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Mestrado - Amanda Pires Nogueira de Souza

por dirppg-ct publicado 20/03/2020 14h37, última modificação 23/03/2020 14h10
Tribocorrosão da martensita de nitrogênio obtida por shtpn sobre o aço AISI 409
Quando
14/04/2020
de 09h00 até 12h00
(America/Sao_Paulo / UTC-300)
Onde
Sede Ecoville: EL-101
Pessoa de contato
Orientador(a): Prof. Paulo César Borges
Participantes
Orientador(a): Prof. Paulo César Borges, Dr. - UTFPR
Coorientador(a): Dr. Ane Cheila Rovani
Banca examinadora:
Presidente: Prof. Paulo César Borges, Dr. - UTFPR
Prof. Giuseppe Pintaúde, Dr. - UTFPR
Prof. Luis César Fontana, Dr - UDESC
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Resumo: Diversos tratamentos superficiais vêm sendo aplicados aos aços inoxidáveis a fim de aumentar a resistência mecânica sem que haja prejuízos à resistência à corrosão. Dentre estes, o Tratamento Térmico de Solubilização após Nitretação a Plasma (SHTPN) mostrou-se hábil em proporcionar aumento de ambas às propriedades mediante a formação de martensita de nitrogênio na superfície de um aço inoxidável ferrítico AISI 409. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da têmpera e revenido no desempenho à tribocorrosão da camada martensítica na superfície do aço AISI 409 após SHTPN. Sendo assim, as amostras foram tratadas via SHTPN, o qual consistiu em 2 etapas: nitretação a plasma à 510 ºC e solubilização à 1100 °C. Em seguida, as amostras foram temperadas à 1050 ºC e revenidas em três diferentes temperaturas de 250 ºC (SHTPN+TR250), 450 ºC (SHTPN+TR450) e 650 ºC (SHTPN+TR650). Após os tratamentos, as amostras foram caracterizadas pelas seguintes técnicas de análise: difração de raios-x (DRX), Microscopia óptica (MO), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), microdureza Vickers e nanoindentação. A resistência à corrosão das condições de fornecimento e revenidas foram avaliadas pela técnica de extrapolação de Tafel em solução de 0,5 Mol.L-1 de NaCl. Utilizaram-se medições eletroquímicas e de coeficiente de atrito durante o deslizamento bidirecional a fim de monitorar o comportamento quanto à tribocorrosão. Estes foram realizados em um Tribômetro com configuração reciprocating acoplado a um potenciostato portátil. A quantificação de corrosão antes e durante o deslizamento foi analisada por resistência de polarização linear (RPL). Os resultados obtidos após os tratamentos evidenciaram a formação da camada martensítica de nitrogênio com espessura de 907,9 μm. Todas as amostras tratadas apresentaram valores de dureza superiores à amostra de fornecimento. As análises de corrosão evidenciaram maior nobreza para a condição SHTPN+TR250 (0,083 V vs. SHE) e menor resistência para a condição SHTPN+TR650 (-187 V vs. SHE). Para os resultados de tribocorrosão: As medidas do potencial de circuito aberto (OCP) foram eficientes registrar as alterações do potencial da superfície em função das condições de desgaste. Os potenciais medidos indicam a existência de acoplamento galvânico durante o ensaio. As condições tratadas exibiram maior resistência, independente dos tempos de latência. A condição SHTPN+TR450, exibiu maior resistência à tribocorrosão em comparação às demais condições, apresentando menor perda de volume/ciclo sob deslizamento; e maior perda de volume para a condição SHTPN+TR650.
Palavras-chave: Tribocorrosão; SHTPN; martensita de nitrogênio.

TRIBOCORROSION OF NITROGEN MARTENSITE OBTAINED BY SHTPN ON AISI 409 STAINLESS STEEL
Abstract: Several surface treatments have been applied to stainless steels with purpose to increase mechanical properties without damaging corrosion resistance. Among these, the Solution Heat Treatment after Plasma Nitriding (SHTPN) was able to provide an increase in both properties through the formation of nitrogen martensite. In this context, the purpose was to evaluate the tribocorrosion performance of SHTPN treated AISI 409 steel, quenching and tempering. After treatments, the samples were characterized by: x-ray diffraction (XRD), optical microscopy (MO), scanning electron microscopy (SEM), Vickers microhardness and nanoindentation. The corrosion resistance evaluated using the Tafel extrapolation technique in a solution of 0.5 Mol.L-1 NaCl. Electrochemical and friction coefficient measurements were used during bidirectional sliding to monitor the tribocorrosion behavior, using reciprocating tribometer integrated with a potentiostat. The corrosion quantification before and during sliding was analyzed by linear polarization resistance (RPL). Results indicated that the treatment of SHTPN promoted the formation of the martensitic nitrogen layer with a thickness of 907.9 μm. All treated samples showed hardness values higher than the untreated sample. The corrosion analyzes showed greater resistance for the condition SHTPN + TR250 (0.083 V vs. SHE) and less resistance for the condition SHTPN+TR650 (-187 V vs. SHE). For the results of tribocorrosion: The potential measurements of open circuit (OCP) were efficient in providing information about electrochemical state under tribological influence, showing the effect of the galvanic coupling during the test. The treated conditions exhibited greater resistance, that was independent of latency times. The condition SHTPN + TR450 exhibited greater tribocorrosion resistance compared to the other conditions, with less total wear volume under sliding; and lower resistance for the condition SHTPN+TR650.
Keywords: Tribocorrosion; SHTPN; Nitrogen martensite


Lista de publicações:
SOUZA, A.P.N; ROVANI, A.C; BORGES, P.C. Estudo de nova metodologia em ensaios de tribocorrosão para avaliação de materiais passivos. In:1° Workshop de Engenharia de superfícies, 2019, Curitiba-PR. Rumos da pesquisa acadêmica e oportunidades de aplicações na indústria, 2019.