Title

TRATAMENTO COMBINADO DE NITRETAÇÃO SOB PLASMA E REVESTIMENTO PVD EM AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO AISI 316L

DUPLEX SURFACE TREATMENT BY PLASMA NITRIDING AND PVD-TiN ON AUSTENITIC STAINLESS STEEL AISI 316L

Authorship

Bruno, Gabriela Tieppo; Junior, Mario Boccalini; Pinedo, Carlos Eduardo

Bruno, Gabriela Tieppo

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Junior, Mario Boccalini

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Pinedo, Carlos Eduardo

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DOI

10.5151/2594-5327-21293

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Abstract

Aços inoxidáveis austeníticos são amplamente aplicados em setores industriais que demandam produtos metálicos com elevada resistência á corrosão. Recentemente, tem se buscado uma maior resistência mecânica deste aço principalmente para suportar condições tribológicas mais severas. Este trabalho apresenta um tratamento combinado para elevar as propriedades tribológicas do aço inoxidável AISI 316L com a utilização dos tratamentos superficiais de nitretação sob plasma seguido de revestimento PVD - TiN. As nitretações foram realizadas em um reator de fonte pulsada com parede quente em temperaturas diferentes para variar o tipo e a espessura da camada nitretada. O revestimento TiN foi realizado pelo processo PVD. A caracterização foi realizada por microscopia óptica, difração de raios X, microdureza Vickers, nanoindentação e indentação Rockwell C. A nitretação elevou a dureza para valores superiores a 1.000 HV. O aumento da profundidade da camada nitretada melhora o efeito de suporte de carga para o revestimento duro de TiN e a sua adesão. Este benefício é decorrente de uma aproximação das propriedades mecânicas da superfície nitretada e do revestimento, avaliadas pela relação H/E.

Austenitic stainless steels are widely applied in industries demanding high corrosion resistance parts. Recently, higher mechanical strength for 316L steel has been required mainly to withstand severe tribological conditions. This paper presents a combined surface treatments to enhance the tribological properties of AISI 316L stainless steel with the use plasma nitriding followed by PVD coating - TiN. Nitriding was carried out on a hot wall DC-pulsed reactor at different temperatures to vary the type and thickness of the nitrided layer. The TiN coating was obtained by PVD process. Surfaces were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction, Vickers micro, nanoindentation and Rockwell C indentation. Nitriding was effective for increasing the hardness to values greater than 1,000 HV. The increased depth of the nitride layer improves the effect of load support for the hard coating of TiN, improved coating adhesion on the substrate. This benefit is due to an approximation of the mechanical properties of nitrided surface and the coating, evaluated by the ratio H/E.

Keywords

Nitretação sob plasma; PVD; Austenita expandida; TiN.

Plasma nitriding; PVD coating; Expanded austenite; TiN.