Caracterização estrutural e microestrutural de camadas obtidas em ferro puro sinterizado, enriquecido superficialmente e nitretado por plasma

Abstract

Uma nova técnica para sinterizar materiais a partir do pó foi desenvolvida pelo LabMat-UFSC. Essa técnica baseia-se na tecnologia de plasma DC utilizando descarga luminescente anormal para a sinterização de compactados obtidos via MP (Metalurgia do Pó). Na sinterização a plasma, com o posicionamento das amostras no ânodo (configuração ânodo- cátodo confinado), é possível enriquecer a superfície das mesmas com elementos de liga metálicos, provenientes da composição do cátodo. Esta possibilidade de modificar as características superficiais dos componentes obtidos por MP é fundamental para várias aplicações e desempenho desses componentes. Por exemplo, aumentar a resistência ao desgaste. Neste trabalho, amostras de ferro puro, sinterizadas e enriquecidas superficialmente com molibdênio via plasma DC, foram submetidas ao tratamento termoquímico de nitretação por plasma, modificando as propriedades mecânicas na região superficial das amostras resultando em uma região superficial mais endurecida. A presença de Mo na superfície da amostra leva a formação de microestruturas com diferentes morfologias dependentes da temperatura e do teor de nitrogênio no processo de nitretação. A análise microestrutural detalhada das camadas formadas foi realizada através de MO (Microscopia Ótica), MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura), DRX (Difratometria de Raios-X). As distintas características morfológicas e composição das camadas desenvolvidas nas amostras enriquecidas e nitretadas foi especialmente analisada e discutida com base em resultados obtidos via MET (Microscopia Eletrônica de Transmissão). A formação de nitretos mistos ??-(Fe,Mo)4N e e-(Fe,Mo)2-3N, na camada composta das amostras enriquecidas e nitretadas em alto potencial de nitrogênio foi discutido, levando a proposição de um modelo para seu desenvolvimento. Camadas superficiais obtidas após a nitretação sem precipitados visíveis por MO e MEV, mas com elevados valores de dureza, foram analisadas com base na teoria de nucleação e precipitação. Os perfis de microdureza obtidos confirmaram as alterações nas propriedades mecânicas. Este trabalho mostrou que a nitretação de compactados ferrosos enriquecidos superficialmente com Mo, melhora a dureza da camada nitretada, mesmo quando não ocorre a precipitação da camada composta. Valores de microdureza mais elevados foram obtidos nas amostras enriquecidas e nitretadas quando comparado as amostras de Fe puro nitretadas. <br>