Prospecção e avaliação de viabilidade de três ligas de aço inoxidável para aplicação em componentes de sistemas hidrelétricos
| dc.contributor.advisor1 | Magalhães, Danielle Cristina Camilo | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5486724956564584 | |
| dc.contributor.author | Furlan, Felipe Rosa | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-19T13:09:33Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-11 | |
| dc.description.abstract | The hydroelectric sector stands as the main source of energy generation in Brazil, accounting for approximately 60% of the installed capacity. However, many plants have been operating for decades, accumulating wear-related damage and increasing maintenance costs—one of the sector's main challenges. In this context, this study evaluates the feasibility of replacing martensitic stainless steel AISI 420 with austenitic alloys AISI 201LN and AISI 304 in components of hydroelectric systems subjected to wear. Microstructural characterization, Brinell hardness testing, micro-adhesive wear tests (ball crater), and scanning electron microscopy (SEM) analyses of the worn surfaces were conducted. All alloys exhibited hardness values above 200 HB, meeting the minimum requirement for applications involving self-lubricating composite materials. The results showed that the austenitic steels, particularly AISI 201LN, presented lower wear rates compared to AISI 420, despite similar hardness levels. This improved performance is attributed to greater work hardening capability and strain-induced phase transformation, associated with low stacking fault energy (SFE). The analysis of Carbon Equivalent (CE) also revealed an inverse correlation with wear rate. Despite the promising results, further testing under real operating conditions, especially involving contact with self-lubricating composites, is recommended. The study concludes that material substitution is technically feasible, with potential benefits in cost reduction and increased durability. | eng |
| dc.description.resumo | O setor hidrelétrico consolida-se como a principal fonte de geração de energia no Brasil, representando cerca de 60% da capacidade instalada. No entanto, muitas usinas operam há décadas, acumulando danos por desgaste e elevando os custos de manutenção — um dos principais desafios do setor. Diante desse contexto, este trabalho avalia a viabilidade de substituir o aço inoxidável martensítico AISI 420 pelas ligas austeníticas AISI 201LN e AISI 304 em componentes de sistemas hidrelétricos sujeitos ao desgaste. Foram realizados ensaios de caracterização microestrutural, dureza Brinell, desgaste por esfera rotativa e análise das superfícies desgastadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Todas as ligas apresentaram dureza superior a 200 HB, requisito mínimo para a aplicação em conjunto com compósitos autolubrificantes. Os resultados mostraram que os aços austeníticos, especialmente o AISI 201LN, apresentaram menores taxas de desgaste em comparação ao AISI 420, mesmo com durezas semelhantes. Esse desempenho é atribuído à maior capacidade de encruamento e à transformação de fase induzida por deformação, associada à baixa energia de falha de empilhamento (EFE). A análise de Carbono Equivalente (CE) também evidenciou correlação inversa com a taxa de desgaste. Apesar dos bons resultados, ressalta-se a necessidade de ensaios adicionais que simulem as condições reais de operação, especialmente em contato com materiais compósitos autolubrificantes. O estudo conclui que a substituição é tecnicamente viável, com potencial de redução de custos e aumento da durabilidade. | por |
| dc.identifier.citation | FURLAN, Felipe Rosa. Prospecção e avaliação de viabilidade de três ligas de aço inoxidável para aplicação em componentes de sistemas hidrelétricos. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22588. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22588 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.course | Engenharia de Materiais - EMa | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Aços inoxidáveis | por |
| dc.subject | Energia hidrelétrica | por |
| dc.subject | Resistência ao desgaste | por |
| dc.subject | Dureza | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA | |
| dc.title | Prospecção e avaliação de viabilidade de três ligas de aço inoxidável para aplicação em componentes de sistemas hidrelétricos | por |
| dc.title.alternative | Prospection and feasibility assessment of three stainless steel alloys for application in hydropower system components | eng |
| dc.type | TCC |
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