Título

ANÁLISE CRISTALOGRÁFICA DA AUSTENITA EXPANDIDA EM AÇOS INOXIDÁVEIS

CRYSTALLOGRAPHIC ANALYSIS OF EXPANDED AUSTENITE IN AUSTENITIC STAINLESS STEELS

Autoria

Fernandes, Frederico Augusto Pires; Pereira, Ricardo G.; Casteletti, Luís Carlos; Gallego, Juno

DOI

10.5151/2594-5327-17757

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Resumo

A nitretação é empregada para incrementar a resistência mecânica e à corrosão na superfície dos aços inoxidáveis austeníticos, conseguidas com a formação da austenita expandida. Esta é uma fase metaestável devido a supersaturação de nitrogênio, que ocupa o espaço intersticial da rede cristalina do ferro. Neste trabalho foram empregadas microscopia (MO, MEV e MET) e difração de raios-X na caracterização desta fase, formada em aços nitretados entre 400 a 500C/5h. A difração de raios-X confirmou a expansão do reticulado cristalino da austenita em aproximadamente 10%, mas desigual entre as reflexões analisadas para difração de uma estrutura cúbica. Observação por MET também mostrou comportamento semelhante. Apesar dos difratogramas de raios-X não indicarem, a decomposição da austenita expandida foi iniciada em temperaturas de nitretação mais baixas, devido a variações localizadas na quantidade de cromo solubilizado no substrato. A decomposição da austenita expandida em ferrita e nitretos de cromo provoca a perda da resistência a corrosão e nas propriedades mecânicas das peças nitretadas.

 

Plasma nitriding has been used to increase both the mechanical strength and the corrosion resistance of surfaces of the austenitic stainless steel parts. These properties are improved by expanded austenite (EA) that can be formed at lower nitriding temperatures. EA is a metastable phase due to anisotropic supersaturation of nitrogen, which occupies interstitial positions of the iron lattice. In this work, EA was investigated by OM and TEM microscopy and XRD analysis in nitrided austenitic stainless steels among 400 to 500C/5h. The XRD results have confirmed typical anomalous expansion of the lattice parameter of austenite in approximately 10%, but unequal among the (111) and (200) main FCC cubic reflections analyzed. Observations of thin foils by TEM have also showed similar behavior. In spite of the XRD patterns have not confirmed there was some EA decomposition in nitrided layer at 450C, due to located variations in the amount of chromium in solid solution. Decomposition of the EA in ferrite and chromium nitrides is associated to the loss of corrosion resistance and mechanical properties of the nitrided layers.

Palavras-chave

Nitretação; Austenita expandida; Microestrutura; Difração raios-X.

Nitriding; Expanded austenite; XRD/TEM analysis; Microstructure.