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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32160| Título: | Resistência ao riscamento do aço inoxidável ISO 5832-1 nitretado a plasma com fluxo pulsado de nitrogênio |
| Título(s) alternativo(s): | Scratch resistance of ISO 5832-1 plasma nitrited stainless steel with pulsed nitrogen flow |
| Autor(es): | Zarzycki, Ricardo Alex Magalhães, Yago |
| Orientador(es): | Bernardelli, Euclides Alexandre |
| Palavras-chave: | Aço inoxidável Nitruração Desgaste mecânico Tribologia Aço - Metalografia Steel, Stainless Nitriding Mechanical wear Tribology Steel - Metallography |
| Data do documento: | 24-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | ZARZYCKI, Ricardo Alex; MAGALHÃES, Yago. Resistência ao riscamento do aço inoxidável ISO 5832-1 nitretado a plasma com fluxo pulsado de nitrogênio. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | A obtenção de camadas nitretadas com diferentes concentrações de nitrogênio utilizando nitretação a plasma com fluxo pulsado de gás nitrogênio tem se mostrado como uma alternativa promissora para modificação de superfície de aços inoxidáveis austeníticos. Nesse contexto, este trabalho avaliou o efeito de diferentes concentrações de nitrogênio na camada nitretada do aço inoxidável austenítico ISO 5832-1 na resistência ao desgaste, avaliada por meio de ensaio de riscamento. Foram realizadas nitretações com fluxo pulsado de gás nitrogênio utilizando-se dois ciclos com duração de duas horas, o primeiro o 2P0218, com duty cycle 10%, e o segundo 2P1010, com duty cycle 50%. Durante o tempo de fluxo de gás nitrogênio desligado, permaneciam em fluxo os demais gases empregados no tratamento (hidrogênio e argônio). Uma nitretação com fluxo de gás nitrogênio contínuo (2C), também de duas horas de duração, foi realizada para fins de comparação. As amostras foram submetidas a um ensaio de riscamento de carga progressiva e de carga constante utilizando ponta de diamante geometria Rockwell C, e interferometria óptica. O ensaio de riscamento de carga progressiva empregou cargas de 1 N a 180 N. O ensaio de riscamento de carga constante foi realizado com carregamento de 5 N. As amostras riscadas foram analisadas por DRX, MEV e interferometria óptica. Essas análises mostraram que, em todas as nitretações houve a presença de camadas duplas (γN/γC) e a camada γN é maior para os maiores duty cycles, sendo 2C a mais espessa. A mesma tendência pôde ser observada para o deslocamento do pico da austenita para a camada nitretada, sendo ele maior para maiores duty cycles, a amostra 2C mostrou maior deslocamento do pico da austenita γ nas análises de DRX, enquanto a 2P0218 mostrou um deslocamento menor do pico, apontando para menores teores de nitrogênio na camada. Análises apontaram que as perdas de volume ocorridas e a espessura de camada removida foram sensivelmente diferentes entre as amostras, sendo a 2C a que menos desgastou, enquanto a 2P0218 teve maior desgaste. A amostra 2P1010 apresentou resultados intermediários. A partir das análises por interferometria óptica, MO e MEV, foi possível observar que o mecanismo predominante no desgaste das camadas nitretadas foi o microssulcamento ao invés do microcorte, pois a deformação plástica das camadas é mais presente que a remoção de material. |
| Abstract: | Obtaining nitrided layers with different concentrations of nitrogen using plasma nitriding method with pulsed nitrogen flow has been shown to be a promising alternative for surface modification of austenitic stainless steels. In this context, this work evaluated the effect of different concentrations of nitrogen in the nitrided layer of ISO 5832-1 austenitic stainless steel on wear resistance, evaluated by means of a scratch test. Nitriding was performed with pulsed nitrogen flow using two cycles lasting two hours, the first 2P0218, with 10% duty cycle, and the second 2P1010, with 50% duty cycle. During the time the nitrogen gas flow was turned off, the other gasses used in the treatment (hydrogen and argon) remained flowing in the reactor. A plasma nitriding with continuous nitrogen flow (2C), lasting two hours also, was performed for comparison purposes. The samples were subjected to a progressive load and constant load scratching test using Rockwell C geometry diamond tip. The progressive load scratching test used loads from 1 N to 180 N. The constant load scratching test was carried out with a load of 5 N. The scratched samples were analyzed by XRD, SEM and optical interferometry. These analyzes showed that, in all nitriding cycles, there was the presence of double layers (γN/γC) and the γN layer is greater for the highest duty cycles, with 2C being the thickest. The same trend could be observed for the displacement of the austenite peak of the nitrided layer, being it higher for higher duty cycles, the 2C sample showed a greater displacement of the γ austenite peak in the XRD analysis, while 2P0218 showed a smaller peak displacement, indicating for lower nitrogen contents in the layer. Analyzes showed that the volume losses that occurred and the layer thickness removed were significantly different between the samples, with 2C being the one that was the least subject to wear, while 2P0218 had the highest rate of wear. Sample 2P1010 showed intermediate results. From all these analyzes, it was possible to observe that the predominant mechanism in the wear of the nitrided layers was micro grooving instead of micro cutting, since the plastic deformation of the layers is more present than the removal of material. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32160 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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