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Mestrado - Andre Augusto Bonfante De Souza

por dirppg-ct publicado 17/11/2020 09h22, última modificação 17/11/2020 09h22
Nitretação De Aço Inoxidável Duplex Uns S32750 Por Plasma De Radiofrequência Indutivamente Acoplado
Quando
30/11/2020
de 08h00 até 11h00
(America/Sao_Paulo / UTC-300)
Onde
Via videoconferência
Pessoa de contato
Prof. Márcio Mafra, Dr. - UTFPR
Participantes
Orientador(a): Prof. Márcio Mafra, Dr. - UTFPR
Coorientador(a): Prof. Euclides Alexandre Bernardelli, Dr. - UTFPR
Banca examinadora:
Presidente: Prof. Márcio Mafra, Dr. - UTFPR
Prof. Rodrigo Perito Cardoso, Dr. - UFSC
Prof. Paulo Cesar Borges, Dr. - UTFPR
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Resumo: Nitretação é um tratamento termoquímico de introdução de nitrogênio em ligas metálicas para melhoria de desempenho mecânico, como aumento da resistência ao desgaste e fadiga, e aprimoramento da resistência à corrosão. A nitretação de aços inoxidáveis, realizadas comumente a baixas temperaturas, tem sido escopo de pesquisa nas últimas décadas. A classe inoxidável duplex, contudo, ainda é pouco investigada com relação ao seu potencial de melhoramento através deste tratamento, especialmente em plasmas de radiofrequência. Aliado a isto, os trabalhos dedicados ao estudo desta classe apresentam discordâncias relacionadas à composição da camada resultante enriquecida em nitrogênio. Devido a estes motivos, no presente trabalho foi avaliada a nitretação por plasma de radiofrequência indutivamente acoplado (ICP) com e sem polarização (DC) de amostras do aço inoxidável duplex UNS S32750, com relação à formação da camada, sua espessura e composição, como também sua microestrutura e microdureza. As nitretações por plasma foram realizadas por 4 horas e apresentaram camadas de até 11,6 µm, com variações de espessura entre as fases e com teor máximo de nitrogênio de 13%p. O aumento de dureza média de topo foi de 347 HK0,050 (nas duas fases, para o material não tratado) para 990/765 e 2367/1209 nas fases ferrítica e austenítica, respectivamente, para 400 e 450 ºC. As fases presentes são austenita expandida, nitretos de cromo na temperatura de 450 ºC e nitretos de ferro. O estudo mostrou a eficiência do plasma ICP para nitretação do aço inoxidável duplex e identificou que a polarização da amostra possui papel importante no desenvolvimento das camadas nitretadas
Palavras-chave: nitretação de aço duplex; nitretação por plasma de radiofrequência indutivamente acoplado; nitretação a baixa temperatura;

Inductively Coupled Radio-frequency Plasma Nitriding of UNS S32750 Duplex Stainless Steel
Abstract: Nitriding is a thermochemical treatment based on nitrogen diffusion in ferrous alloys to improve its mechanical performance, such as wear resistance and fatigue, and also its corrosion behavior. Stainless steels are generally low-temperature nitrided, and this has been a field of study on the last few decades. The duplex grade of stainless steels is, however, poorly investigated in terms of its improvement through this process, especially when it comes about radiofrequency (RF) plasmas. Aligned with this, the studies on the matter presents divergencies regarding the composition of the resulting layers. For these reasons, in the present work is evaluated the radio-frequency inductively coupled plasma (ICP) nitriding of duplex stainless steel UNS S32750 with and without DC bias, regarding layer thickness, composition, developed microstructure and microhardness. The plasma nitriding treatments were carried out for 4 hours. They presented expanded layers up to 11,6 µm, with variations between phases and maximum nitrogen content of 7%wt. Average microhardness was increased from 347 HK0,050 (non-treated material, both phases) to 990/765 and 2367/1209 on ferritic and austenitic phases, at 400 and 450 ºC, respectively. XRD-detected phases on the layers are expanded austenite, chromium nitrides at 450 ºC, and iron nitrides. The present showed the efficiency of ICP nitriding of duplex stainless steels, and identified the DC bias voltage as a key parameter of layer growth
Keywords: duplex stainless steel nitriding; icprf nitriding; low temperature nitriding.


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Obs: Esta defesa será realizada exclusivamente através de videoconferência, caso tenha interesse em acompanhar, entre em contato com o orientador com pelo menos 24 horas de antecedência da data de realização.