Título

EFEITO DA TEMPERATURA NO ALÍVIO DE TENSÕES RESIDUAIS PRESENTES NA CAMADA NITRETADA

THE EFFECT OF TEMPERATURE ON THE RESIDUAL STRESS RELIEF PRESENTS IN NITRED LAYER

Autoria

Cristiane Sales Gonçalves; André Paulo Tschiptschin; Paulo Haddad

DOI

10.5151/1516-392X-25514

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Resumo

O processo de injeção sob pressão de ligas de alumínio é empregado para a produção de peças diversas, destinadas principalmente à indústria automobilística, com a possibilidade de produzir peças complexas, contendo seções delgadas, e a alta velocidade de produção. O reduzido tempo de ciclo e as elevadas temperaturas envolvidas promovem danos por fadiga térmica na superfície de trabalho das matrizes, que crescem com o aumento da produção até atingirem condições que inviabilizam o uso da matriz. O presente trabalho visou estudar o efeito da nitretação na superfície do material, relacionando-o aos aspectos microestruturais e tensões residuais inseridas durante nitretação. O aço AISI H13, foi tratado para dureza de 45 HRC e posteriormente nitretado sob plasma em diversas condições de temperatura, tempo e composição da atmosfera gasosa. Os resultados obtidos mostraram que as variações dos parâmetros de nitretação afetam os perfis de dureza e de tensões residuais presentes nas camadas nitretadas, bem como os microconstituintes das mesmas. O material nitretado, após ser submetido a temperaturas da ordem de 600°C, apresentou redução no nível de tensões residuais de compressão, ocorrendo processo de alívio de tensões. O mesmo efeito não foi tão fortemente verificado no perfil de dureza do material.

 

The process of pressured injection of aluminum alloys is made use of in the production of sundry parts, meant mainly for the automotive industry, among the main advantages of such process there stands out the possibility of production of complex parts, with thin sections, and at a high output speed. The reduced cycle time and high temperatures involved cause damage due to the thermal fatigue on the working surface of dies. The present paper has aimed at studying the nitrinding effect on material surface by relating it to the microstructural aspects of the surface, residual tensions inserted during the nitriding process. AISI H13 were quenched and tempered to hardness in 45 HRC and later subjected to plasma nitriding in different conditions of temperature, time, and gas atmosphere composition. Results obtained have shown that the variation of nitriding parameters, such as time, temperature, and nitrogen percent, affect the hardness and residual tension profiles present in the surface nitriding, as well as in its microcomponents. The resulting material, after being subjected to high temperature, presents a reduction of level in the residual tensions of compression, bringing about a process of tensions relief. The same effect is not so strongly verified in the material hardness profile.

Palavras-chave

Nitretação sob plasma; Injeção sob pressão de alumínio; Fadiga térmica; Tensões residuais

Plasma nitriding; Pressured aluminum injection; Thermal fatigue; Residual stress