Carbonitretação do aço ferramenta AISI D2 em plasma gerado em atmosfera de N2/Ar e vapor de carbono

AUTOR(ES)

Dianclen do Rosário Irala

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

O aço ferramenta AISI D2 é submetido ao processo de carbonitretação a plasma em atmosfera de trabalho isenta de hidrogênio. Tal atmosfera consiste numa mistura gasosa de 40%N2/60%Ar, além do carbono vaporizado. O vapor de carbono é obtido durante o processo mediante o sputtering de um alvo de grafite, que se encontra estrategicamente posicionado no interior do reator. Através da aplicação de um gradiente térmico ao longo da amostra pode-se avaliar as microestruturas das camadas formadas para uma ampla faixa de temperaturas (350 a 850C). Isto se dá pelo acoplamento de um catodo oco numa das extremidades de um corpo de prova de dimensões 50 mm x 15 mm x 10 mm, enquanto que a outra extremidade é fixada num porta-amostra que possui um sistema de resfriamento próprio. As técnicas utilizadas para a caracterização das amostras foram: Difratometria de Raios-X (DRX), Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Energia de Dispersão de Raios-X (EDX) e Microdureza Vickers (MDV). Detectou-se a formação de camadas visíveis de difusão e a presença de fases de nitretos (e-Fe2-3N, g-Fe4N, CrN) no aço ferramenta AISI D2 carbonitretado. As zonas de difusão mais profundas ocorrem entre 530C e 670C. O carbono parece substituir bem o hidrogênio como redutor de óxidos, principalmente a altas temperaturas. Na temperatura de tratamento de 753C ocorre uma transformação de fases, de a-Fe (c.c.c.) para g-Fe (c.f.c.), e diminui a espessura da camada de compostos devido a menor difusividade do nitrogênio na estrutura g-Fe (c.f.c). Verifica-se também que tratamentos de superfície realizados por plasmas com alta taxa de ionização (catodo oco) podem provocar uma pulverização de átomos na superfície da amostra e impedir o processo de nitretação.

ASSUNTO(S)

metais, plasma, carbonitretação, aço ferramenta engenharia de materiais e metalurgica

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