7C3 e/ou de carbonetos- M6C, os quais levam a um empobrecimento de molibdênio na matriz, e assim levam a uma elevada ocorrência de corrosão.
[0020] Vanádio (V) se situa na faixa de teor de 1,0 a 2,5% e promove nessa faixa uma formação indesejada de carbonetos-MC. Para teores mais elevados do que 2,5% podem ocorrer separações de carbonetos brutos do fundente, durante a preparação. Em caso de teores mais baixos do que 1,0% cai a efetividade com respeito à formação de carbonetos-MC.
[0021] Tungstênio (W) pode estar previsto na faixa de até 2,0%. Teores mais altos do que 2,0% são desvantajosos, visto que semelhantemente como para os teores de molibdênio maiores do que 4,5% em particular podem ser formados carbonetos- M6C, e adicionalmente aumenta a tendência à formação de carbonetos- M7C3 , em combinação com os teores de cromo presentes. De preferência o teor de tungstênio está limitado a 0,5%.
[0022] Nióbio (Nb) e/ou tântalo (Ta) podem estar presentes em uma liga de acordo com a invenção com no máximo 0,5%, e nesses baixos teores favorecem a formação de carbonetos-MC. Teores mais elevados do que 0,5% podem causar a separação de carbonetos grossos diretamente do fundente. Esses carbonetos grossos são indePetição 870170088871, de 17/11/2017, pág. 10/23
7/14 sejados, visto que as propriedades de rolamento e de deslizamento dos mancais é influenciada negativamente.
[0023] Cobalto (Co) pode estar presente em uma parcela de no máximo 0,5%. Esse elemento influencia negativamente a resistência contra corrosão a elevadas temperaturas de emprego, visto que ele eleva a força promotora de formação de carbonetos- M7C3. Além disso, com o aumento do teor de cobalto piora sensivelmente a tenacidade do corpo de prova acima do máximo de dureza secundária. É vantajoso, portanto, limitar o teor desse elemento a menos do que respectivamente 0,2%.
[0024] Níquel (Ni) reduz, assim como Co, a resistência contra corrosão devido à aumentada força motriz para formação de carbonetosM7C3, entretanto teores de Ni crescentes resultam em melhores propriedades de dutilidade. Dependendo do perfil de exigências, deve-se buscar um teor de 0 a 3%.
[0025] Nitrogênio (N) favorece uma formação de austenita residual e, portanto deveria se apresentar em teores de no máximo 0,01%. [0026] Outro objetivo da invenção é atingido por um mancal ou peça de mancal de acordo com a reivindicação 12. Visto que o mancal ou peça de mancal satisfaz um perfil de exigências complexo, com respeito à resistência, comportamento adequado de desgaste e baixa fadiga de rolamento de contato, e adicionalmente ainda apresenta uma extraordinariamente alta resistência contra corrosão, é dada uma longa duração de operação. As vantagens de um tal mancal ou peça de mancal são visíveis principalmente por sua alta capacidade de suportar cargas também em contato com meios corrosivos.
[0027] Outras vantagens e efeitos da invenção são evidentes a partir do conjunto da descrição e dos exemplos de execução.
[0028] A seguir a invenção é esclarecida por meio de resultados de ensaios e comparada com o estado da técnica.
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8/14 [0029] As figuras mostram:
[0030] Fig. 1: disposição de teste para execução de Ensaios Ballon-disc (BOD);
[0031] Fig. 2: diagrama das profundidades de trilha de desgaste em ensaios BOD para ligas A a M;
[0032] Fig. 3: diagrama do tempo de vida útil atingido de corpos de prova de ligas D e M em ensaios de super-rolamento;
[0033] Fig. 4: potencial de corrosão pontual, potencial de repouso e potencial de repassivação para ligas A a E;
[0034] Fig. 5: micrografos das ligas D e G;
[0035] Fig. 6: potencial de corrosão pontual, potencial de repouso e potencial de repassivação para ligas H, I e J, em comparação com a liga D;
[0036] Fig. 7: potencial de corrosão pontual, potencial de repouso e potencial de repassivação para ligas K e L, em comparação com a liga D;
[0037] Fig. 8: curvas de potencial - densidade de corrente da liga D para diferentes temperaturas de operação;
[0038] Fig. 9: diagrama da curva de dureza e da curva do potencial de corrosão pontual da liga D para diferentes temperaturas de revenimento;
[0039] Fig. 10: fotos de microscópio de transmissão de elétrons (TEM) e distribuição de cromo da liga D após três operações por 2 horas a 400 oC e 560 oC.
[0040] Na tabela 1 são mostradas as composições químicas das ligas pesquisadas. As ligas foram fundidas a vácuo. Os corpos de prova assim preparados foram em seguida submetidos a um tratamento térmico consistindo em austenitização, têmpera, e triplo revenimento durante 2 horas. Um teor de austenita residual foi em todos os casos inferior a 6% em volume.
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Tabela 1: Composições químicas das ligas pesquisadas A até O.
Composição química [em % em peso]
Liga C Cr V Mo Ni Co Si Mn Fe
A 0,66 3,92 1,55 2,96 0,04 0,15 0,23 Traço
B 0,69 5,92 1,63 3,00 0,04 0,19 0,26 Traço
C 0,67 7,79 1,76 2,87 0,03 0,16 0,25 Traço
D 0,60 10,10 1,99 2,90 0,04 0,19 0,21 Traço
E 0,62 12,01 2,10 2,76 0,04 0,20 0,24 Traço
F 0,57 9,84 2,00 1,44 0,02 0,15 0,22 Traço
G 0,69 9,61 1,90 4,24 0,05 0,15 0,25 Traço
H 0,62 9,84 1,59 2,80 0,4 4,93 0,18 0,24 Traço
1 0,61 9,97 1,61 2,80 0,05 10,00 0,18 0,27 Traço
J 0,71 10,03 1,56 2,87 0,05 14,91 0,19 0,26 Traço
K 0,64 9,94 1,73 2,87 1,49 0,16 0,21 Traço
L 0,67 9,85 1,63 2,78 2,98 4,92 0,18 0,26 Traço
M 0,79 4,10 1,04 4,20 0,05 0,20 0,26 Traço
I. Valores característicos de resistência [0041] Das ligas A até L assim como da liga de referência M, a qual corresponde ao material de mancal de rolamento M50, foram determinados os valores característicos de resistência e de dilatação no estado de tratamento térmico. O tratamento térmico consistiu em todos os casos de uma austenitização a uma temperatura entre 1100 oC e 1200 oC, seguido de uma têmpera e um triplo revenimento da liga a temperaturas entre 510 oC e 585 oC; as durezas foram de 59 +/- 1 HRC. Mostrou-se que, para essas durezas e para todas as ligas foram alcançados valores de resistência a tração Rp0,2 ou Rm de respectivamente mais do que 1700 MPa ou 2000 MPa. A liga D, por exemplo, apresentou um valor de Rp0,2 de 2000 MPa e um valor de Rm de 2334 MPa, ficando assim na região de valores da liga de referência M.
[0042] Quanto aos valores característicos de dilatação, em particular o alongamento de ruptura, as ligas A até D, H, I, K e L superam claramente a liga M. Assim as ligas A até D apresentam um alongamento
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10/14 de ruptura elevado em cerca de 50% (por exemplo, a liga D 4,44% comparado com 2,55% da liga M). As ligas E e F apresentam um alongamento de ruptura dentro da faixa da liga M, dentro da exatidão da medida. A liga J apresenta um alongamento de ruptura de apenas 0,07%.
[0043] A partir das resistências e valores de alongamento determinados evidencia-se que as ligas pesquisadas, com exceção da liga J, satisfazem as exigências mínimas em resistência e dilatação para materiais de mancais de rolamento.
II. Provas de Ball-on-Disc [0044] As ligas A até M foram testadas por meio do método de prova Ball-on-disc, conforme mostrado na Fig. 1, quanto ao seu comportamento de desgaste, e foram medidas as profundidades das ranhuras de desgaste. Para se obter comportamentos de lubrificação comparáveis no teste-BOD e no mancal da engrenagem, ajustou-se um mesmo valor-λ de 0,8 (valor característico para as condições de contato na fenda de lubrificação). Os parâmetros de teste foram:
[0045] Raio da ranhura: 5 mm [0046] Velocidade de deslizamento: 10 cm/s [0047] Força aplicada: 15 N [0048] Comprimento da ranhura de desgaste: 1000m [0049] Diâmetro da esfera: 6 mm [0050] Material da esfera: liga M [0051] Temperatura: 150 oC [0052] Meio ambiente: óleo (Mobil Jet II) [0053] Os resultados desses testes estão mostrados na Fig. 2. Como pode ser verificado, a profundidade da ranhura de desgaste para as ligas D até G assim como I, K e L foi menor do que a da liga M. Pode-se concluir daí que essas ligas, quanto ao comportamento de desgaste, se apresentam como excelentes materiais para mancais.
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III. Propriedades de sobredeslizamento (Roll contact fatigue test) [0054] Testes de sobredeslizamento foram realizados com um testador de três-esferas contra eixo conhecido, com pressão de superfícies superelevada. Sob condições de teste há uma pressão máxima de 6400 GPa no âmbito de contato.
[0055] Os resultados ou as distribuições de Weibull mostraram que as ligas A até L com exceção da liga J no ensaio de sobredeslizamento, apresentam uma vida útil igual ou maior que a liga M. Particularmente mostra-se para a liga D, tendo em vista as propriedades de sobre deslizamentos, que essa liga apresenta propriedades essencialmente melhores perante a liga M (ver figura 3): Para a liga D tem-se uma probabilidade de falha no sobredeslizamento de 10% após 5,50*106 ciclos de carga. Na liga M a mesma probabilidade de falha é atingida após uma 1,57 * 106 ciclos de carga.
IV. Resistência à corrosão [0056] Como resumo dos resultados dos testes apresentados sob I até III pode ser observado que as ligas D, E, F. G, I, K e L satisfazem as exigências em relação à resistência, dilatação, comportamento contra desgaste e propriedades de sobredeslizamento na faixa da liga M ou do material padrão M50, e portanto satisfazem as exigências em relação aos materiais de mancais de rolamento.
[0057] Nas séries posteriores verificou-se em que extensão as ligas testadas são resistentes à corrosão, de modo que eles também são empregáveis em meios corrosivos, o que não é o caso do aço rápido M 50 rapidamente corrosível ou da liga M. Esses testes ocorreram por registros de curvas potencial de densidade de corrente em uma solução aquosa de cloreto de sódio com um teor de 50 ppm de íons cloreto. A partir desses registros para as ligas individuais leu-se o potencial de corrosão pontual.
[0058] Da figura 4 pode ser visto que para as ligas A até E, tamPetição 870170088871, de 17/11/2017, pág. 15/23
12/14 bém com um teor crescente de cromo, o potencial de corrosão pontual ou a resistência à corrosão da liga A até a liga D cresce, então na liga E decresce novamente. As ligas A, B e C, devido a um teor de cromo muito reduzido, não apresentam a resistência à corrosão desejada, porém a liga D sim. A liga E apresenta um teor mais elevado de cromo do que a liga D, portanto é dado um valor PREN maior (calculado segundo: PREN = % Cr + 3,3% Mo* (16-30%N)) O valor PREN representa a resistência à corrosão e o especialista deve esperar, com um valor mais elevado de PREN, uma maior resistência à corrosão. De fato, com um crescente teor de cromo, particularmente acima de 11,5% por cento em peso, carbonetos M7C3 são dissociados. Tais carbonetos embora tragam dureza apresentam, relativamente a sua estequiometria, um elevado teor de cromo. A consequência é que a formação de tais carbonetos leva à extração de cromo da matriz, o que baixa a resistência à corrosão.
[0059] Com relação aos efeitos de diversos teores de molibdênio das ligas de acordo com a invenção verificou-se a resistência à corrosão máxima na liga D, na qual se apresentam principalmente carbonetos MC. Na liga F é dado um pequeno teor de molibdênio, o que leva a uma resistência à corrosão reduzida. Na liga G por outro lado, apesar de um teor de molibdênio mais elevado, as frações de carbonetos M7C3 são também mais elevadas e, além disso, também ocorrem carbonetos M6C, como observável na figura 5. Portanto a liga G, apesar do teor mais elevado de molibdênio, é menos resistente à corrosão do que a liga D.
[0060] A influência de cobalto e níquel é visível nas figuras 6 (Co) e 7 (Ni). Para ambos os elementos ocorre que a resistência à corrosão diminui com o teor crescente. Em consequência disto, as ligas I, J, K e L podem não trazer a resistência à corrosão exigida. A razão para tanto é que se formam carbonetos M7C3, presumivelmente com a força de
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13/14 propulsão elevada, o que é causado por cobalto e/ou níquel.
[0061] Como resumo dos testes de corrosão pode ser constatado que as ligas D, F, G e H satisfazem as exigências quanto às propriedades contra corrosão.
[0062] Na visão geral das propriedades mecânicas, as propriedades de desgaste e de sobredeslizamento, assim como resistência à corrosão, produz-se assim, que as ligas D, F e G apresentam o perfil de propriedades formulado, ao passo que as demais ligas verificadas não alcançam um valor mínimo pelo menos em relação a uma propriedade.
[0063] Uma liga D preparada em escala industrial foi finalmente testada ainda tendo em vista as modificações nas propriedades com diferentes temperaturas de revenimento. Assim mostrou-se surpreendentemente que uma resistência à corrosão depende da temperatura de revenimento. Como mostram as curvas de potencial na figura 8, para a liga D nas temperaturas de revenimento até 450o C é dado um potencial de corrosão pontual elevado. A uma temperatura de revenimento mais elevada de 560oC, contrariamente, é dado um potencial de corrosão pontual mais reduzido de cerca de + 20 mV.
[0064] Na figura 9 são apresentados decursos do potencial de corrosão pontual e da dureza com variação da temperatura de revenimento. É observável que o potencial de corrosão pontual na temperatura de revenimento situa-se até 450oC acima de + 160 mVsce e depois disso cai fortemente a cerca de 40 até 60 mV. Por outro lado, também é observável que, já a temperaturas abaixo de 450oC pode-se obter uma dureza desejável para a prática de 59 HRC. Assim, a temperaturas de revenimento de até 450oC, pode-se observar resultados ótimos tanto em relação às propriedades mecânicas e comportamento de desgaste, como também em relação à grande resistência contra corrosão.
[0065] Na figura 10 são finalmente mostradas fotografias TEM e
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14/14 fotografias de mapeamento de Cr para uma liga D, que foi revenida a 400oC ou 560oC. As fotografias de mapeamento de Cr mostram, que na liga revenida a 560o C nos âmbitos da borda do carboneto, são indicadas faixas claras, que são terminadas por um elevado teor de cromo na borda. De modo contrário, a matriz no entorno, devido a um menor teor de cromo, parece mais escura. Isto mostra que, em temperaturas de revenimento mais elevadas a matriz empobrece em cromo no âmbito da superfície dos carbonetos secundários, o que leva a uma redução da resistência contra corrosão.
[0066] Verificações na parte dos carbonetos preparados em escala industrial e as ligas D tratadas por calor mostraram que um teor de carbonetos MC entre 0,7 por cento em volume a uma temperatura de austenitização de 1140oV e 1,8 por cento em volume levou a uma temperatura de austenitização de 1080oC. Uma fração de carbonetos M7C3 foi de 0,2 por cento em volume (temperatura de austenitização de 1140oC) ou não foram verificáveis carbonetos M7C3 (temperatura de austenitização de 1080oC). Assim em todos os casos, mais do que 75% dos carbonetos disponíveis apresentaram-se como carbonetos MC.
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1/2

Claims (11)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Liga para mancal de rolamento de aeronaves, caracterizada pelo fato de que contém (em porcentagem em peso):
    C: 0,45% até 1,0%
    Mn: 0,21% até 2,0%
    Si: 0,05% até 1,0%
    Cr: 8,5% até 11,5%
    Mo: 1,0% até 4,5%
    V: 1,0% até 2,5%
    Ni: 0,02% até 3,0%
    Co: 0% até 0,5%
    N: no máximo 0,01%
    Al: no máximo 0,1%
    W: no máximo 2,0%
    Nb: no máximo 0,5%
    Ta: mo máximo 0,5%
    Fe: restante e impurezas devido à preparação, em que os mancais no estado de tratamento térmico têm uma fração de carboneto de 0,7 até 7 por cento em volume e a fração de carbonetos metálicos do tipo M7C3 é menor do que 3 por cento em volume.
  2. 2. Liga de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que contém 0,55 até 0,85%, de preferência até 0,75%, de carbono.
  3. 3. Liga de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que contém 9,5 até 10,5% de cromo.
  4. 4. Liga de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que contém 2,5 até 3,5%, particularmente 2,65 até 3,25%, de molibdênio.
  5. 5. Liga de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
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    2/2
    4, caracterizada pelo fato de que contém 1,65 até 2,25%, particularmente 1,8 até 2,5% de vanádio.
  6. 6. Liga de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
    5, caracterizada pelo fato de que contém no máximo 0,5% de tungstênio.
  7. 7. Liga de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
    6, caracterizada pelo fato de que contém no máximo 0,3% de manganês.
  8. 8. Liga de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
    7, caracterizada pelo fato de que contém 0,05 até 0,2% de silício.
  9. 9. Liga de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a
    8, caracterizada pelo fato de que contém no máximo 0,5% de níquel.
  10. 10. Mancais ou partes de mancais, particularmente mancais de rolamento ou partes dos mesmos, caracterizados pelo fato de serem de uma liga como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
  11. 11. Emprego de uma liga como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de ser como parte constituinte ou componente em uma aeronave.
    Petição 870170088871, de 17/11/2017, pág. 20/23
    Z- L
    Profundidade das ranhuras do desgaste [pm]
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