| dc.contributor |
Universidade Federal de Santa Catarina. |
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| dc.contributor.advisor |
Neto, Francisco Cavilha |
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| dc.contributor.author |
Silveira, João Pedro Vaz |
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| dc.date.accessioned |
2026-07-28T17:16:06Z |
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| dc.date.available |
2026-07-28T17:16:06Z |
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| dc.date.issued |
2026-07-17 |
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| dc.identifier.uri |
https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274658 |
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| dc.description |
TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Engenharia de Materiais. |
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| dc.description.abstract |
Chapas galvanizadas são amplamente empregadas na indústria automotiva devido à resistência
à corrosão proporcionada pelo revestimento de zinco; entretanto, durante operações de
estampagem, o contato entre chapa e ferramenta pode favorecer a transferência de Zn para a
superfície dos ferramentais, promovendo a formação de regiões aderidas, alterações na
topografia local, aumento do atrito e instabilidade do processo. Esse fenômeno é
particularmente crítico em ferramentas fabricadas em ferros fundidos, os quais a microestrutura,
conteúdo de grafita, a rugosidade e o suporte mecânico podem influenciar diretamente a
integridade dos tratamentos superficiais e a nucleação da adesão. Nesse contexto, sistemas
duplex formados por nitretação a plasma e filmes de carbono tipo diamante (DLC) surgem
como alternativas de engenharia de superfície, mas seu desempenho depende da condição do
substrato. Este trabalho avaliou a influência da microestrutura de substratos ferrosos na
integridade de sistemas nitretação–DLC e na tendência à adesão e transferência de Zn em
contato com aço galvanizado. Foram estudados o ferro fundido cinzento G2500, o ferro fundido
de fundição contínua FUCO GMI e o aço SAE 1045, além de uma condição revestida com
cromo duro utilizada como referência industrial. Os materiais foram caracterizados quanto à
microestrutura, incluindo análise das estruturas grafíticas, dureza, topografia, formação de
camada nitretada, e dos filmes DLC. O desempenho tribológico foi avaliado por ensaios de
cilindros cruzados sob cargas de 5, 50 e 95 N, com análise das marcas por microscopia óptica,
MEV-BSE, EDS e binarização de imagens. Os resultados mostraram que, na condição polida,
o G2500 apresentou grafita lamelar mais grosseira (76–205 µm²) e maior rugosidade (Sa =
0,163 ± 0,055 µm), enquanto o FUCO GMI apresentou grafita mais refinada (25–58 µm²) e
menor rugosidade (Sa = 0,038 ± 0,002 µm). Essa diferença microestrutural refletiu diretamente
no comportamento tribológico, com o G2500 apresentando maior tendência à transferência de
Zn, atingindo áreas aderidas de até 27,63 ± 7,58 ×10⁻³ mm², enquanto o FUCO GMI apresentou
menor área aderida, com valores máximos de 5,26 ± 2,61 ×10⁻³ mm². O SAE 1045 apresentou
menor dureza de topo, mas a matriz contínua exibiu menor rugosidade. O cromo duro
apresentou a menor área aderida entre as condições avaliadas. Conclui-se que o desempenho
dos sistemas nitretação–DLC não foi controlado apenas pela presença do revestimento ou pela
dureza de superfície máxima, mas pela interação entre microestrutura, topografia, suporte
mecânico em profundidade e integridade local do filme. |
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| dc.description.abstract |
Galvanized steel sheets are widely used in the automotive industry due to the corrosion
resistance provided by the zinc coating. However, during stamping operations, the contact
between the sheet and the tool may promote Zn transfer to the tool surface, leading to formation
of adhered regions, changes in local topography, increased friction, and process instability. This
phenomenon is particularly critical in tools made of cast irons, whose microstructure, graphite
content, surface topography, and mechanical support can directly influence the integrity of
surface treatments and the nucleation of adhesion. In this context, duplex systems composed of
plasma nitriding and diamond-like carbon (DLC) films emerge as surface engineering
alternatives, although their performance depends on the condition of the substrate. This study
evaluated the influence of the microstructure of ferrous substrates on the integrity of nitriding–
DLC systems and on the tendency for adhesion and Zn transfer in contact with galvanized steel.
Gray cast iron G2500, continuous cast iron FUCO GMI, and SAE 1045 steel were investigated,
along with a hard chromium-coated condition used as an industrial reference. The materials
were characterized in terms of microstructure, including analyses of graphite structures,
hardness, topography, nitride layer formation, and DLC films. Tribological performance was
evaluated by crossed-cylinder tests under loads of 5, 50, and 95 N, with wear tracks analyzed
by optical microscopy, SEM-BSE, EDS, and image binarization. The results showed that, in
the polished condition, G2500 presented coarser lamellar graphite (76–205 µm²) and higher
roughness (Sa = 0.163 ± 0.055 µm), whereas FUCO GMI exhibited more refined graphite (25–
58 µm²) and lower roughness (Sa = 0.038 ± 0.002 µm). This microstructural difference was
directly reflected in the tribological behavior, with G2500 showing a greater tendency for Zn
transfer, reaching adhered areas of up to 27.63 ± 7.58 × 10⁻³ mm², while FUCO GMI showed
smaller adhered areas, with maximum values of 5.26 ± 2.61 × 10⁻³ mm². SAE 1045 steel
exhibited lower near-surface hardness, but its continuous matrix showed lower roughness. Hard
chromium presented the lowest adhered area among the evaluated conditions. It is concluded
that the performance of nitriding–DLC systems was not governed solely by the presence of the
coating or by the maximum surface hardness, but rather by the interaction among
microstructure, topography, mechanical support in depth, and local film integrity. |
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| dc.language.iso |
por |
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| dc.publisher |
Florianópolis, SC. |
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| dc.rights |
Open Access. |
en |
| dc.subject |
Ferros fundidos cinzentos |
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| dc.subject |
Nitretação a plasma |
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| dc.subject |
DLC |
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| dc.subject |
Transferência de zinco |
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| dc.subject |
Estampagem automotiva |
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| dc.title |
Influência da microestrutura de ferros fundidos cinzentos na adesão de zinco em superfícies nitretadas a plasma e revestidas com DLC para aplicações em estampagem automotiva |
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| dc.type |
TCCgrad |
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| dc.contributor.advisor-co |
Binder, Cristiano |
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