INFLUÊNCIA DA NITRETAÇÃO A PLASMA NA DUREZA E NA RESISTÊNCIA À CORROSÃO DO AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO AISI 316

Abstract

A nitretação a plasma de aços inoxidáveis austeníticos tem sido amplamente utilizada para aumentar a dureza superficial e a resistência ao desgaste. Entretanto, dependendo das condições de processamento, podem ocorrer alterações microestruturais capazes de comprometer a resistência à corrosão desses materiais. Neste trabalho, avaliou-se a influência da temperatura de nitretação a plasma nas características microestruturais e na resistência à corrosão do aço inoxidável AISI 316. Amostras na condição não nitretada e nitretadas a 420 °C e 490 °C foram caracterizadas por técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva em energia, difração de raios X, rugosimetria, microdureza e ensaios eletroquímicos. Os resultados mostraram que a nitretação promoveu aumento da dureza e da rugosidade superficial, além de modificações microestruturais associadas à formação de austenita expandida e precipitados de nitretos. A amostra tratada a 420 °C apresentou predominância da fase austenita expandida, enquanto a elevação da temperatura de nitretação para 490 °C favoreceu a precipitação de nitretos de cromo. Essas alterações microestruturais influenciaram diretamente o comportamento eletroquímico das amostras nitretadas, uma vez que as análises indicaram redução da resistência à corrosão após os tratamentos de nitretação, sendo esse efeito mais pronunciado na condição tratada a 490 °C. A maior degradação do desempenho corrosivo foi associada à precipitação de nitretos de cromo, que promoveu o empobrecimento de cromo na matriz e comprometeu a estabilidade da camada passiva.

Plasma nitriding of austenitic stainless steels has been widely used to enhance surface hardness and wear resistance. However, depending on the processing conditions, microstructural changes may occur that can compromise the corrosion resistance of these materials. In this study, the influence of plasma nitriding temperature on the microstructural characteristics and corrosion resistance of AISI 316 stainless steel was evaluated. Untreated samples and samples plasma nitrided at 420 °C and 490 °C were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, surface roughness measurements, microhardness testing, and electrochemical analyses. The results showed that plasma nitriding increased both surface hardness and roughness, in addition to promoting microstructural modifications associated with the formation of expanded austenite and nitride precipitates. The sample treated at 420 °C exhibited a predominance of the expanded austenite phase, whereas increasing the nitriding temperature to 490 °C favored the precipitation of chromium nitrides. These microstructural changes directly affected the electrochemical behavior of the nitrided samples, as the analyses revealed a reduction in corrosion resistance after nitriding, with a more pronounced effect observed for the sample treated at 490 °C. The greater degradation in corrosion performance was attributed to the precipitation of chromium nitrides, which caused chromium depletion in the matrix and impaired the stability of the passive layer.