Influência do nitrogênio na resistência à erosão por cavitação do aço inoxídavel martensítico

Abstract

A adição de nitrogênio em aços inoxidáveis tem sido estudada como alternativa à produção de materiais que combinem boas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e ao desgaste. Alguns métodos de enriquecimento de nitrogênio se respaldam em processos difusivos como nitretação a baixa e alta temperatura. Dentre estes, a nitretação seguida do Tratamento Térmico de Solubilização (NTTS), que consiste na realização de nitretação, com o objetivo de inserir o nitrogênio no material, seguido de um tratamento térmico de solubilização, que dissolve os nitretos, fazendo com que o nitrogênio se apresente em solução sólida intersticial. Neste trabalho aplicou-se o NTTS ao aço inoxidável martensítico ASTM CA-6NM. A nitretação a plasma foi realizada a uma temperatura de 630 °C por 3 horas e a solubilização em três diferentes condições (1200 °C por 30 minutos, 1200 °C por 1 hora e 1100 °C por 1 hora). As amostras foram analisadas através de difração de raios-x, microscopia ótica e medições de microdureza na região transversal da amostra. Foi verificado um aumento da dureza superficial dos aços CA-6NM, porém não foi observada a estabilização da fase austenita na região superficial mais rica em nitrogênio. O ensaio de cavitação foi realizado conforme norma ASTM G32/09, porém utilizando o método indireto, no qual a amostra não é fixada diretamente no sonotrodo. A região cavitada das amostras foi caracterizada através de microscopia eletrônica de varredura. Foi verificado que as amostras tratadas obtiveram menores taxas de erosão, e que houve diferença entre as diferentes condições de solubilização.Palavras chaves: nitretação a plasma, solubilização, SHTPN, erosão por cavitação, aço inoxidável martensí-tico. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe addition of nitrogen on stainless steels has been studied as an alternative to the production of materials which combine good mechanical properties, corrosion and wear resistance. Some nitrogen enrichment methods are supported by diffusive processes such as low and high temperatures nitriding. Among these processes, it is worth mentioning the Solution Heat Treatment after Plasma Nitriding (SHTPN), which consists in performing plasma nitriding, with the purpose of adding nitrogen to the material, followed by a solubilization heat treatment, which dissolves the nitrates, causing the nitrogen to appear in interstitial solid solution. In this paper, the SHTPN technique was applied to ASTM CA-6NM martensitic stainless steel. Plasma nitriding was performed at 630 °C for 3 hours and three different solubilization conditions were used (1200 °C for 30 minutes, 1200 °C for 1 hour e 1100 °C for 1 hour). The samples were analyzed through x-ray diffraction, optical microscopy and microhardness measurements in the transverse section of the sample. All samples had an increase in surface hardness of ASTM CA-6NM steel, and no stabilization of the austenite phase was observed in the surface area richer in nitrogen. The cavitation experiment was...

Increasing the Corrosion Resistance in the UNS S32750 Super Duplex Steel Welded Joints through Hybrid GTAW-Laser Welding and Nitrogen

“…As shown in the Cr–Ni–68%Fe pseudobinary diagram ( Figure 1 ), the solidification of super duplex steels starts with primary ferrite, which turns into austenite [ 3 , 7 , 8 , 9 ]. The addition of nitrogen in the molten pool favors the formation of austenite because it acts by displacing the solvus line of the Cr–Ni–68%Fe pseudobinary diagram [ 10 ], increasing (hatched region) the biphasic area (austenite (γ) + ferrite (δ)) in Figure 1 .…”