Abstract
O objetivo principal do presente trabalho foi simular através de modelos de elementos finitos o ciclo do ensaio de indentação com penetradores esféricos em um sistema composto de recobrimento superficial fino depositado em um substrato metálico. Recentes trabalhos propõem a utilização dos ensaios de indentação (nanoindentação) como uma ferramenta capaz de avaliar características mecânicas de filmes finos, assim como avaliar possíveis falhas em sistemas que conjugam recobrimentos de alta dureza (recobrimentos tribológicos) com substratos metálicos de aço em serviço, em solicitações tribológicas. Entretanto, a implementação da técnica de indentação para a avaliação do comportamento destes sistemas e os seus resultados obtidos ocasionam dúvidas no meio científico. Em função destas incertezas na análise do ensaio de indentação, o uso de uma metodologia numérica capaz de avaliar os campos de tensões e de deformações durante o ciclo de indentação pode auxiliar em uma interpretação mais segura deste ensaio. Todavia, a utilização da metodologia numérica para avaliar o ensaio de indentação em recobrimentos superficiais finos também tem apresentado problemas principalmente devido à dificuldade na implementação de critérios de falhas, especialmente na avaliação do comportamento da interface entre o recobrimento e o substrato. Finalmente, para estudar os mecanismos de nucleação e crescimento de trincas que ocorrem nestes filmes sob ensaio de indentação utilizou-se um modelo numérico de trinca difusa.
Highlights
Através da simulação do contato entre uma esfera carregada contra uma superfície plana tem se avaliado a interação entre estas duas superfícies quando elas estão pressionadas uma contra a outra sob carregamento normal desenvolvido durante a indentação [3]
A compressão da carga F provoca uma impressão permanente na amostra com o formato de uma calota esférica de diâmetro d, a qual é medida por intermédio de um microscópio óptico após o ensaio [5]
Nesta figura é mostrada a vista de topo da impressão de um penetrador esférico na superfície de um conjugado duplex recoberto com revestimento ternário de Nitreto de CromoAlumínio (CrAlN), depositado pelo processo de deposição a plasma (PVD) em um substrato de aço inoxidável nitretado a plasma, sendo possível visualizar as trincas circulares superficiais ao redor da impressão do penetrador [7]
Summary
Através da simulação do contato entre uma esfera carregada contra uma superfície plana tem se avaliado a interação entre estas duas superfícies quando elas estão pressionadas uma contra a outra sob carregamento normal desenvolvido durante a indentação [3]. Nesta simulação do ensaio de indentação, também foram avaliadas as regiões críticas a fratura que surgem nestes compósitos de revestimento e substrato através de uma relação constitutiva linear-frágil com a incorporação de um modelo numérico de trinca difusa
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