Avaliação da resistência à fadiga térmica do aço AISI H13 nitretado pelos processos gasoso e por plasma

Abstract

O processo de nitretação é usado para conferir ao material resistência ao desgaste, resistência à fadiga térmica e mecânica em componentes de engenharia como eixos e matrizes para injeção de metais como alumínio. Dos métodos comerciais de nitretação existentes o gasoso e o iônico são os menos agressivos ao meio ambiente, os mais efetivos e os mais utilizados. Durante o processo de nitretação é formado uma camada de difusão constituída por nitretos de ferro e de elementos de liga com afinidades com o nitrogênio, adquirindo elevadas durezas. Também durante o processo, uma fina camada de nitretos de ferro e e g', comumente chamada de camada branca, é formada na superfície dos ferramentais. Esta camada, faz com que a superfície do ferramental se torne frágil e quebradiça, levando a ocorrência de falhas e trincas prematuras. Portanto, esta deve ser removida quando exige-se solicitação de fadiga térmica através de tratamentos adequados como polimento ou tratamento térmico posterior ao processo de nitretação para que a camada branca seja dissolvida em parte ou na sua quase totalidade, aumentando assim a resistência à fadiga térmica do material. Nesta dissertação, estudou-se a resistência à fadiga térmica do aço AISI H13 nitretado pelos processos gasoso e iônico submetidos ou não ao processo de reaquecimento para dissolução de camada branca. Os resultados mostram que a resistência à fadiga térmica é aumentada ao se reaquecer o material já nitretado de maneira a difundir-se os nitretos de ferro e e g' formadores de camada branca. Tal procedimento leva ao aumento de pelo menos 20 a 30% da vida útil dos ferramentais de injeção de alumínio nitretados pelo processo gasoso e de pelo menos 80 a 100% quando submetidos ao processo iônico