Avaliação de desempenho de tratamentos duplex para o aço AISI H13, variando-se propriedades de núcleo, nitretação a plasma e revestimento PVD CrN/CrAlTiN - Ortega, Leandro Bettoni (2025)
O comportamento tribológico dos materiais é de extrema importância para diversas aplicações industriais, especialmente na área de engenharia mecânica e metalúrgica. Nesse contexto, o objetivo deste estudo é caracterizar e avaliar o comportamento tribológico do aço H13 quando submetido a tratamentos duplex. A metodologia utilizada consistiu na aplicação de tratamentos duplex em amostras de aço H13, que no caso deste estudo foi a combinação do processo de nitretação a plasma e deposição física de vapor assistida por plasma (PAPVD). As amostras de aço H13 foram temperadas e revenidas para atingirem 3 diferentes faixas de dureza 48, 51 e 54 HRC e duas profundidades de camada nitretada distintas. O revestimento escolhido foi o CrN/CrAlTiN, pois ele foi desenvolvido para moldes e matrizes para trabalho a quente, mas não limitado a essas aplicações. As amostras foram caracterizadas por meio da realização de medições da rugosidade, perfil de microdureza para determinar a profundidade de camada nitretada, ensaios de adesão por indentação Rockwell-C, medições de nanodureza e ensaios para determinação do módulo de elasticidade e teste do risco, o qual serve para determinar a capacidade de sustentação de cargas nos substratos com tratamentos duplex. Os resultados obtidos nas amostras mostraram que a dureza do substrato influenciou de forma discreta nos testes de adesão, nanodureza e módulo de elasticidade dos tratamentos superficiais aplicados. Entretanto, verificou-se que a profundidade de camada nitretada, por atuar como efeito de suporte ao revestimento é capaz de modificar propriedades como nanodureza e módulo de elasticidade do revestimento. A adesão do revestimento, verificada pelo aspecto das trincas ao redor da indentação Rockwell-C, possui morfologia distinta quando se compara substratos não nitretados e nitretados. A nanodureza com carga que ultrapassam os 10 % da espessura do revestimento foi influenciada pela profundidade de camada nitretada, mas não de forma significativa pela dureza do substrato. O mesmo aconteceu no teste do risco, pois profundidade de camada nitretada maior teve valores de cargas críticas maiores do que as amostras sem nitretação ou com profundidade de camada nitretada menor. Nos testes realizados em condições industriais, a dureza do substrato apresentou influência direta no desempenho da matriz de forjamento, enquanto a aplicação do tratamento superficial duplex contribuiu de forma significativa para o aumento de sua vida útil