Avaliação do efeito da concentração de CH₄ na cementação a plasma do aço inoxidável AISI 316 - Soares, Henrique Gobbi (2017)
RESUMO: Os componentes de aço inoxidável austenítico apresentam alta vida útil mesmo quando aplicados em ambientes marítimos ou industriais em contato com ácidos e gases oxidantes altamente corrosivos. É limitada, no entanto, a sua aplicação onde também se exige alta resistência ao desgaste abrasivo. Para um aço inoxidável austenítico AISI 316, o presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da concentração de metano (CH₄) adicionado à atmosfera do tratamento termoquímico de cementação a plasma sobre a resistência ao desgaste microabrasivo das camadas geradas. Foram realizados experimentos de cementação na temperatura de 350°C, tempo de 5 h e pressão de 340 Pa, variando a quantidade de CH₄ na atmosfera cementante. As camadas cementadas foram caracterizadas por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X, ensaio de microdureza Vickers, ensaio de desgaste microabrasivo do tipo “esfera livre”, microscopia confocal e perfilometria. Os resultados indicaram que todas as condições estudadas proporcionam uma melhoria na resistência ao desgaste microabrasivo do material. Atmosferas contendo 5% de CH₄ permitem obter a máxima espessura de camada e, consequentemente, a maior resistência ao desgaste. Todas as camadas cementadas formadas se constituem de fase S (austenita expandida); no entanto, nessas camadas também se evidencia o carboneto de cromo (CrN) quando se adicionam na atmosfera altas concentrações de CH₄. Além de provocar a precipitação CrN, altas concentrações de CH₄ levam à formação de fuligem e ao desenvolvimento de camadas de espessura fina. Verificou- se que o deslizamento é o principal mecanismo atuante no processo de abrasão tanto das camadas não cementadas quanto das cementadas.