ISSN 2594-5327
58th Congresso anual — Vol. 58 , num. 1 (2003)
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Abstract
Com o objetivo de estudar a cinética de nitretação a plasma dos aços alta liga Fe-Cr-C-V-Mo, dois aços-ferramenta do tipo AISI H13 e AISI D2 foram nitretados a 520 °C por tempos que variaram entre 42 min e 11 h. Foram obtidas peças com camadas nitretadas de profundidades de 50 a 200 µm, algumas delas sem camada de compostos. Desenvolveu-se um modelo numérico para calcular a cinética de nitretação na interface plasma-metal e no interior dos aços. Esse modelo consistiu na resolução de equações de transporte de massa, com o auxílio dos programas computacionais Thermocalc® e Dictra®. No modelo se leva em consideração o empobrecimento em soluto da matriz durante o tratamento prévio de têmpera e durante a nitretação, assim como o efeito retardador dos precipitados na difusão de nitrogênio na matriz. O modelo permite estabelecer não só o tempo máximo de nitretação – dadas a história térmica dos aços, a temperatura e a composição do gás de nitretação – para obter peças sem camada de compostos, como também a composição e as fases formadas em função dos parâmetros de nitretação e da distância à superfície nitretada. Foi observada uma boa concordância entre os valores da simulação numérica e os valores determinados experimentalmente. Os resultados mostraram que a composição do gás, %N₂, e o tempo de nitretação máximo para obter uma peça isenta de camada de compostos, tₘₐₓ, podem ser expressos por uma equação do tipo: %N₂ = K(tₘₐₓ)^-0,5, onde K é uma constante que depende da temperatura de nitretação e da temperatura do tratamento de têmpera, realizado previamente.
Com o objetivo de estudar a cinética de nitretação a plasma dos aços alta liga Fe-Cr-C-V-Mo, dois aços-ferramenta do tipo AISI H13 e AISI D2 foram nitretados a 520 °C por tempos que variaram entre 42 min e 11 h. Foram obtidas peças com camadas nitretadas de profundidades de 50 a 200 µm, algumas delas sem camada de compostos. Desenvolveu-se um modelo numérico para calcular a cinética de nitretação na interface plasma-metal e no interior dos aços. Esse modelo consistiu na resolução de equações de transporte de massa, com o auxílio dos programas computacionais Thermocalc® e Dictra®. No modelo se leva em consideração o empobrecimento em soluto da matriz durante o tratamento prévio de têmpera e durante a nitretação, assim como o efeito retardador dos precipitados na difusão de nitrogênio na matriz. O modelo permite estabelecer não só o tempo máximo de nitretação – dadas a história térmica dos aços, a temperatura e a composição do gás de nitretação – para obter peças sem camada de compostos, como também a composição e as fases formadas em função dos parâmetros de nitretação e da distância à superfície nitretada. Foi observada uma boa concordância entre os valores da simulação numérica e os valores determinados experimentalmente. Os resultados mostraram que a composição do gás, %N₂, e o tempo de nitretação máximo para obter uma peça isenta de camada de compostos, tₘₐₓ, podem ser expressos por uma equação do tipo: %N₂ = K(tₘₐₓ)^-0,5, onde K é uma constante que depende da temperatura de nitretação e da temperatura do tratamento de têmpera, realizado previamente.
Keywords
nitretação a plasma, aços-ferramenta, termodinâmica computacional.
nitretação a plasma, aços-ferramenta, termodinâmica computacional.
How to cite
Jr., Adonias Ribeiro Franco; Ospina, Carlos Mario Garzón; Tschiptschin, André Paulo.
ANÁLISE NUMÉRICA E EXPERIMENTAL DA CINÉTICA DE NITRETAÇÃO A PLASMA DE AÇOS-FERRAMENTA,
p. 2465-2474.
In: 58th Congresso anual,
Rio de Janeiro, Brasil,
2003.
ISSN: 2594-5327, DOI 10.5151/2594-5327-2900
