Nitrocementação assistida por plasma do aço inoxidável AISI 420 utilizando metano e trimetilborato como percursores de carbono

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Autor(es): dc.contributorCardoso, Rodrigo Perito, 1978--
Autor(es): dc.contributorBrunatto, Silvio Francisco, 1967--
Autor(es): dc.contributorUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica-
Autor(es): dc.creatorAnjos, Adriano David dos-
Data de aceite: dc.date.accessioned2025-09-01T13:54:48Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2025-09-01T13:54:48Z-
Data de envio: dc.date.issued2024-07-25-
Data de envio: dc.date.issued2024-07-25-
Data de envio: dc.date.issued2013-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://hdl.handle.net/1884/31933-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/1884/31933-
Descrição: dc.descriptionOrientador: Prof. Dr. Rodrigo Perito Cardoso-
Descrição: dc.descriptionCoorientador: Prof. Dr. Silvio Francisco Brunatto-
Descrição: dc.descriptionDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 17/05/2013-
Descrição: dc.descriptionBibliografia: f. 123-127-
Descrição: dc.descriptionResumo: A busca por alta produtividade exige que pecas e componentes operem em condicoes cada vez mais severas, o que pode demandar um tratamento superficial a fim de elevar a dureza e a resistencia a corrosao. Dentre as tecnicas disponiveis, os tratamentos termoquimicos atendem a esses propositos mediante a introducao de elementos como nitrogenio e carbono, como por exemplo, atraves da tecnica de nitrocementacao assistida por plasma. O resultado e a formacao de carbonitretos ou introducao de elementos de liga em solucao solida que alteram as propriedades superficiais dos materiais tratados. No caso dos acos inoxidaveis estes tratamentos devem ser conduzidos as baixas temperaturas para evitar a sensitizacao. Nesse contexto, no presente trabalho foram estudadas as caracteristicas microestruturais e dureza do aco inoxidavel martensitico AISI 420 nitrocementado por plasma a baixa temperatura. Foi variada a temperatura de tratamento (300, 350, 400 e 450 °C) e foram comparadas misturas gasosas com metano e com trimetilborato (TMB) como fonte de carbono. Os parametros mantidos constantes foram: tempo (4 horas), pressao (3 Torr), tensao de trabalho (600 V) e fluxo gasoso (200 sccm). As misturas gasosas foram: 71 % N2 + 18 % H2 + 10 % Ar + 1 % CH4, e 71,95 % N2 + 18 % H2 + 10 % Ar + 0,05 % TMB. As camadas tratadas foram caracterizadas por microscopia otica e eletronica de varredura, difracao de raios-x, medicoes de microdurezas e rugosidade. Os resultados demonstram alteracoes superficiais claras a partir de 350 °C, que se inicia pela introducao de nitrogenio e carbono na martensita. Nitidas camadas nitrocementadas foram obtidas para ambos os precursores em temperaturas de 400 e 450 °C. Entretanto nestes casos ocorreu sensitizacao da superficie tratada. Assim pode-se esperar uma condicao otima de tratamento entre 350 e 400 °C, conciliando com um aumento de dureza.-
Descrição: dc.descriptionAbstract: The requirements of high productivity and performance are demanding parts and components to operate under increasing severity levels, which may require a surface treatment to increase the surface hardness and corrosion resistance. Among some available techniques, thermochemical treatments are able to achieve these purposes by introducing elements such as nitrogen and carbon, for example by using plasma assisted nitrocarburizing technique. The result is the formation of carbonitrides or introduction of alloying element in solid solution that alter the surface properties of the treated materials. In the case of stainless steels, these treatments must to be conducted at low temperatures to avoid sensitization of the treated layer. In this context, the microstructural characteristics and hardness of low-temperature plasma nitrocarburized AISI 420 martensitic stainless steel was studied. The treatment temperatures were: 300, 350, 400 and 450 ° C. Two gas mixtures were compared, one with methane and the other containing trimethyl borate (TMB) as carbon precursor. Other parameters were kept constant: time (4 h), pressure (3 Torr), working peak voltage (600 V) and gas flow rate (200 sccm). The gas mixtures were composed of 71% N2 + 18% H2 + 10% Ar + CH4 1%, and 71.95% N2 + 18% H2 + 10% Ar + 0.05% TMB. The treated layers were characterized by optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction, microhardness measurements and roughness measurements. The results showed clear surface changes for treatments at 350 °C, indicating that at this temperature nitrogen and carbon is introduced in solid solution into the martensite lattice. Clear nitrocarburized layers were obtained for both precursors at temperatures of 400 and 450 °C. However in these cases sensitization of the treated surface has observed. Thus, one can expect an optimal condition for treatment temperature between 350 and 400 °C, increasing hardness.-
Formato: dc.format127 f. : il., grafs., (algumas color.), tabs.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
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Relação: dc.relationDisponível em formato digital-
Palavras-chave: dc.subjectAço inoxidável-
Palavras-chave: dc.subjectPlasma (Gases ionizados)-
Palavras-chave: dc.subjectCorrosão-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia mecânica-
Título: dc.titleNitrocementação assistida por plasma do aço inoxidável AISI 420 utilizando metano e trimetilborato como percursores de carbono-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
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