Caracterização microestrutural de aços inoxidáveis martensíticos nitretados em alta temperatura. - Garzón Ospina, Carlos Mario (2001)
Com o intuito de obter aços inoxidáveis martensíticos com alto teor de nitrogênio os aços AISI 410 (11,5%Cr-0,13%C) e 410S (13%Cr-0,07%C) foram nitretados sob atmosfera de N2 entre 1000 e 1200´GRAUS´C; 0,2 e 3,8atm e 0,25 e 48h, seguidos de têmpera direta em água. A avaliação dos processos de obtenção foi feita mediante caracterização microestrutural e química das amostras obtidas. A caracterização microestrutural tanto de amostras maciças quanto de precipitados extraídos por dissolução química da matriz, foi feita usando microscópio eletrônico de varredura, microscópio óptico, difração de raios X, e microdureza. A caracterização química foi feita usando as técnicas de fusão sob gás inerte, espectroscopia óptica e microanálise WDS. Por nitretação dos aços AISI 410 e 410S foram obtidas tanto amostras com camadas superficiais ricas em nitrogênio (teores superficiais de nitrogênio entre 0,2 e 2,14%) quanto lâminas finas (até 0,75mm de espessura) com teores de nitrogênio homogêneo (0,13-2,4%N). Os microconstituintes dos aços obtidos com alto teor de nitrogênio em estado de têmpera foram: martensita, austenita retida e precipitados formados durante a nitretação. Tais precipitados foram dos tipos MX, [(Cr,Fe)(C,N)], e M2X, [(Cr,Fe)2(C,N)]. A termodinâmica dos processos de nitretação, e a relação existente entre as microestruturas obtidas e os parâmetros de nitretação temperatura e pressão parcial de N2, foram estudadas com o auxílio doprograma computacional Thermocalc, com o qual foi possível gerar tanto diagramas de fase para os materiais estudados quanto calcular diversas variáveis de estado em função dos parâmetros de nitretação. ) As análises dos resultados obtidas à luz da termodinâmica dos processos de nitretação mostraram que, com o aumento da pressão e do tempo ou com a diminuição da temperatura de nitretação, ocorre um aumento do teor superficial de nitrogênio aumentando, também, a tendência à precipitação de nitretos. Verificou-se que o domínio de estabilidade do M2N se encontra em temperaturas, pressões e tempos menores que os correspondentes do MN. Finalmente foi feito o modelamento da cinética de absorção de nitrogênio dos aços inoxidáveis martensíticos no tratamento de nitretação em alta temperatura (Tnitretação>Ac1) resolvendo as equações de transporte de massa do sistema termodinâmico previamente analisado, por meio do uso do conceito do coeficiente de difusão aparente. Para tal modelamento foram determinados pelo método da sorção os coeficientes de difusão do nitrogênio na austenita e de transferência de massa entre o gás e a austenita.