Caracterização microestrutural do aço duplex UNS S32750 nitretado a baixa temperatura com baixa potência de plasma

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Durand, Lucas Tomazi
• Orientador(a): Mafra, Márcio
• Banca de defesa: Lepienski, Carlos Mauricio , Mafra, Márcio , Cardoso, Rodrigo Perito , Brunatto, Silvio Francisco
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Nitruração; Aço inoxidável; Espectroscopia de raio X; Raios X - Difração; Nitrogênio - Aplicações industriais; Plasma de baixa temperatura; Nitriding; Steel, Stainless; X-ray spectroscopy; X-rays - Diffraction; Nitrogen - Industrial applications; Low temperature plasmas
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::TRATAMENTO TERMICOS, MECANICOS E QUIMICOS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4943

A nitretação a baixas temperaturas de aços inoxidáveis é um tratamento que tem sido amplamente estudado nos últimos anos, entretanto, poucos trabalhos se dedicaram a estudar sua aplicação em aços inoxidáveis duplex. Dentre as principais pesquisas a esse respeito, divergências de resultados têm sido obtidas no tocante à estrutura da camada nitretada: diferentes autores indicam formação de austenita expandida sobre ambas as fases, ou de austenita expandida com a presença de nitretos, também de austenita e ferrita expandidas, e, ainda, de camada de compostos. Visando melhor compreender a estrutura da camada nitretada, este trabalho tem por objetivo estudar a microestrutura do aço inoxidável duplex UNS S32750 após ser nitretado por plasma com aquecimento auxiliar em diferentes condições de tempo e temperatura, a saber: 300ºC por 4 h; 350ºC por 2 h; 350ºC por 4 h; 350ºC por 8 h; e 400ºC por 4 h. Estudouse a também evolução do teor de nitrogênio e da microestrutura com o aquecimento posterior à nitretação. Técnicas de caracterizações por microscopia de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de comprimento de onda de raios X (WDS), difração de raios X (DRX) e indentação instrumentada foram realizadas para avaliar a camada formada e suas características. A fim de verificar a evolução do teor de nitrogênio e das fases da camada formada, realizou-se o aquecimento de três amostras selecionadas, com realização concomitante de difração de raios X no Laboratório Nacional de Luz Sincroton (LNLS). Os resultados obtidos revelaram a presença de uma camada monofásica de austenita expandida sobre ambas as fases prévias do material, sem a presença de nitretos de cromo. A espessura destas camadas, entretanto, foi pequena, devido à baixa potência de plasma aplicada (15 W). Ainda assim, elevados teores de nitrogênio foram aferidos na camada, desde 8,62% na austenita e 3,61% na ferrita da amostra nitretada a 350ºC/2 h, até 14,72% na austenita e 15,53% na ferrita da amostra nitretada a 350ºC/8 h (teores em massa), os quais se relacionam com os dados de dureza obtidos, de modo que a maior dureza foi constatada no material mais enriquecido com nitrogênio. O aquecimento realizado nas amostras revelou que somente as amostras com maior concentração de nitrogênio sofrem decomposição da austenita expandida em nitretos de cromo, além da difusão de nitrogênio para o interior da amostra (visualizado em todas as amostras), fazendo com que a espessura de camada aumente.