Efeito da re-nitretação nas propriedades de matrizes de extrusão a quente de alumínio, confeccionadas em aços ferramenta vex e h13

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Ottani, Vinicius Cardoso
Orientador(a): Jorge, Alberto Moreira lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12406
Resumo: Aluminum extrusion is a thermomechanical process widely used throughout the world, and the performance of this process is strongly dependent on the quality of the tool steel used in the manufacture of the dies. In this context, the present study aimed to evaluate and compare the mechanical and microstructural properties of AISI H13 and VEX hot work tool steels, the effect of re-nitriding on die recovery and tooling performance in field tests. The samples were nitrided with gas and plasma for comparison purposes. The effect of re-nitriding was simulated by performing eleven consecutive nitriding cycles on the samples. The samples were characterized by chemical analysis, metallography, X-ray diffraction, SEM-EDS, hardness tests, impact tests and machinability tests. The tubular dies made of both materials were used in the extrusion of AA6060 aluminum alloy profiles for performance evaluation. The results showed that the increase in the number of nitriding cycles influences the surface nitrogen concentration, the white layer and the diffusion zone thickness, the surface oxides growth, the nitrided layer hardness and the substrate hardness. The residual stress profiles of the nitride layer and the effect of the alloying elements on the temperability of both materials were also compared. The experimental simulation of the effect of the working temperature on the dies proved the superior performance of VEX when compared to H13. The higher wear resistance of VEX was attributed to higher resistance to the tempering of the nitride layer and the substrate and depth of the nitride layer after the same number of nitriding cycles.
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In this context, the present study aimed to evaluate and compare the mechanical and microstructural properties of AISI H13 and VEX hot work tool steels, the effect of re-nitriding on die recovery and tooling performance in field tests. The samples were nitrided with gas and plasma for comparison purposes. The effect of re-nitriding was simulated by performing eleven consecutive nitriding cycles on the samples. The samples were characterized by chemical analysis, metallography, X-ray diffraction, SEM-EDS, hardness tests, impact tests and machinability tests. The tubular dies made of both materials were used in the extrusion of AA6060 aluminum alloy profiles for performance evaluation. The results showed that the increase in the number of nitriding cycles influences the surface nitrogen concentration, the white layer and the diffusion zone thickness, the surface oxides growth, the nitrided layer hardness and the substrate hardness. The residual stress profiles of the nitride layer and the effect of the alloying elements on the temperability of both materials were also compared. The experimental simulation of the effect of the working temperature on the dies proved the superior performance of VEX when compared to H13. The higher wear resistance of VEX was attributed to higher resistance to the tempering of the nitride layer and the substrate and depth of the nitride layer after the same number of nitriding cycles.A extrusão de alumínio é um processo de transformação termomecânica amplamente empregado em todo o mundo e o desempenho deste processo é fortemente dependente da qualidade do aço ferramenta empregado na confecção das matrizes. Neste contexto, o presente estudo buscou avaliar e comparar as propriedades mecânicas e microestruturais dos aços ferramenta para trabalho a quente AISI H13 e VEX, o efeito da re-nitretação na recuperação das matrizes e o desempenho dos ferramentais em testes de campo. As amostras foram nitretadas a gás e a plasma para efeito de comparação. O efeito da re-nitretação foi simulado ao realizar até onze ciclos de nitretação sequenciais nas amostras. As amostras foram caracterizadas por meio análise química, metalografia, difração de raios-X, MEV-EDS, ensaios de dureza, ensaios de impacto e teste de usinabilidade. As matrizes tubulares confeccionadas em ambos os materiais foram utilizadas na extrusão de perfis de liga de alumínio AA6060 para avaliação do desempenho. Os resultados mostraram que o aumento do número de re-nitretações influencia na concentração de nitrogênio na superfície, na espessura da camada branca e zona de difusão, no crescimento dos óxidos superficiais, na dureza da camada nitretada e dureza do substrato. Os perfis de tensão residual da camada nitretada e o efeito dos elementos de liga na temperabilidade de ambos os materiais também foram comparados. A simulação experimental do efeito da temperatura de trabalho nas matrizes justificou o desempenho superior do VEX em relação ao VH13. A maior resistência ao desgaste do VEX foi atribuída a maior resistência ao revenimento da camada nitretada e do substrato e da camada nitretada mais profunda após o mesmo número de ciclos de re-nitreteções.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessNitretaçãoAço ferramentaExtrusãoNitridingTool steelExtrusionENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICAEfeito da re-nitretação nas propriedades de matrizes de extrusão a quente de alumínio, confeccionadas em aços ferramenta vex e h13Effect of re-nitriding on the properties of hot extrusion dies of alluminum made of tool steels vex and h13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6001304df23-bbba-435d-a2ae-05951d9a646dreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALVinicius Cardoso Ottani - Dissertação.pdfVinicius Cardoso Ottani - Dissertação.pdfVinicius Cardoso Ottani - Dissertação de mestradoapplication/pdf9287747https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/18d6a28e-e470-449a-9f7a-fd783f1a735d/downloadf6f430c5b933cc710dcebe8977b2937bMD51trueAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento.pdfBCO carta comprovante autoarquivamentoapplication/pdf516307https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/81408922-4c48-46ba-8a49-cc9c31a87a8a/download30491e87f8554c83f6af3fc0dda0a0edMD52falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/32be43c4-f007-406e-a23e-66cccb5ca895/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53falseAnonymousREADTEXTVinicius Cardoso Ottani - Dissertação.pdf.txtVinicius Cardoso Ottani - Dissertação.pdf.txtExtracted texttext/plain144925https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/0ea31891-732b-4485-8e3d-b7d171ac1af5/downloadf094fc9af8114e990e74bb5e2f7aae5bMD58falseAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtExtracted texttext/plain1525https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e41d3c77-56a7-40e4-aee8-e0425a91e391/download279e1f057205616b661db787a09c007bMD510falseAnonymousREADTHUMBNAILVinicius Cardoso Ottani - Dissertação.pdf.jpgVinicius Cardoso Ottani - Dissertação.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6272https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/7ee45539-46f9-4c0c-a0e8-f715f90dc068/download2b0899eaaf5e4fdafa93b47fdb57b4bcMD59falseAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12607https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/29ca25a7-9523-418f-b334-328cef2dbf1b/download6dc00094410d7cc5d4a8e367c070ab15MD511falseAnonymousREAD20.500.14289/124062025-02-05 18:24:37.798http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/12406https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T21:24:37Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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