Nitretação à baixa temperatura assistida por plasma do aço inoxidável duplex uns s32101

Abstract

Resumo: Os aços inoxidáveis duplex tem boas propriedades mecânicas e excelente resistência a corrosão. São geralmente aplicados em vários segmentos, tais como nas indústrias químicas e nucleares. Neste trabalho e estudado o aço UNS S32101 que apesar de ter boas propriedades mecânicas tem baixa dureza e consequente baixa resistência ao desgaste. Neste caso, o tratamento de nitre tacão por plasma e uma técnica promissora para o endurecimento da superfície através da difusão do nitrogênio na superfície do aço. Entretanto temperaturas tradicionais de nitre tacão por plasma podem reduzir sua resistência a corrosão devido a precipitação de nitritos de cromo com consequente redução do teor de cromo em solução solida na matriz do aço. Nesse contexto, o tratamento assistido por plasma a baixa temperatura e uma técnica viável, pois pode combinar, em determinadas condições de processo, o endurecimento superficial e a manutenção ou ate mesmo melhoria da resistência a corrosão de aços inoxidáveis. De forma especifica, este trabalho apresenta o estudo da influencia da mistura gasosa, do tempo e da temperatura na nitre tacão por plasma do aço UNS S32101 além de se estudar a influencia da deformação plástica na cinética de tratamento (deformação realizada por shot peening). A avaliação da mistura gasosa foi realizada em misturas N2 + H2 para 5, 10 e 20% N2 a 350 oC, com um tempo de tratamento de 6h. Estabelecida a melhor mistura gasosa, testou-se temperaturas entre 350 °C e 425 °C, em intervalos de 25°C para tratamento de 6h. Posteriormente, para a temperatura de 400°C variou-se o tempo de tratamento de 3, 6 e 12 h. Nesta segunda fase, uma das faces da amostra foi submetida a um pré-tratamento de shot peening a fim de estudar a influencia da deformação plástica, esperando aumentar a difusão do nitrogênio na superfície do material e a cinética de tratamento pela introdução de defeitos, sendo estes especialmente importantes para baixas temperaturas. As camadas endurecidas foram caracterizadas por microscopia ótica, difratometria de raios-X e por medidas de micro dureza. Os resultados indicam que a deformação plástica tende a formar camadas nitretadas mais espessas e com maior dureza, além de acelerar o processo de precipitação de nitritos de cromo, quando comparadas, nas mesmas condições de tratamento, com camadas obtidas sem deformação plástica previa.