Estudo da nitrocarbornetação a plasma para aços bainíticos de resfriamento contínuo

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Nora, João Vitor Piovesan Dalla
• Orientador(a): Rocha, Alexandre da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Aço bainítico; Nitrocarbonetação a plasma; Nitretação a plasma; Tribologia
• Palavras-chave em Inglês: Plasma nitrocarburizing; Continuous cooling bainitic steels; XTP®; Wear
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/277144

Aços bainíticos de resfriamento contínuo têm sido estudados recentemente devido a sua alta tenacidade e resistência mecânica quando comparados a aços convencionais, mesmo sem tratamentos térmicos posteriores. Ao aplicar-se tratamentos termoquímicos de nitretação a plasma para essa classe de aços, é possível alcançar alta dureza superficial e resistência ao desgaste requeridas para aplicação industrial. Dessa forma é possível reduzir etapas de processamento e custos de produção em comparação com rotas de processamento tradicionais para aços de baixo e médio teor de carbono. Porém, ainda há espaço para demais investigações quanto aos possíveis tratamentos a plasma aplicáveis para esta liga. Um dos tratamentos de interesse é a nitrocarbonetação a plasma, entretanto há pouca ou nenhuma informação sobre os efeitos de parâmetros de tratamento, tais como o percentual de gás portador de carbono a ser utilizado, resistência ao desgaste, espessura resultante da camada de nitretos e composição de fases. Tendo isto em vista, o presente estudo visa avaliar a resposta a nitrocarbonetação a plasma de dois aços, HSX 130HD e HSX 130HD XTP® - Xtreme Performance Technology ®. Ambos são considerados aços bainíticos de resfriamento contínuo com a mesma composição química, porém o segundo possui pós-processamento termomecânico que lhe garante uma microestrutura mais refinada. Os materiais foram tratados a plasma na temperatura de 500 °C durante 6 h, com o emprego de diferentes quantidades de CH4, 0% (nitretação, utilizada como referência), 3% e 5% (nitrocarbonetação) em atmosfera contendo 75% de N2 e H2 em balanço. As amostras foram analisadas quanto à microestrutura, rugosidade, dureza, composição química, desgaste e coeficiente de atrito. Associados ao aumento de CH4, os resultados mostraram redução da espessura da camada branca, aumento da dureza superficial, da rugosidade e maior formação da fase Fe2-3N para os dois aços. Houve formação de Fe3C e menor desgaste para amostras do aço HSX 130HD XTP® tratado com 5% de CH4 e menor coeficiente de atrito para o mesmo aço tratado com 3% de CH4. Conclui-se que a nitrocarbonetação a plasma é uma alternativa viável para os aços estudados.