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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33909| Título: | Nitretação a plasma de aço inoxidável austenítico sinterizado com fluxo pulsado de nitrogênio |
| Título(s) alternativo(s): | Plasma nitriding of sintered austenitic stainless steel with pulsed nitrogen flow |
| Autor(es): | Pereira, Diandra Grossmann |
| Orientador(es): | Mafra, Márcio |
| Palavras-chave: | Nitruração Plasma de baixa temperatura Sinterização Aço inoxidável Austenita Nitriding Low temperature plasmas Sintering Steel, Stainless Austenite |
| Data do documento: | 27-Out-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | PEREIRA, Diandra Grossmann. Nitretação a plasma de aço inoxidável austenítico sinterizado com fluxo pulsado de nitrogênio. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | Aços inoxidáveis sinterizados respondem por uma importante parcela da produção via metalurgia do pó e tratamentos de superfície são realizados nestes materiais com o objetivo de aumentar a dureza superficial e sua resistência ao desgaste e à corrosão. Contudo, o elevado nível de tensão residual destas camadas, por vezes, pode levar à formação de trincas em superfícies nitretadas de aço inoxidável sinterizado. Em um estudo realizado na UTFPR foi possível controlar a concentração de nitrogênio nas camadas nitretadas de aço inoxidável, pelo emprego de pulsos de gás no fluxo de gás nitrogênio. Assim, o presente trabalho teve por objetivo controlar a formação de trincas em amostras de aço inoxidável sinterizado, usando pulsos de gás durante a nitretação. Para isso, amostras de aço inoxidável AISI 316L sinterizadas foram nitretadas sob fluxo pulsado de nitrogênio em diversas condições de pulso. As superfícies das amostras foram avaliadas pela formação de trincas em microscópio óptico e em microscópio eletrônico de varredura. Medidas de difração de raios-X também foram utilizadas para detecção das fases e análise da expansão da austenita. A análise da microestrutura em perfil auxiliou na avaliação da formação das camadas e para localizar as regiões preferenciais de formação de trincas. Medidas de dureza foram realizadas para caracterização das superfícies tratadas. Também foi avaliado o efeito da temperatura de sinterização, sendo que as amostras foram previamente sinterizadas a três temperaturas. Os resultados de dureza mostram que para tempos maiores e com pulsos com um tempo maior de nitrogênio ligado, a dureza apresentou valores mais altos, mostrando a possibilidade de controle da concentração de nitrogênio pelos parâmetros de processamento. A comparação das amostras oriundas de ciclos de nitretação sob fluxo contínuo e sob fluxo pulsado de nitrogênio, indica que é possível reduzir a formação de trincas. Difratogramas de raios-X mostram que as amostras tratadas sob fluxo pulsado tiveram menor expansão da rede cristalina (austenita expandida), o que está diretamente relacionado à concentração de nitrogênio e, portanto, às tensões residuais da camada. |
| Abstract: | Sintered stainless steels represent an important part of powder metallurgy and surface treatments are performed on these materials with the aim of increasing surface hardness and resistance to wear and corrosion. However, the high level of residual stress of these layers can sometimes lead to the formation of cracks in nitrided surfaces of sintered stainless steel. In a study carried out at UTFPR, it was possible to control the nitrogen concentration in the nitrided layers of stainless steel, using gas pulses in the nitrogen flow. Thus, the present work aimed to control the formation of cracks in sintered stainless steel samples, using gas pulses during nitriding. For this, sintered AISI 316L stainless steel samples were nitrided under pulsed flow of nitrogen under different pulse conditions. The surfaces of the samples were evaluated by the formation of cracks in an optical microscope and in a scanning electron microscope. X-ray diffraction measurements were also performed for phase detection and analysis of austenite expansion. The analysis of the microstructure in profile helped in the evaluation of the formation of the layers and to locate the preferred regions of crack formation. Hardness measurements were performed to characterize the treated surfaces. The effect of the sintering temperature was also evaluated, and the samples were previously sintered at three temperatures. The hardness results show that for longer times and with pulses with a longer time of nitrogen on, the hardness presented higher values, showing the possibility of controlling the nitrogen concentration by the processing parameters. The comparison of samples from nitriding cycles under continuous flow and pulsed flow of nitrogen indicates that it is possible to reduce the formation of cracks. X-ray diffractograms show that samples treated under pulsed flow had less expansion of the crystal lattice (expanded austenite), which is directly related to the nitrogen concentration and, therefore, to the residual stresses of the layer. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33909 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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