Título

MICROESTRUTURA E ENSAIO DE ESCLEROMETRIA INSTRUMENTADA EM AÇO INOXIDÁVEL AISI 410 NITRETADO SOB PLASMA

MICROSTRUCTURE AND SCRATCH TEST ON PLASMA NITRIDED AISI 410 STAINLESS STEEL

Autoria

Sanjuán, Luis Armando Espitia; Jiménez, Luis Bernardo Varela; Pinedo, Carlos Eduardo; Tschiptschin, André Paulo

DOI

10.5151/2594-5327-23256

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Resumo

Amostras de aço inoxidável AISI 410 foram nitretadas sob plasma em um reator de parede quente em atmosfera gasosa de 75% de nitrogênio e 25% de hidrogênio durante 20 horas a uma temperatura de 400°C. A microestrutura e a composição química da camada nitretada foram caracterizadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Como resultado da nitretação sob plasma houve formação de uma camada de 20 μm de espessura contendo martensita expandida e nitretos de ferro do tipo ε-Fe3N e -Fe4N. Os nitretos de ferro se concentraram nos primeiros 5 μm de espessura da camada. A partir de ensaios de esclerometria linear instrumentada, segundo norma ASTM C1624, foi determinada a carga crítica Lc1 na qual ocorre a falha nas camadas nitretadas. A presença de martensita expandida na superfície do aço nitretado causa uma diminuição do coeficiente de atrito medido nos ensaios de esclerometria linear.

 

AISI 410 stainless steel specimens were plasma nitrided in a hot wall DC-pulsed reactor at 400°C, in a mixture of 75% of nitrogen and 25% of hydrogen, during 20 hours. Microstructure and chemical composition of the nitrided layers were characterized by optical and scanning electron microscopy and X ray diffraction. A 20 μm layer containing expanded martensite and ε-Fe3N and -Fe4N iron nitrides formed at the surface of the martensitic stainless steel. ε-Fe3N and -Fe4N iron nitrides concentrated at the first 5 μm of the nitrided layer. Critical load for cracking the nitrogen supersaturated layer was determined using linear scratch test according to ASTM C1624 standard. Expanded martensite formed at the surface of the specimens led to low measured friction coefficient in the scratch test.

Palavras-chave

Aço inoxidável; Martensita expandida; Esclerometria; Nitretação a plasma.

Stainless steel; Expanded martensite; Scratch test; Plasma nitriding.