Título

MICROESTRUTURA DE CAMADAS NITRETADAS E NITROCEMENTADAS EM AÇO INOXIDÁVEL SUPERAUSTENÍTICO

MICROSTRUCTURE OF NITRIDED AND NITROCARBURIZED LAYERS PRODUCED ON A SUPER-AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Autoria

Fernandes, Frederico Augusto Pires; Casteletti, Luís Carlos; Gallego, Juno

DOI

10.5151/2594-5327-21143

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Resumo

A austenita expandida (AE) pode ser formada em aços inoxidáveis austeníticos durante a nitretação a plasma (NIT) em temperaturas mais baixas. Esta fase metaestável possui altos níveis de resistência mecânica e tenacidade se comparado às tradicionais camadas compostas por nitretos, além da excelente resistência à corrosão. Entretanto, a aplicação combinada de N e C ao plasma é mais recente tecnologicamente e seu efeito sobre a relação microestrutura-propriedades das camadas nitrocementadas CNIT ainda é objeto de investigação. Neste trabalho os tratamentos NIT e CNIT foram realizados entre 400°C a 500C em amostras de aço inoxidável superaustenítico UNS S31254 durante 5 horas. As amostras foram observadas por MO e MET, além de serem analisadas por difração de raios-X. A espessura das camadas variou com a temperatura e foi maior nas amostras nitrocementadas. A presença de AE foi confirmada pelo deslocamento anômalo dos picos difratados por DRX. A presença de nitretos nos tratamentos de baixa temperatura foi confirmada apenas por MET. Partículas arredondadas entre 10 a 15nm mostraram reflexões consistentes com nitretos de cromo CrN. O parâmetro de rede da AE calculado variou entre 0,38 nm a 0,41 nm, dependendo da reflexão {hkl}, valores cerca de 6% a 14% maiores que o parâmetro de rede da austenita não tratada.

 

Plasma nitriding and nitrocarburizing have been used to increase both the mechanical strength and the corrosion resistance of surfaces of the superaustenitic stainless steel (SASS) parts. These properties are improved by expanded austenite (EA) that can be formed at lower treating temperatures. EA is a metastable phase due to anisotropic supersaturation of C and/or N, which occupies interstitial positions of the FCC iron lattice. In this work, EA was investigated by OM and TEM microscopy and XRD analysis in SASS samples prepared between 400 to 500C/5h. The XRD results have confirmed typical anomalous expansion of the lattice parameter of austenite in approximately 10% depending on used reflection. Formation of fine chromium nitrides is observed only in TEM samples, which can be responsible by loss of corrosion resistance of the plasma treated layers.

Palavras-chave

Nitretação; Nitrocementação; Austenita expandida; Microestrutura.

Nitriding; Nitrocarburizing; SASS; Expanded austenite; Microstructure.