Trabalho sobre Nitretação Ferramentas

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Abaixo segue um breve resumo sobre esse processo:

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Nitretação a Plasma: nesse tipo de processo, o plasma é o meio para trasportar nitrogenio que viabiliza a nitretação, pode ser definido como uma misturas das particulas neutra, positivas e negativas dentro de um campo elétrico. Ela consiste em submeter uma mistrua de gases, num ambiente previamente evacuado, a uma tensão elétrica formada entre as peças e a parede do anodo. O tratamento termoquimico por plasma oferece diversas vantagens quando comparado aos métodos tradicionais de nitretação a sal ou gasosa.

Dentre eles pode-se cita abaixo:

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Nitretação a Sais: neste processo o meio nitretante é uma mistura de sais, também conhecida como nitretação tenaz, possibilita a nitretação de qualquer tipo de aço, inclusive aços-carbono, como o SAE1015 e aços rápidos, mas não produz camadas muito espessa, de modo que é preferida quando se deseja uma maior penetração superficial.

Os principais sais utilizados na nitretação líquida são os sais de sódio e potássio, essa mistura de sais possui uma temperatura de operação correspondente a 565 °C, nessa temperatura o carbono e o nitrogenio são libertados, porém, somente neste último é mais ativo a essa temperatura, difundindo-se ao ferro. A nitretação sob pressão, se introduz amonia anidra num banho de cianeto-cianato em banho com constante agitação para estimular a atividade química.

Abaixo um breve resumo sobre esse processo:

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Procedimento Experimental

Como objeto de estudo foi realizado a possibilidade da nitretação do aço recozida em banho de sal de Nitrato de Potássio (KNO₃) e Banho de Cloreto de Cálcio (CaCl).

Material a ser analisado: Chapa de aço de 4mm de espessura (livre de interstícios), reduzidas 30% de sua origem, laminadas a frio e recozidas com 5h a 650ºC.

As concentrações de nitrogênio e oxigênio foram analisadas em uma superfície com 0,4 mm de espessura da camada e uma outra superficie mais para o centro com 0,5mm de espessura da amostra, retirada da folha de laminados a quente após recozimento para 3h no banho KNO₃ a 650 ℃ medidos usando nitrogênio , oxigênio e hidrogênio .

A folha de 2,8mm de espessura foi depois laminada a cerca de 1mm de espessura para fazer as amostras de tração com dimensões de 1 x 6 x 25mm. Uma amostra foi aquecida no banho de nitrato e um outra foi aquecida no banho de cloreto a 650 ℃ durante 3h.

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Resultados e Discussões

O resultado da Fig. 1 indica que a amostra do pó da superfície consistia em magnetita (Fe₃O₄), hematita (Fe₂O₃), e óxido de ferro (FeO). Portanto, o oxigênio deve ter sido gerado no banho durante o recozimento por nitrato de decomposição de KNO₃ de acordo com as reações (1) ou (2).

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A Fig. 2 mostra a dureza Vickers da superfície dos 2,8mm de espessura de aço em função do tempo de recozimento a 650℃ nos banhos de nitrato e cloreto. Para a amostra tratada no banho de nitrato (NBA), a dureza diminui um pouco, devido à recuperação e, em seguida, aumenta com o aumento do tempo.

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Para a amostra tratada no banho de cloreto (CBA), a dureza primeiro diminui para um valor mínimo, devido à recuperação e aumenta novamente para um pico máximo, seguido por uma diminuição crescente com o tempo.

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A Fig. 3 abaixo, nos mostra exatamente quando recristalização e o crescimento de grão começam a surgir.

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O aumento anormal na dureza do nitrato-banho- recozido (NBA) da amostra era esperado estar relacionada com a difusão de nitrogênio para a amostra de aço. A distribuição da dureza das amostras de NBA é mostrado na Fig. 4. Com efeito, a dureza diminui com o aumento da distância a partir da superfície.

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A Tab. 2 indica que a concentração de nitrogênio na camada superficial é quase 10 vezes maior do que a da camada central. A concentração de oxigénio varia pouco com a profundidade. É bastante claro que a nitretação ficou “plana” na amostra.

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A fim de investigar o estado do nitrogênio na amostra, as análises XRD foram realizadas antes e depois do recozimento no banho de nitrato a 650 ℃ durante 3 h. Os resultados são mostrados na Fig. 5. Os parâmetros de reticulação, calculados a partir dos dados de XRD são dados na Tabela 3. O padrão de difração (Fig. 5) não contém reflexões de nitretos de ferro.

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Os valores da Tab.3 indicam que o parâmetro de rede da amostra recozida é ligeiramente maior do que a da amostra não recozida. Esta conclusão sugere que a maioria do nitrogênio ocupa sítios intersticiais na amostra recozido. As diferenças nas intensidades dos picos da amostra antes e após recozimento são devido a uma mudança de textura após o recozimento.

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A determinação da concentração através da expansão da estrutura medido por difração de raios-X implica que as tensões residuais não afetam significativamente a medida posições de linha de difração. Apesar do nitrogênio levar à geração de tensões, é provável que não há tensões residuais