NITRETAÇÃO A BAIXA TEMPERATURA DO AÇO AISI420: AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE BOMBARDEAMENTO NA CINÉTICA DO PROCESSO
Aluno de Iniciação Científica: Victor Augusto de Oliveira (PIBIC/CNPq)
Curso: Engenharia Mecânica
Orientador: Rodrigo Perito Cardoso
Colaborador: Anderson Carlos Gralak, Ricardo Pereira, Cristiano Scheuer
Departamento: Mecânica
Setor: Tecnologia
Palavras-chave: Nitretação por plasma , Rugosidade , Aço inoxidável martensítico
Área de Conhecimento: 30303036 - METALURGIA DE PÓ
A nitretação assistida por plasma utiliza a ativação da descarga luminescente para introduzir átomos de nitrogênio na superfície de materiais de engenharia. A microestrutura, bem como as propriedades mecânicas e metalúrgicas das camadas modificadas através da nitretação por plasma, são fortemente dependentes das variáveis empregadas no processo. Na técnica assistida por plasma as colisões entre as partículas carregadas e as moléculas neutras do gás são de suma importância para geração e manutenção da descarga. Neste sentido, os parâmetros tensão aplicada e mistura gasosa, constituem duas importantes variáveis do processo. A primeira exerce influência direta sobre a energia das espécies rápidas, uma vez que, esta é proporcional à aceleração produzida na bainha catódica. Da mesma forma, a segunda exerce influência sobre a ionização, dissociação e sobre a formação de radicais ativos de nitrogênio. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo estudar a influência da energia de bombardeamento, mais precisamente, o efeito da tensão de pico aplicada e do teor de argônio na mistura gasosa, sobre a cinética do tratamento de nitretação por plasma do aço AISI 420. Igualmente, tendo em vista que o tratamento térmico prévio à nitretação também exerce influência sobre a cinética do processo, foram estudos três condicionamentos prévios das amostras: recozida, temperada a partir de 1050ºC, e temperada a partir de 1050ºC e revenida a 400ºC. O plasma foi gerado utilizando uma fonte de tensão pulsada de 3,6 kW. O trabalho foi divido em duas etapas: a primeira objetivando o estudo da influência da tensão de pico, sendo os tratamentos realizados empregando-se uma mistura gasosa composta por 70% H2 + 20% H2 + 10% Ar, e tensões de pico de 400, 500, 600 e 700 V; e a segunda etapa, onde procurou-se determinar o efeito do teor de argônio, sendo os tratamentos realizados empregando-se uma tensão de pico de 600 V, e uma mistura gasosa composta por 80% N2 + 20% H2 com teores de argônio em fração volumétrica variando entre 10 a 50%. Todos os tratamentos foram realizados a temperatura de 350ºC durante 6 horas, empregando-se um fluxo gasoso de 3,34 × 10-6 Nm3 s-1, e pressão de 3 Torr. As amostras tratadas foram caracterizadas por meio de microscopia óptica, difratometria de raios X, e por medições de microdureza e rugosidade. Os resultados indicam que tanto a variação do teor de argônio na proporção dos gases da mistura gasosa, como a tensão de pico aplicada, exercem influência sobre a cinética de crescimento da camada tratada, rugosidade e dureza.