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Título
CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA E MICROESTRUTURAL DO AÇO AISI 420 NITROCEMENTADO POR PLASMA A BAIXA TEMPERATURA

Aluno: Ioanis Labhardt Joanidis - Curso de Engenharia Mecânica (MT) - Orientador: Silvio Francisco Brunatto - Departamento de Mecânica - Área de conhecimento: 30303060 - Palavras-chave: nitrocementação por plasma; nitrocementação a baixa temperatura; aço inoxidável martensítico aisi 420 - Colaborador: Cristiano Scheuer.

O aço inoxidável AISI 420 é altamente utilizado em meio industrial especialmente quando se trata de condições severas de operação. Neste cenário, técnicas de processamento promovem uma melhoria da resistência do material. Entre os processos, a nitrocementação por plasma a baixa temperatura tem mostrado bons resultados quando aplicada sobre aços inoxidáveis. Amostras na condição como-temperadas com 9,5 mm de diâmetro e 10,0 mm de comprimento, foram nitrocementadas em temperaturas de 300, 350, 400 e 450 °C durante 6 h. Esses tratamentos foram realizados utilizando uma fonte de tensão pulsada de 3,6 kW operando a 600 V, empregando uma mistura gasosa composta por 71% N2+18% H2+10% Ar+1% CH4, a um fluxo gasoso de 3,34 × 10?6 Nm3 s?1 e pressão de 400 Pa. As amostras tratadas foram caracterizadas por meio de microscopia óptica, difratometria de raios X, e por medições de microdureza. Os resultados demonstram que a dureza da superfície das amostras (região exposta ao plasma) aumenta com o aumento da temperatura de tratamento, variando de cerca de 510 HV0,3 no estado inicial (não tratado) para valores da ordem de até 1200 HV0,3 na superfície enriquecida com N e C. Por outro lado, a dureza da base das amostras (região não exposta ao plasma) diminui com o aumento da temperatura, o que se deve ao revenimento das amostras que ocorreu paralelamente ao processo assistido por plasma. Os padrões de DRX demonstram a presença das fases nitretos/carbonetos de cromo para as condições de tratamento de 400 e 450 °C, a qual é confirmada pela análise da microestrutura das camadas obtidas para estas referidas amostras, onde se verifica a ocorrência de sensitização das mesmas. Por outro lado, os padrões de difração obtidos para as amostras tratadas a 300 e 350 °C não apresentaram fases nitretos/carbetos de cromo. Este resultado é importante, pois indica que o aço inoxidável não apresentou sensitização para estas condições de estudo, o que garante o aumento de dureza (e consequente aumento de resistência ao desgaste), sem apresentar, no entanto, perdas na resistência a corrosão do aço estudado. As micrografias também demonstraram que o aumento da espessura da camada nitrocementada é proporcional ao acréscimo da temperatura de tratamento, obedecendo a um comportamento exponencial, típico de processos termicamente ativados (por difusão atômica), sendo o caso da nitrocementação assistida por plasma aqui estudada.