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dc.creatorWollmann, Daniela-
dc.date.accessioned2021-06-10T21:28:57Z-
dc.date.available2021-06-10T21:28:57Z-
dc.date.issued2021-03-01-
dc.identifier.citationWOLLMANN, Daniela. Comportamento tribológico de ferros fundidos vermiculares de alta resistência ensaiados em diferentes níveis de severidade. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25144-
dc.description.abstractThe tribological performance of the system formed by the cylinder and the components of an internal combustion engine is directly related to the fuel consumption and pollutant emissions. Many countries have been concerned about this issue in the past years due to emission legislative demands. In general, combustion engine blocks are made of grey cast iron and vermicular cast iron. Although, some studies have shown better performance of vermicular iron in this application, allowing reduce wall thicknesses, which could also result in reduced weight and improved performance of the engine. In this scenario, this work had the objective of studying the effect of mechanical resistance and the tribological severity in lubricated contacts of higher strength vermicular cast irons (GJV450 and GJV500 – ISO 16112/2006). In this case, reciprocating lubricated tests in tribometer were performed varying load (75 and 170 N) and temperature (40 and 100 °C). Surfaces of vermicular cast irons consisted on honed engine block cylinders and counterbodies were commercial piston rings of nitrided stainless steel. Furthermore, another testing condition with carbon black added to the lubricant (SAE CF-30) was used to simulate soot produced by incomplete combustion of the engine and to verify the interaction between this particles with the tribological system. Results did not show significant differences in coefficient of friction among testing conditions for both materials. On the other side, scanning electron microscopy and roughness measurements before and after the tribo-tests have shown GJV500 with better performance, presenting less plastic deformation on the surface for the same testing conditions. A tribological merit index was proposed based on the structure height roughness parameters to qualitatively evaluation of wear in each condition and, once more GJV500 presented less topographic modifications after the tests. The analyses of tests performed with carbon black in the lubricant showed that this particles acted as solid lubricant in the contact, reducing the coefficient of friction and preventing the materials from wear.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectFerro fundidopt_BR
dc.subjectMotores de combustão internapt_BR
dc.subjectDesgaste mecânicopt_BR
dc.subjectTribologia - Análisespt_BR
dc.subjectResistência de materiaispt_BR
dc.subjectLubrificação e lubrificantespt_BR
dc.subjectAtritopt_BR
dc.subjectAspereza de superfíciept_BR
dc.subjectCast-ironpt_BR
dc.subjectInternal combustion enginespt_BR
dc.subjectMechanical wearpt_BR
dc.subjectTribology - Analysispt_BR
dc.subjectStrength of materialspt_BR
dc.subjectLubrication and lubricantspt_BR
dc.subjectFrictionpt_BR
dc.subjectSurface roughnesspt_BR
dc.titleComportamento tribológico de ferros fundidos vermiculares de alta resistência ensaiados em diferentes níveis de severidadept_BR
dc.title.alternativeTribological behavior of high strength compacted cast irons tested on different severity levelspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoO desempenho tribológico do sistema formado pelo cilindro de um bloco de motor e seus componentes está diretamente relacionado ao consumo de combustível e à emissão de poluentes. Estes tópicos têm se mostrado cada vez mais preocupantes para vários países, principalmente devido às legislações ambientais cada vez mais rigorosas. Em geral, os blocos de motor à combustão interna são fabricados em ferro fundido cinzento e ferro fundido vermicular. Porém, estudos recentes mostram que o ferro vermicular possui diversas propriedades superiores para essa aplicação, inclusive há a possibilidade de utilizar paredes mais finas, o que resultaria numa redução de massa do bloco e melhora no desempenho do motor. Nesse contexto, esse trabalho teve por objetivo estudar os efeitos da resistência mecânica e da severidade do sistema tribológico lubrificado no desempenho de ferros fundidos vermiculares de alta resistência (classes GJV450 e GJV500 – ISO 16112/2006). Para isso foram variadas cargas (75 e 170 N) e temperaturas (40 e 100 °C) em ensaios de deslizamento com movimento recíproco em tribômetro. As superfícies dos ferros vermiculares consistiram em cilindros brunidos de blocos de motor e os contra-corpos foram anéis de pistão comerciais de aço inoxidável martensítico nitretado. Além disso, uma condição com negro de fumo adicionado ao óleo lubrificante (SAE CF-30) foi utilizada para simular a presença de partículas de fuligem produzidas pela combustão incompleta de um motor e verificar a interação destas com o sistema tribológico. Os resultados não mostraram diferenças significativas no coeficiente de atrito para as condições ensaiadas entre os dois vermiculares. Por outro lado, imagens de microscopia eletrônica de varredura e medições de rugosidade realizadas por interferometria nas superfícies, antes e após os ensaios tribológicos, mostraram o GJV500 com comportamento superior, apresentando menor deformação plástica em sua superfície para as mesmas condições de ensaio. Um índice de mérito tribológico foi proposto com base nos parâmetros de rugosidade da família k para avaliar qualitativamente o desgaste em cada condição, mostrando o GJV500 menos alteração topográfica após os ensaios. As análises feitas nas condições de ensaio com o negro de fumo adicionado ao lubrificante, mostraram que essas partículas atuaram como lubrificante sólido no contato, reduzindo o coeficiente de atrito e contribuindo para menor desgaste dos materiais.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0001-6254-7261pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4220579558147326pt_BR
dc.contributor.advisor1Pintaude, Giuseppe-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8215-4481pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1793127692371314pt_BR
dc.contributor.referee1Pintaude, Giuseppe-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8215-4481pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1793127692371314pt_BR
dc.contributor.referee2Oliveira, Marcela Mohallem-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5307836411711847pt_BR
dc.contributor.referee3Torres, Ricardo Diego-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-2439-4775pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1785660993979014pt_BR
dc.contributor.referee4Alves, Salete Martins-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0002-2659-4746pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8550161853747323pt_BR
dc.contributor.referee5Cousseau, Tiago-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0003-0660-422Xpt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/9977938762856510pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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