A produção de superfícies funcionais sobre componentes, para a obtenção de melhores resistências ao desgaste, à corrosão e à fadiga constitui-se num persistente desafio tecnológico. Os processos termoquímicos de nitretação e nitrocementação por plasma são técnicas de engenharia de superfície usadas para aumentar a dureza superficial e resistência ao desgaste de aços inoxidáveis, sem deteriorar suas resistências à corrosão. O presente trabalho teve como objetivo a avaliação da influência das temperaturas de nitretação e nitrocementação por plasma na estrutura das camadas produzidas nos aços inoxidáveis UNS S31603 (austenítico), S31254 (superaustenítico) e S41425 (supermartensítico) e seus desempenhos quanto ao desgaste, à corrosão e à fadiga. Verificou-se que os tratamentos produziram camadas homogêneas e contínuas, sendo mais espessas, para os aços UNS S31603 e S31254 nitrocementados, e para o aço UNS S41425 nitretado, em uma dada temperatura. As microdurezas das camadas cresceram com o aumento da temperatura, para ambos os tratamentos e para os três aços estudados. A difração de raios X indicou que as fases expandidas, fase-S ou α\'N, foram obtidas nas temperaturas de tratamento mais baixas (400 e 450ºC). O aumento na temperatura de tratamento promoveu a formação de carbonetos e/ou nitretos, para a nitrocementação e nitretação, respectivamente. Para os aços UNS S31603 e S31254, isto ocorreu devido a decomposição da fase-S, em uma microestrutura tipicamente lamelar composta por ferrita e nitretos de cromo. Já no caso do aço UNS S41425, o aumento na temperatura de tratamento proporcionou um aumento na quantidade de carbonetos e/ou nitretos. Tal aumento na temperatura de tratamento também promoveu um decréscimo nas resistências ao desgaste das camadas dos aços UNS S31603 e S31254. A resistência ao desgaste aumentou com a temperatura de tratamento, para o aço UNS S41425, para ambos os tratamentos. A resistência à corrosão em solução de NaCl diminuiu com o aumento da temperatura de tratamento, para os três aços estudados, devido a presença dos carbonetos e/ou nitretos. Os ensaios de fadiga de contato indicaram que nos aços UNS S31603 e S31254 o aumento na temperatura de tratamento não causou mudanças significativas nas tensões de ruptura das camadas. No aço UNS S41425, tal tensão diminuiu com o aumento da temperatura. / The production of functional surfaces on engineering components, in order to obtain improved wear, corrosion and fatigue resistance is a persistent technological challenge. The plasma nitriding and nitrocarburizing thermochemical processes are surface engineering techniques used to improve surface hardness and wear resistance of stainless steels, without compromising its corrosion resistance. The main goal of this study is to evaluate the influence of plasma nitriding and nitrocarburizing temperature on the structure of the layers produced on UNS S31603 (austenitic), S31254 (superaustenitic) and S41425 (supermartensitic) stainless steels and in addition their wear, corrosion and fatigue performance. It was found that both treatments produced homogeneous and continuous layers. Of all the samples in this work, the nitrocarburized UNS S31603 and S31254 steels and the nitrided UNS S41425 steel presented the thickest layers at a given temperature. Regardless of the treatment used, the microhardness of the layers increased with the raising of the temperature for all the samples. The X-ray diffraction indicated that expanded phases, either S-phase or α\'N, were obtained at lower treatment temperatures (400 and 450°C). The increase in treatment temperature promoted the formation of carbides and/or nitrides for nitrocarburizing and nitriding, respectively. For the samples of UNS S31603 and S31254 steels, this occurred due to the decomposition of S-phase in a typical lamellar microstructure consisting of ferrite and chromium nitride. In the case of UNS S41425 steel, the increase in treatment temperature caused an increase on the amount of carbides and/or nitrides. This increase in treatment temperature also promoted a decrease of the wear resistance for the layers produced on the UNS S31603 and S31254 steels samples. On the other hand, the wear resistance increased with treatment temperature for the UNS S41425 steel for both treatments. The corrosion resistance in NaCl solution decreased with increasing treatment temperature for all the samples, due to the presence of carbides and/or nitrides. The contact fatigue tests on UNS S31603 and S31254 steels indicated that an increase on treatment temperature did not cause significant changes on rupture stress of the layers. In UNS S41425 steel, such critical stress decreased with increasing temperature.

O desenvolvimento de componentes com geometrias complexas e funcionalidade superficial representa um grande desafio científico atual. O processo Metal Injection Molding (MIM) tem representado, nos últimos anos, uma grande alternativa para a produção de aços com estas características e elevada produtividade. Existe uma crescente demanda referente ao estudo e utilização de aços inoxidáveis MIM e a melhora de suas propriedades mecânicas e metalúrgicas superficiais. Com a aplicação de engenharia de superfície é possível obter aumento da microdureza superficial, da resistência ao desgaste, da vida em fadiga e da resistência à corrosão. Uma das características emblemáticas dos aços MIM é seu maior volume de porosidade, quando comparado aos aços obtidos pelos processos convencionais. Destaca-se que o volume de porosidade pode ter efeito negativo em relação à resistência mecânica e à corrosão nestes aços. O volume de porosidade também colabora para que componentes produzidos por este processo sejam fortemente influenciados, por efeitos de erosão de bordas, e dificuldade de difusão uniforme, em regiões com furação, inibindo a homogeneização das camadas de compostos e difusão. Neste trabalho objetivou-se desenvolver as ligas em aços inoxidáveis a partir de pós metálicos aglutinados com polímeros e pesquisar as propriedades metalúrgicas e mecânicas superficiais, obtidas a partir da aplicação de tratamento termoquímico de Oxinitrocarbonetação (QPQ), nos aços inoxidáveis MIM AISI 316L e 17-4 PH e o efeito do acabamento intermediário jateado na resistência a corrosão, que representa modificação deste processo. Os ciclos de difusão utilizados foram referendados a partir de tempos de 30, 60 e 120 minutos utilizando-se temperatura de nitrocarbonetação 570ºC e de oxidação 380ºC. As avaliações das propriedades das amostras oxinitrocarbonetadas foram realizadas em ensaios de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microdureza Vickers, polarização potenciodinâmica anódica, difração de raios - X (para determinação das fases na camada de compostos) e difração de raios - X (para determinação de tensões residuais). Os resultados obtidos demonstraram efetivo aumento da microdureza superficial, formação de camada de compostos monofásica, melhora da resistência a corrosão e tensões residuais compressivas na superfície dos aços AISI 316 L e 17 4 PH MIM. / The development of components with complex geometries and surface functionality is a current scientific challenge. There is an increasing demand related to the study and use of stainless steel Metal Injection Molding (MIM) and the improvement of their surface mechanical and metallurgical properties. With the application surface engineering it is possible to obtain increased surface hardness, wear resistance, fatigue life and corrosion resistance. One of the iconic features of MIM steels is its largest volume of porosity, when compared to conventional steels. It is noteworthy that the volume of porosity may have a negative effect on the mechanical and corrosion resistance. The volume porosity also contributes to components produced by this process are strongly influenced by edge effects of erosion and uniform diffusion regions difficulty with drilling, inhibiting the mixing of compounds and diffusion layers. Other research has shown that high volumes of porosity may be associated with the presence of corrosive pitting progressively accentuate the deterioration of these materials. In this work we were researched surface metallurgical and mechanical properties of the thermochemical treatment application Oxinitrocarburizing- QPQ in stainless steel AISI 316L ME and 17 4 PH and the effect of the intermediate blasted finish on the corrosion resistance. Assessments of properties of the samples Oxinitrocarburizing by QPQ process were carried out in optical microscopy tests, scanning electron microscopy, Vickers hardness, anodic potentiodynamic polarization, diffraction X - ray (determination of the phases in the compound layer), and - ray diffraction x (residual stresses).The results demonstrated effective increase of the surface hardness, forming a single phase compound layer improves the corrosion resistance and compressive residual stresses on the surface of steels AISI 316 L and 17 4 PH MIM.

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Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A fase alfa linha provoca uma diminuição brusca da resistência à corrosão e perda das propriedades mecânicas dos aços inoxidáveis dúplex. Neste trabalho realizaram-se ensaios mecânicos e eletroquímicos no aço inoxidável dúplex UR 52N+ envelhecido a 475ºC por vários tempos para avaliar a sensibilidade dos ensaios à presença de alfa linha. Os ensaios de dureza mostraram aumento gradual nos valores da mesma, já os ensaios de impacto revelaram que com 12h de envelhecimento o material já perde cerca de 80% da energia absorvida inicialmente pela amostra solubilizada. No entanto, os ensaios de polarização cíclica mostraram que mudanças significativas só são percebidas para tempos de envelhecimento superiores a 96h. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11249.pdf: 6810896 bytes, checksum: d6d7eb3261a4e010e1840b22fdcc9f8a (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

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Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No presente trabalho foi realizada uma análise de dois padrões de aço inoxidável ferrítico submetidos à ação de lasers pulsados, um no regime de nanosegundos e outro no regime de femtosegundos. Foram determinadas as temperaturas e densidades do plasma formado a partir da análise espectroscópica da radiação emitida em diferentes faixas espectrais, por diferentes espécies e em diferentes janelas de integração no tempo. As temperaturas foram obtidas de duas formas, pelo método do gráfico de Boltzmann e pela razão entre duas linhas. Os resultados foram comparados com o intuito de verificar se o método da razão conseguia recuperar os resultados obtidos pela abordagem do gráfico de Boltzmann. Foi observada uma grande concordância entre os dois métodos no regime de femtosegundos, ao passo que no regime de nanosegundos a recuperação das temperaturas não foi tão satisfatória. A densidade eletrônica do plasma foi determinada a partir do alargamento Stark e verificou-se que o plasma gerado pelo laser de nanosegundos era mais denso que aquele gerado no regime de femtosegundos. As densidades determinadas sob diferentes janelas de integração do sinal no tempo foram também comparadas sendo que aquelas relativas aos estágios iniciais do plasma eram maiores que aquelas de estágios finais. Com a obtenção das temperaturas e das densidades foi possível caracterizar totalmente o plasma e compará-lo com outros plasmas naturais e artificiais. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01540.pdf: 2534668 bytes, checksum: a9e18afc1ec717924aa15bdb9fad2b16 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP