Title

INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DO PROCESSAMENTO E DESCARGA NO COMPORTAMENTO DA CAMADA ENRIQUECIDA COM CROMO DURANTE A SINTERIZAÇÃO DE FERRO PURO POR PLASMA

INFLUENCE OF DISCHARGE AND PROCESSING PARAMETERS ON THE BEHAVIOR OF CHROMIUM ENRICHED LAYER DURING PLASMA SINTERING OF UNALLOYED IRON

Authorship

Pavanati, Henrique Cezar; Maliska, Ana Maria; Klein, Aloísio Nelmo

Pavanati, Henrique Cezar

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Maliska, Ana Maria

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Klein, Aloísio Nelmo

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DOI

10.5151/2594-5327-0412

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Abstract

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência dos parâmetros de processamento e da descarga elétrica no comportamento da camada enriquecida com cromo durante a sinterização por plasma. Deseja-se obter um melhor entendimento dos fenômenos que ocorrem durante o processamento de sinterização de ferro puro por plasma com enriquecimento superficial simultâneo de cromo. Com este intuito, amostras de ferro puro foram sinterizadas em descarga elétrica em regime anormal usando a configuração ânodo- cátodo confinado com cátodo de aço inoxidável ABNT 430. Nestas condições é possível sinterizar as amostras e simultaneamente enriquecê-las com cromo. Foram variados a temperatura (1050-1200oC) e o tempo no patamar de sinterização (0 a 120 min). Foi realizada também a variação da energia de bombardeamento, variando a tensão aplicada ao cátodo e a pressão dos gases na câmara (parâmetros da descarga). A microestrutura da camada enriquecida foi caracterizada por microscopia ótica e os perfis de concentração de Cr foram obtidos utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) com auxílio de microssonda EDX. Com a variação dos parâmetros da descarga é possível modificar a quantidade de cromo em fase gasosa, alterando consequentemente a taxa de deposição destes na superfície da amostra. Já a variação dos parâmetros de processamento é responsável por controlar a difusão de cromo e auto-difusão do ferro modificando o perfil de cromo da região enriquecida durante a sinterização. Dependendo da taxa de deposição, as amostras sinterizadas com enriquecimento superficial simultâneo apresentaram estabilização da fase alfa do cromo na temperatura de patamar, ativando a sinterização na camada enriquecida.

The aim of this work is evaluate the influence of processing and discharge parameters on the behavior of chromium enriched layer during plasma sintering. A better understanding of the phenomena which occurs during the sintering of unalloyed iron by plasma with simultaneous chromium enrichment is required. Unalloyed iron samples were sintered in abnormal glow discharge using the confined anode-cathode configuration constructed with AISI 430 stainless steel. In these conditions it is possible sintering the samples as well as to enrich them with chromium, simultaneously. It was varied the applied tension on the cathode (400- 700 V), the sintering temperature (1050-1200oC) and the holding temperature time (0-120 min). The enriched layer was characterized by optical microscopy. Chromium concentration profile was constructed using SEM and EDX. Changing the discharge parameters (voltage and pressure) it was possible modify the chromium content in gas phase, increasing, as consequence, the deposition rate on the sample surface. The processing parameters (holding time and temperature) variation is responsible for controlling the chromium diffusion and iron self-diffusion, changing the chromium profile in the enriched region. Depending on the deposition rate, the samples presented different characteristic of the enriched layer.

Keywords

Metalurgia do pó; Sinterização por plasma; Enriquecimento com Cr.

Powder metallurgy; Plasma sintering; Chromium enrichment.