ISSN 2594-5297
61º Seminário de Laminação, Conformação de Metais e Produtos — Vol. 61 , num. 61 (2026)
Título
Autoria
DOI
Downloads
Resumo
O aço ferramenta AISI H13 é amplamente utilizado em facas de corte para o cisalhamento de tiras de aço a quente, componentes que exigem alta resistência ao desgaste. Este estudo teve como objetivo investigar o efeito da adição de argônio (Ar) à mistura gasosa durante a nitretação a plasma para aumentar a espessura da camada nitretada e melhorar o desempenho tribológico dessas facas. Os tratamentos foram realizados a 500 °C por 15 horas, variando-se as concentrações de nitrogênio (10% e 20% N2) e utilizando teores baixo e alto de argônio, balanceados com hidrogênio (H2). A caracterização microestrutural e a avaliação de desempenho foram conduzidas por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), perfis de microdureza (critério NHT) e ensaios de desgaste microabrasivo. Os resultados mostraram que a adição de um baixo teor de Ar aumentou significativamente a espessura da zona de difusão, de 130 µm (sem argônio) para 230 µm. Entretanto, a adição de um alto teor de Ar reduziu a profundidade da camada para a faixa de 185-190 µm, em razão do efeito excessivo de bombardeamento iônico (sputtering). Além disso, a atmosfera contendo 20% N2 e baixo teor de Ar produziu uma camada branca espessa e intensa precipitação de nitretos nos contornos de grão, levando a menor resistência ao desgaste. A melhor resistência ao desgaste foi obtida pela combinação de baixos teores de nitrogênio e argônio (10% N2 e baixo teor de Ar), garantindo uma camada profunda sem fragilização superficial.
AISI H13 tool steel is widely used in shear blades for cutting hot steel strips, components that require high wear resistance. This study aimed to investigate the effect of adding argon (Ar) to the gas mixture during plasma nitriding to increase the nitrided layer thickness and improve the tribological performance of these blades. The treatments were carried out at 500°C for 15 hours, varying the concentrations of nitrogen (10% and 20% N2) and using low and high argon contents, balanced with hydrogen (H2). Microstructural characterization and performance evaluation were conducted using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), microhardness profiles (NHT criterion), and micro-abrasive wear tests. The results showed that adding a low Ar content significantly increased the diffusion zone thickness, from 130 µm (without argon) to 230 µm. However, the addition of a high Ar content decreased the layer depth to the 185-190 µm range due to the excessive ion bombardment (sputtering) effect. Furthermore, the atmosphere containing 20% N2 and low Ar content produced a thick white layer and intense precipitation of nitrides at grain boundaries, leading to lower wear resistance. The best wear resistance was achieved by combining a low content of nitrogen and argon (10% N2 and low Ar content), ensuring a deep layer without surface embrittlement.
Palavras-chave
Aço ferramenta AISI H13, Nitretação a plasma, Resistência ao desgaste, Lâmina de corte
AISI H13 tool steel, Plasma nitriding, Wear resistance, Shear blade
Como citar
Junior, José Carlos de Pontes; Florêncio, Gabriel Gonçalves; Junior, Jussimar Lopes; Melado, André Caetano; Jr, Adonias Ribeiro Franco.
Nitretação a plasma assistida por argônio em lâminas de corte em aço ferramenta AISI H13,
p. 453-461.
In: 61º Seminário de Laminação, Conformação de Metais e Produtos,
São Paulo, SP - Brasil,
2026.
ISSN: 2594-5297, DOI 10.5151/2594-5297-44030
