Efeitos da nitretação a plasma na microestrutura de núcleo e superficial de um aço bainítico aplicado a fabricação de engrenagens

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Rodrigues, Douglas Rodrigues de
• Orientador(a): Rocha, Alexandre da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Aço bainítico; Nitretação a plasma; Propriedades mecânicas dos materiais; Microestrutura dos materiais
• Palavras-chave em Inglês: Continuous cooling bainitic steels; Core hardness; Gears; Plasma nitriding; Tempering
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/283576

Este trabalho caracterizou engrenagens nitretadas a plasma a 500 ºC, utilizandose uma mistura gasosa com 5% N2 / 95% H2 por 30 h e outra mistura gasosa com 24% N2 / 76% H2 por 20 h, partindo de pré-formas forjadas a 1030 ºC com o aço bainítico de resfriamento contínuo DIN 18MnCrSiMo6-4. Caracterizou-se o flanco e a raiz do dente das engrenagens quanto a camada nitretada e alterações no núcleo devido a possíveis efeitos de revenimento do aço durante os processos de nitretação. A metodologia envolvida contou com um conjunto de análises para da superfície através de metalografia da seção transversal do dente, perfil de microdureza, análise de fases e análise de tensões residuais por difração de raios-X. Para o núcleo, empregou-se microscopia ótica e eletrônica de varredura na análise de alterações microestruturais, microdureza Vickers e difração de raios-X na determinação da densidade de discordâncias da ferrita, fração de austenita e o seu teor de carbono. Realizou-se um experimento in situ em complemento a caracterização do núcleo com radiação síncrotron simulando o efeito de 1 h de processo a 500 ºC com o aço bainítico DIN 18MnCrSiMo6-4 forjado deste estudo em que se observou queda no teor de austenita de 11% para 8% e modesto aumento no teor de ferrita. Os resultados da nitretação na superfície do flanco e da raiz dos dentes mostraram similaridade em relação as espessuras das camadas, respectivamente para cada condição proposta. No núcleo se observou queda de dureza de aproximadamente 10% para a nitretação com 20 h e de 20% para com 30 h de processo em relação a condição inicial, além de alterações na microestrutura, acompanhado de diminuição na densidade de discordâncias e da fração de austenita.