BIA - IFPI Campus Teresina Central Bacharelado Bacharelado em Engenharia Mecânica - Teresina Central
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Aplicação de tratamento duplex em baixa temperatura no aço inoxidável AISI 316L: efeito na microdureza superficial e na resistência à corrosão
Autor: Morais, Jairo da Cunha
Orientador(a): Serra, Petteson Linniker Carvalho
Resumo: Os aços inoxidáveis apresentam elevada resistência a corrosão devido aos teores de níquel e cromo, entretanto para aplicações tipológicas mais exigentes, necessita de melhorias nas propriedades mecânicas, como dureza superficial e resistência ao desgaste. Para alcançar essas melhorias, são consideradas algumas alternativas como o tratamento duplex que é uma técnica que combina a nitretação convencional que aumenta a dureza superficial e a deposição de filmes finos utilizando o mesmo equipamento da nitretação a plasma, garantindo maior estabilidade do filme. Entretanto os tratamentos podem impactar negativamente na resistência à corrosão, especialmente em altas temperaturas, levando ao empobrecimento de cromo e degradação das propriedades anticorrosivas. Nesse sentido, esse trabalho propõe investigar a aplicação de um tratamento duplex em baixa temperatura, envolvendo o processo de nitretação convencional seguido da deposição a plasma com gaiola catódica, utilizando gaiola de vanádio, com o objetivo de obter aço 316L com um melhor equilíbrio entre as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão. Após os tratamentos as amostras foram submetidas às seguintes caracterizações: Microdureza Vickers (HV); Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS); teste de Daimler Benz VDI Rockwell C; medidas de potencial de circuito aberto (OCP), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica. As imagens da morfologia superficial dos filmes mostraram boa uniformidade com baixa presença de poros e vazios e o mapeamento por EDS apresentou boa distribuição de Vanádio. O tratamento realizado a 400° C apresentou um aumento significativo de 260% na microdureza da superfície. Embora a amostra sem tratamento tenha mostrado melhor comportamento de resistência à corrosão em comparação com as amostras tratadas, o filme obtido pelo tratamento a 350° C apresentou a menor perda de resistência à corrosão em comparação com a amostra tratada a 400° C. Entretanto, esses resultados não podem ser analisados de forma isolada, pois a amostra a 400 °C teve um aumento significativo de microdureza, justificando a aplicação dessas condições de tratamentos na obtenção de um material com boas propriedades mecânicas sem perda significativa de resistência à corrosão.
Abstract: Stainless steels have high resistance to corrosion due to the nickel and chromium content, however, for more demanding typological applications, improvements in mechanical properties, such as surface hardness and wear resistance, are required. To achieve these improvements, some alternatives are considered, such as duplex treatment, which is a technique that combines conventional nitriding that increases surface hardness and the deposition of thin films using the same equipment as plasma nitriding, ensuring greater film stability. However, treatments can negatively impact corrosion resistance, especially at high temperatures, leading to chromium depletion and degradation of anticorrosive properties. In this sense, this work proposes to investigate the application of a duplex treatment at low temperature, involving the conventional nitriding process followed by plasma deposition with a cathode cage, using a vanadium cage, with the objective of obtaining 316L steel with a better balance between mechanical properties and corrosion resistance. After treatments, the samples were subjected to the following characterizations: Vickers microhardness (HV); Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy Analysis (EDS); Daimler Benz VDI Rockwell C test; open circuit potential (OCP) measurements, electrochemical impedance spectroscopy (EIE) and potentiodynamic polarization. Images of the surface morphology of the films showed good uniformity with low presence of pores and voids and good distribution of Vanadium. The treatment carried out at 400° C showed a significant increase of 260% in the microhardness of the surface, on the other hand, the treatment carried out at 350° C did not have the same performance, with its microhardness value corresponding to the base material, although the untreated sample had showed better corrosion resistance behavior compared to the treated samples, the film obtained by treatment at 350° C showed the lowest loss of corrosion resistance compared to the sample treated at 400° C. However, these results cannot be analyzed in isolation, as the sample at 400 °C had a significant increase in microhardness, justifying the application of these treatment conditions to obtain a material with good mechanical properties without significant loss of corrosion resistance.
Palavras-chave: Nitretação a plasma
Gaiola catódica
Vanádio
Cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
País: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Sigla: IFPI
Unidade: Campus Teresina Central
Citação: MORAIS, Jairo da Cunha. Aplicação de tratamento duplex em baixa temperatura no aço inoxidável AISI 316l: efeito na microdureza superficial e na resistência à corrosão. Orientador: Petteson Linniker Carvalho Serra. 2023. 35 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Instituto Federal do Piauí, Campus Teresina Central, Teresina, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/3133
Data do documento: 2023
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