Caracterização de um reator de radiofrequência com acoplamento capacitivo para nitretação a plasma

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Miranda, Gabriel Belchior
• Orientador(a): Mafra, Márcio
• Banca de defesa: Binder, Cristiano , Neves, Julio Cesar Klein das , Mafra, Márcio
• 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: Plasma de alta temperatura; Nitruração; Aço inoxidável; Aço austenítico; Microestrutura - Análise; High temperature plasmas; Nitriding; Steel, Stainless; Austenitic steel; Microstructure - Analysis
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30413

O tratamento termoquímico de nitretação é caracterizado pela adição de nitrogênio na estrutu ra cristalina de algumas ligas, sendo que um dos meios de realização desse tratamento é através de reatores a plasmas. Atualmente diversos tipos de reatores podem ser utilizados para este fim, onde o mais utilizado é o reator de corrente contínua, no entanto trabalhos com o uso de reatores de radiofrequência com acoplamento capacitivo (rfccp) não são tão abundantes com poucos estudos, indicando o potencial sobre a nitretação neste tipo de reator. Logo, neste trabalho foi estudada a nitretação em um plasma rfccp visto que há poucos estudos sobre as vantagens que este tipo de reator pode oferecer. Desta forma, este trabalho trata da montagem e caracterização de um reator rfccp, assim como a realização de experimentos de nitretação no aço AISI H13 esferoidizado e temperado, e o aço inoxidável UNS 3131673, tendo como principais parâmetros de variação a pressão de tratamento e o coeficiente de assimetria entre áreas dos eletrodos. Os resultados indicam boa correlação entre a variação dos parâmetros e a formação de fases expandidas, assim como maior quantidade de alguns nitretos de ferro. Observousse um indício de quanto maior a pressão e assimetria maior a reatividade do plasma e consequentemente maior introdução de nitrogênio, além disso a caracterização do reator foi efetiva pois todas a condições propostas para o regime rfccp tiveram um comportamento semelhante quando realizadas com uma fonte de corrente contínua no mesmo reator. Para o UNS 3131673 a pressão de tratamento de 5 torr e fator de assimetria 10-4 promoveu um tratamento mais homogêneo da superfície, enquanto o AISI H13 temperado apresentou boa dureza após tratamento superficial para todas as condições propostas e diferentes mecanismos de endurecimento após saturação e formação de novas fases, além disso o H13 esferoidizado obteve maiores durezas com a pressão de 5 torr em duas condições de assimetria sendo elas 0,06 e 10-4. Por fim conclui-se que o reator rfccp é capaz de nitretar e pode ser utilizado em estudos futuros.