Uso da Radiação Síncrotron para estudo da fase austenita expandida em amostras de aço inoxidável ASTM F138 nitretadas em atmosferas de diferentes proporções de H2/N2
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2018
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CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23.
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Resumo
A nitretação a plasma é uma técnica de modificação superficial, que confere
propriedades importantes ao material tratado, proporcionando melhores propriedades
combinadas de resistência mecânica, ao desgaste e à corrosão. Essas melhoras
estão atreladas à camada superficial formada, composta pelas fases ?N – uma fase
metaestável conhecida como austenita supersaturada ou expandida, uma fase cúbica
?' ?(ou Fe4N) e outra hexagonal ? (ou Fe2-3N), entre outras menos comuns como os
nitretos de cromo que aparecem em grande quantidade em altas temperaturas. A fase
?N demonstra ter boas propriedades mecânicas, tribológicas e de resistência à
corrosão e vem sendo apontada como a principal fase responsável pela melhoria
dessas propriedades nos aços nitretados. Porém os difratrogramas dessas fases
ficam “mascarados” por outras fases formadas na superfície, que apresentam ângulos
de difração próximos ao dela, além disso ela apresenta o segundo pico (200) com
alargamento e deslocamento maior que os demais em relação à matriz. A natureza
dessa estrutura cristalina ainda é uma incógnita, e várias estruturas já foram
propostas. O objetivo desse trabalho e estudar a estrutura dessa fase em diferentes
proporções do gás nitretante (H2/N2). Amostras de aço inoxidável ASTM F138 foram
nitretados durante 4 horas, a uma temperatura de 400 ºC e uma pressão do gás
nitretante de 6 Torr. A proporção do gás foi de 20/80, 40/60, 60/40 e 80/20 % de N2/H2.
Os resultados mostraram que o tamanho da camada nitretada e a rugosidade da
superfície nitretada aumenta com a concentração de nitrogênio. O coeficiente de atrito
da superfície com o aço SAE 1050 das amostras nitretadas é estatisticamente igual
ao da matriz (sem nitretação), com exceção da nitretada com maior concentração de
nitrogênio, que teve um aumento de 20 %. Os difratrogramas síncrotron mostraram
que para altas concentrações de nitrogênio o pico (200) ficou menos alargado e todos
foram ajustados com duas estruturas diferentes, uma igual à matriz, cúbica de face
centrada (CFC), com pequena distorções nos ângulos e outra com falha de
empilhamento, para comparação. O processo de nitretação com maior concentração
de nitrogênio parece ser uma ótima forma de ajudar a elucidar a estrutura da fase ?N.
Como referenciar
CAMPOS, M.; OLZON-DIONYSIO, M.; SOUZA, S.D. de; MARTINEZ, L.G.; MIRANDA, A.R.B.; DAVIM, J.P. Uso da Radiação Síncrotron para estudo da fase austenita expandida em amostras de aço inoxidável ASTM F138 nitretadas em atmosferas de diferentes proporções de H2/N2. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... p. 5509-5509. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29583. Acesso em: 19 Apr 2024.
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