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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
Ciência e Engenharia dos Materiais (21001014024P6)
ESTUDO DO EFEITO DA NITRETACAO A PLASMA E TRATAMENTO DUPLEX NO AÇO INOXIDÁVEL SUPERDUPLEX UNS S32750
LAURIENE GONCALVES DA LUZ SILVA
DISSERTAÇÃO
01/03/2023

Os aços inoxidáveis superduplex apresentam excelente resistência a corrosão e boas propriedades mecânicas. Porém, as características tribológicas desses aços reduzem sua aplicabilidade. Nitretação por plasma e deposição com gaiola catódica têm sido utilizados para provocar mudanças superficiais com a finalidade de melhorar a resistência ao desgaste sem grandes perdas de resistência a corrosão. Neste estudo foram realizados tratamentos superficiais, tais como nitretação a plasma e deposição de filmes finos de nitreto de titânio, uma vez que o TiN é caracterizado por alta dureza, estabilidade térmica, resistência à abrasão e baixo coeficiente de atrito. As amostras foram tratadas a 350, 400 e 450 °C. As amostras de aço tratadas foram caracterizadas através de microscopia óptica para medir a espessura da camada depositada e analisar a microestrutura. A análise de microdureza Vickers foi utilizada para mostrar o aumento da dureza superficial e a difração de raios X foi utilizada para identificar as fases presentes na superfície. Algumas amostras também foram submetidas a ensaio destrutivo de desgaste e resistência à corrosão e para avaliar o desempenho tribológico. O tratamento de nitretação por plasma e o tratamento duplex a 350 e 450 °C aumentou a dureza superficial do aço devido à formação nitretos de ferro (ε - Fe2-3N, γ'-Fe4N) e da fase austenita expandida (γN). Os tratamentos e suas composições também influenciaram o comportamento tribológico das amostras, melhorando a resistência ao desgaste. O coeficiente de atrito foi influenciado pela dureza do par tribológico, espessura e composição das camadas produzidas. A metodologia é eficiente para melhorar o desempenho mecânico e tribológico do aço UNS S32750, no entanto, a nitretação por plasma tem bom desempenho na resistência à corrosão em baixas temperaturas (350°C), enquanto o tratamento duplex em temperaturas mais altas (450°C) mostrou-se promissor.

Tratamento duplex;Nitretação a plasma;Nitreto de titânio;UNS S32750;Gaiola catódica
Super duplex stainless steels exhibit excellent corrosion resistance and good mechanical properties. However, the tribological characteristics of these steels limit their applicability. Plasma nitriding and cathodic arc deposition have been used to induce surface changes to improve wear resistance without significant losses in corrosion resistance. In this study, surface treatments such as plasma nitriding and deposition of thin films of titanium nitride were performed, as TiN is characterized by high hardness, thermal stability, abrasion resistance, and low coefficient of friction. The samples were treated at 350, 400, and 450 °C. The treated steel samples were characterized using optical microscopy to measure the deposited layer thickness and analyze the microstructure. Vickers microhardness analysis was used to demonstrate the increase in surface hardness, and X-ray diffraction was used to identify the phases present on the surface. Some samples were also subjected to destructive wear and corrosion resistance testing to evaluate tribological performance. Plasma nitriding and duplex treatment at 350 and 450 °C increased the surface hardness of the steel due to the formation of iron nitrides (ε-Fe2- 3N, γ'-Fe4N) and expanded austenite (γN) phase. The treatments and their compositions also influenced the tribological behavior of the samples, improving wear resistance. The coeficiente of friction was influenced by the hardness of the tribological pair, thickness, and composition of the produced layers. The methodology is efficient in improving the mechanical and tribological performance of UNS S32750 steel; however, plasma nitriding has good performance in corrosion resistance at low temperatures (350°C), while duplex treatment at higher temperatures (450°C) proved promising.
Duplex treatment;Plasma nitriding;Titanium nitride;UNS S32750;Cathodic cage
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
O trabalho possui divulgação autorizada
Dissertacao final-Lauriene.pdf

Contexto

MATERIAIS CERÂMICOS E FILMES
MATERIAIS CERÂMICOS E METÁLICOS
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA E DA ATMOSFERA NO PROCESSO DE NITRETAÇÃO A PLASMA SOB AS PROPRIEDADES MICROESTRUTURAIS, TRIBOLÓGICAS E MECÂNICAS DO AÇO INOXIDÁVEL SUPER DUPLEX UNS S32750

Banca Examinadora

ROMULO RIBEIRO MAGALHAES DE SOUSA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
ROMULO RIBEIRO MAGALHAES DE SOUSA Docente - PERMANENTE
PETTESON LINNIKER CARVALHO SERRA Participante Externo
MARCOS GUILHERME CARVALHO BRAULIO BARBOSA Docente - PERMANENTE
MAXWELL SANTANA LIBORIO Participante Externo
RAFAEL MARINHO BANDEIRA Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 24

Vínculo

Bolsa de Fixação
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim
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Capes UFRN RNP
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