Influência do revenimento nas propriedades/características de superfície do aço Ca6-Nm nitretado por plasma

Abstract

Resumo: O presente trabalho tem por objetivo principal estudar a influência do revenimento nas características de superfície do aço CA6-NM, e posteriormente, verificar o efeito deste tratamento térmico na etapa de nitretação por plasma. Para tanto, a nitretação por plasma à baixa temperatura foi considerando-se o uso de uma atmosfera de nitretação de (5%N2 + 95%H2), numa temperatura de 350 °C, e tempo de 24 horas para cada tratamento térmico realizado. O estudo foi realizado para duas estruturas de martensita distintas, a saber: i) martensita tetragonal de corpo centrado (TCC), para a condição inicial das amostras "como-temperadas"; e ii) martensita cúbica de corpo centrado (CCC), para a condição inicial das amostras "como-revenidas". Duas séries de tratamentos térmicos foram realizadas: i) com objetivo de verificar o efeito da temperatura de revenimento na formação da austenita; e em ii) verificar o efeito do tempo no volume de austenita formada numa temperatura ideal de revenimento (620 °C). A condição ideal de temperatura de revenimento foi de 620 °C, na qual foi obtido um valor de fração volumétrica de austenita de aproximadamente 10%. Por outro lado, o tempo de revenimento ideal para o aço CA6-NM de estudo foi de 10 horas, de forma que a cinética de crescimento da austenita foi efetiva. Na etapa seguinte, quando aplicado o processo de nitretação, os resultados indicam que a condição inicial de tratamento térmico resulta em uma matriz com características distintas e que apresenta forte influência nas propriedades da superfície nitretada, tendo sido verificado camadas nitretadas apresentando diferentes fases expandidas (?N e ?'N) e o nitreto de ferro (? - Fe2-3N), com diferentes propriedades.

Abstract: The presente work has as its major objective to study the influence of the tempering on the surface characteristics of the steel CA6-NM, and then check the effect of heat treatment on plasma nitriding step. For that, the low temperature plasma nitriding was considering the us of a nitriding atmosphere of (5%N2 + 95%H2), in a temperature of 350 ºC, and time of 24 hours for each heat treatment realized. The study was accomplished for two distinct martensitic structures, namely: i) Body-centered tetragonal martensite (BCT), for the samples initial condition "as-quenched"; and ii) Body-centered cubic martensite (BCC), for the samples initial condition of "as-tempered". Two heat treatment series were performed: i) with the objective to verify the effect of the tempering temperature on the austenite formation; and in ii) verify the effect of the time on the volume of austenite formed in the ideal temperature of tempering (620 ºC). The ideal tempering temperature condition was 620 ºC, in which was obtained austenite's volumetric fraction value of 10 %. On the other hand, the study's ideal time of tempering to the steel CA6-NM was 10 hours, so that the austenite kinetic growth was effective. In the next step, when applied the process of nitriding, the results indicate that the initial condition of heat treatment results in a matrix with distinct characteristics that present strong influences on the properties on the nitrided surface, having been verified nitrided layers presenting different expanded phases (?N e ?'N) and the Iron nitride (? - Fe2-3N), with different properties.