Title

AVALIAÇÃO SUPERFICIAL E MICROESTRUTURAL DE CORDÕES DE SOLDA DE NIÓBIO TRATADOS TERMICAMENTE VIA IMPLANTAÇÃO IÔNICA POR IMERSÃO EM PLASMA

SUPERFICIAL AND MICROSTRUCTURAL EVALUATION OF NIOBIUM WELD BEADS TREATED BY PLASMA BASED ION IMPLANTATION

Authorship

ALINE CAPELLA DE OLIVEIRA; RUDIMAR RIVA; DENIS ANGELO DA SILVA; ROGÉRIO MORAES OLIVEIRA; MARIA FERNANDA GONÇALVES DE OLIVEIRA

ALINE CAPELLA DE OLIVEIRA

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RUDIMAR RIVA

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DENIS ANGELO DA SILVA

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ROGÉRIO MORAES OLIVEIRA

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MARIA FERNANDA GONÇALVES DE OLIVEIRA

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DOI

10.5151/1516-392X-25033

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Abstract

O objetivo do trabalho é estudar a viabilidade da realização do tratamento superficial via implantação iônica por imersão em plasma (3IP) de nitrogênio de chapas de nióbio soldadas previamente com feixe de laser, para formação de camadas de nitretos sobre superfície do material base, zona termicamente afetada (ZTA) e do cordão de solda. Os resultados obtidos são discutidos levando-se em consideração a influência do tratamento nas alterações apresentadas pelo material tratado. Os resultados mostram uma significativa alteração na superfície do material, em termos de composição química, evidenciando a formação de nitretos de nióbio sobre esta superfície. Em geral, os nitretos de materiais refratários apresentam propriedades desejáveis para aplicações que envolvem temperatura elevadas de trabalho como: estabilidade térmica, elevado ponto de fusão, boa resistência à oxidação; além de apresentarem elevada dureza e baixas taxas de desgaste e corrosão. Em virtude do aquecimento do substrato, durante o tratamento, observam-se mudanças microestruturais no material tratado. Tais alterações microestruturais, nas diferentes regiões analisadas, mostram-se benéficas na homogeneidade dos valores de dureza apresentados, especialmente na região do cordão de solda e material de base. A redução da dispersão dos valores de dureza entre o cordão de solda, a zona termicamente afetada (ZAC) e o material de base podem minimizar a presença de regiões com concentrações de tensões, melhorando a resistência mecânica do material quando submetidos a esforços mecânicos, como tração uniaxial.

The present work evaluates the influence of surface treatment on niobium sheet by nitrogen plasma bases ion implantation (PBII), previously welded using laser beam technology. The results have shown a significant change in the material surface after the PBII treatment with the formation of niobium nitrides on the material surface. In general, nitrides of refractory materials present properties, such as: thermal stability, high melting point, good oxidation resistance, high hardness, and low wear and corrosion rates, desirable to applications concerning high operating temperature. Due to the heating of the substrate during thermal treatment are observed microstructural changes in the material bulk. The microstructural changes observed in the bead weld, heat affected zone (HAZ) and base material cause homogenization of hardness values in these regions. This aspect can minimize the formation of local stress, improving the material mechanical strength when it is subjected to mechanical solicitation, such as tensile uniaxial tests.

Keywords

Nióbio; 3IP; Nitreto; Solda

Niobium; PBII; Niobium nitrides; Laser welding