Título

RESISTÊNCIA AO DESGASTE ABRASIVO DE UM AÇO BAIXA LIGA SUBMETIDO A NITRETAÇÃO POR PLASMA FRIO

WEAR RESISTANCE OF LOW ALLOY STEEL AFTER COLD PLASMA NITRIDING

Autoria

Santana, Adevanil dos Santos; Franco, Adonias Ribeiro; Vieira, Estefano Aparecido; Orlando, Marcos Tadeu D. Azeredo; Bezerra, Rackel Ribeiro Muniz

DOI

10.5151/2594-5327-34400

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Resumo

AS INDÚSTRIAS AUTOMOTIVAS UTILIZAM OS AÇOS BAIXA LIGA NA FABRICAÇÃO DE COMPONENTES MECÂNICOS POR SUA EXCELENTE RESISTÊNCIA AO DESGASTE POR ATRITO APÓS TRATAMENTO TÉRMICO DE TÊMPERA E REVENIMENTO. O AÇO AISI 4140 SÃO CLASSIFICADOS DE BAIXA LIGA, POSSUEM BOA TEMPERABILIDADE E EXCELENTE TENACIDADE DO NÚCLEO. ESSA CARACTERÍSTICA TORNA-O INTERESSANTE PARA PESQUISA. ENTRE OS DIVERSOS MÉTODOS, A NITRETAÇÃO A PLASMA FRIO (NP) CONFERE AUMENTO DA RESISTÊNCIA AOS DESGASTES AOS AÇOS. POR ESSAS RAZÕES O AÇO AISI 4140 FOI TRATADO TERMICAMENTE POR TÊMPERA E SUPERFICIALMENTE ENDURECIDO POR NITRETAÇÃO A PLASMA. AS AMOSTRAS FORAM SUBMETIDAS AO ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO DESGASTE EM UM SISTEMA MICROABRASIVO POR ESFERA LIVRE. O TRATAMENTO TERMOQUÍMICO VIABILIZOU A FORMAÇÃO DE MN4O E UMA CAMADA DIFUSIVA DE FE4N COM 110 MM DE ESPESSURA COM DUREZA MÁXIMA DE ~1000 HV. A DIFUSÃO DO NITROGÊNIO ACONTECEU EM TEMPERATURA DE 340° C AUXILIADO POR ELEMENTOS DE LIGA PRESENTE NO AÇO E DEVIDO À PRESENÇA DE AUSTENITA RETIDA NAS AMOSTRAS TEMPERADAS. APESAR DA FORMAÇÃO DE CAMADA NITRETADA DE FE4N O COEFICIENTE MICROABRASIVO DESGASTE NÃO MELHOROU EM COMPARAÇÃO A AMOSTRA SOMENTE TEMPERADA. OS RESULTADOS COMPROVAM QUE EM UM SISTEMA DE DESGASTE A DUREZA NÃO É O ÚNICO PARÂMETRO A SER AVALIADO PARA GARANTIR MELHORES RESULTADOS.

 

THE AUTOMOTIVE INDUSTRIES USE LOW-ALLOY STEELS IN THE MANUFACTURE OF MECHANICAL COMPONENTS FOR THEIR EXCELLENT RESISTANCE TO FRICTION WEAR AFTER HEAT TREATMENT OF TEMPERING AND TEMPERING. AISI 4140 STEEL ARE CLASSIFIED AS LOW ALLOY, HAVE GOOD HARDENABILITY AND EXCELLENT CORE TOUGHNESS. THIS FEATURE MAKES IT INTERESTING FOR RESEARCH. AMONG THE VARIOUS METHODS, COLD PLASMA NITRIDING (NP) PROVIDES INCREASED WEAR RESISTANCE TO STEELS. FOR THESE REASONS, AISI 4140 STEEL WAS HEAT TREATED BY TEMPERING AND SUPERFICIALLY HARDENED BY PLASMA NITRIDING. THE SAMPLES WERE SUBJECTED TO THE WEAR RESISTANCE TEST IN A MICROABRASIVE SYSTEM BY FREE SPHERE. THE THERMOCHEMICAL TREATMENT ENABLED THE FORMATION OF MN4O AND A DIFFUSE LAYER OF FE4N WITH 110 μM OF THICKNESS WITH A MAXIMUM HARDNESS OF ~ 1000 HV. THE DIFFUSION OF NITROGEN TOOK PLACE AT A TEMPERATURE OF 340 ° C AIDED BY ALLOY ELEMENTS PRESENT IN THE STEEL AND DUE TO THE PRESENCE OF AUSTENITE RETAINED IN THE TEMPERED SAMPLES. DESPITE THE FORMATION OF A NITRIDED FE4N LAYER, THE MICROABRASIVE WEAR COEFFICIENT DID NOT IMPROVE IN COMPARISON TO THE ONLY TEMPERED SAMPLE. THE RESULTS PROVE THAT IN A WEAR SYSTEM, HARDNESS IS NOT THE ONLY PARAMETER TO BE EVALUATED TO GUARANTEE BETTER RESULTS.

Palavras-chave

Nitretação a plasma; Aço, AISI 4140; Desgaste; Microabrasivo

Plasma nitriding; AISI 4140 steel; wear; micro-abrasive