A Influência da nitretação nas propriedades mecânicas do aço SAE 52100 e seus efeitos em mancais de rolamento de roda automotiva

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Silva, Jorge Gonçalves
• Orientador(a): Lima, Carlos Roberto Camello
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por; eng
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: nitretação; mancais de rolamento; atrito; automotiva; roda
• Link de acesso: https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/41532

Este trabalho tem por objetivo investigar os efeitos do tratamento termoquímico por nitretação gasosa em mancais de rolamento empregados em sistemas de rodas automotivas, propondo uma alternativa tecnicamente viável aos processos convencionais de têmpera e revenimento. Os mancais de rolamento desempenham papel fundamental em sistemas mecânicos, ao possibilitarem o movimento relativo entre componentes com baixos níveis de atrito, vibração e ruído, conforme os fundamentos da Tribologia. A pesquisa concentra-se em rolamentos de primeira geração, compostos por duas carreiras de esferas de contato angular, os quais representam a base conceitual para o desenvolvimento das gerações subsequentes. A escolha desse modelo permite a extrapolação dos resultados obtidos para aplicações mais complexas, incluindo rolamentos utilizados em veículos comerciais pesados, como caminhões e ônibus. Foram conduzidas análises comparativas entre amostras submetidas ao tratamento termoquímico por nitretação gasosa (480°C por 16 horas) e amostras tratadas por meio do processo convencional de têmpera e revenimento (revenimento a 180°C por 2 horas). Para a caracterização dos materiais, empregaram-se técnicas como microscopia óptica e eletrônica de varredura, perfilometria para medição de rugosidade e ensaios de dureza Vickers com carga de 1 kgf (HV1) e Vickers instrumentada. Os resultados evidenciam que a nitretação gasosa induz modificações microestruturais significativas, promove o aumento da dureza superficial, apresenta baixa variação dimensional e gera tensões residuais compressivas, as quais contribuem para a elevação da resistência à fadiga dos componentes. Os níveis de dureza obtidos após o tratamento mostraram-se compatíveis com os padrões adotados pelos principais fabricantes do setor automotivo, reforçando o potencial da nitretação gasosa como rota alternativa de endurecimento. Ademais, a supressão das etapas de têmpera e revenimento implica uma simplificação do processo produtivo, com benefícios associados à eficiência operacional, redução de custos e sustentabilidade ambiental. Este estudo contribui para o avanço do conhecimento na área de engenharia de materiais aplicada à indústria automotiva, ao propor uma abordagem inovadora e tecnicamente robusta para o aprimoramento de componentes críticos, como os rolamentos de roda. Adicionalmente, os dados obtidos sustentam a viabilidade de um modelo aplicável à implementação da tecnologia.