Le travail de thèse porte sur la caractérisation expérimentale et la modélisation du comportement mécanique d’un acier inoxydable métastable. L’objectif est de simuler par la méthode des éléments finis un procédé de mise en forme de colliers de serrage. Pour ces pièces de forme complexe obtenues par pliage séquentiel, les aciers utilisés sont des nuances à haute limite d’élasticité (tôle laminée écrouie.) de structure initiale biphasée (Austénite et Martensite). Sous sollicitations mécaniques, ces matériaux instables sont le siège d’une transformation de phase martensitique qui se caractérise par un durcissement structural qui perturbe l’opération de mise en forme. Cette transformation métallurgique, associée aux contraintes résiduelles générées par le procédé de pliage, conduit pour ce type d’acier à une fragilisation qui se manifeste par des ruptures différées. Le premier volet de mon travail consiste à caractériser le comportement mécanique et métallurgique de l’acier AISI 301 écroui. Le phénomène de localisation de déformation dans des bandes de transformation de phase a également été étudié. L’apport de l’approche proposée est de fournir une estimation des valeurs de déformations dans les bandes de localisation à partir de la méthode de corrélation d’images « CorreliLMT ». Le deuxième volet de l’étude traite la modélisation théorique et numérique, où l’accent a été mis sur la cinétique de transformation de phase. Le modèle de comportement élastoviscoplastique proposé a été enfin incorporé dans le code de calcul par éléments finis (ABAQUS). Cette partie reste la plus importante de mon travail. La simulation du processus de mise en forme a permis une amélioration de la qualité des pièces par la maîtrise des évolutions du matériau, au niveau mécanique et métallurgique. / This work focus on experimental characterization and mechanical behavior modeling of metastable stainless steel to simulate clamps forming by finite element method. These complex shape parts obtained by bending sequence are made of steel of high yield stress in the cold rolled sheet of two-phase structure (austenite and martensite). During clamp-forming operation, austenite is transformed to a'-martensite. However, under specific conditions, delayed cracking phenomenon can appears in this materials. This work is divided into two main parts. The first part concerne the experimental and metallurgical characterization a of AISI 301 cold rolling sheet. The study of the strain localization phenomenon in transformation bands is presented. The second part presents the theorical study and the numerical modeling. A phenomenological elastoviscoplastic model proposed integrates the observed anisotropic phenomenon. This model uses non linear kinematic hardening rule. The final investigation, was to incorporated the model into finite element code (Abaqus) in the aim to improve the forming parts quality of forming parts by controlling the evolution of the material, the mechanical and the metallurgical properties.

Neste trabalho estudou-se o efeito do tratamento de boretação na resistência ao desgaste, corrosão e oxidação dos aços AISI 1060 e AISI H13. As amostras dos aços foram boretadas com pó a 900 e 1000°C por 2 e 4 horas. Foram realizados ensaios de microdesgaste em máquina do tipo esfera fixa, sem uso de abrasivos, nas amostras boretadas e não boretadas. A resistência à corrosão, das amostras boretadas e não boretadas, em HCl 0.1M foi avaliada por ensaios de polarização potenciodinâmica. Ensaios de oxidação do tipo quase-isotérmica foram realizados nas amostras, utilizando temperatura de 550°C ao ar. Para todas as condições de tratamento empregadas foram formadas camadas de boretos com elevadas durezas sobre os substratos. As propriedades das camadas como dureza, espessura, morfologia da interface camada/substrato e as fases presentes, foram influenciadas pelas composições dos aços. No caso do aço AISI H13, que possui maior quantidade de elementos de liga, as camadas formadas foram mais duras, menos espessas, com interface lisa, e para todas as condições de tratamento foram formadas os compostos de boro Fe2B, FeB e CrB. Já no aço AISI 1060 as interfaces camada/substrato foram do tipo dentada e para a temperatura de boretação de 900°C apenas a fase Fe2B foi formada, aparecendo o FeB a partir da temperatura de boretação de 1000°C. A resistência ao desgaste, corrosão e oxidação dos aços boretados aumentou significativamente, sendo que em relação ao desgaste, os melhores resultados foram obtidos com as amostras boretadas a 1000°C. Quanto à oxidação, os dois aços boretados a 900°C por 2h apresentaram os melhores desempenhos, e quanto à corrosão, os parâmetros do tratamento de boretação não influenciaram significativamente os desempenhos. / In this work the effect of pack boriding on wear, corrosion and oxidation resistance of AISI 1060 and AISI H13 steels were studied. Samples of the steels were pack borided at 900 and 1000°C for periods of 2 and 4h. Fixed-ball microwear tests were performed on borided and non-borided samples, without use of abrasives. The samples corrosion resistances, in HCl 0.1M, were evaluated by potentiodynamic polarization tests. Quasiisothermal oxidation tests were performed at 550°C on air. High hard layers were formed on steels for all treatment conditions employed. The layers properties, such as hardness, thickness, layer/substrate interface morphology and phases formed, were influenced by steels compositions. For AISI H13 steel, which has a larger amount of lloying elements, the formed layers were arder, thinner, with smooth interface and for all treatments conditions the compounds Fe2B, FeB and CrB were formed. For borided AISI 1060 steel, the layer/substrate interfaces showed a saw-tooth morphology and for boriding temperature of 900°C only the Fe2B phase were formed, appearing FeB for boriding temperature of 1000°C. The wear, corrosion and oxidation resistances of borided steels significantly increased and in relation to wear, the best results were btained with the samples borided at 1000°C. In oxidation case, both steels borided at 900°C for 2h showed the best performances, and with respect to corrosion, boriding treatments parameters did not significantly affect the performances.

Neste trabalho foram produzidas camadas de boretos de elevadas durezas e resistências ao desgaste nos aços AISI H13 e AISI D2, por meio de tratamento termo-reativo em banho de bórax com adição de 10% de alumínio. Posteriormente foram realizados tratamentos pela técnica PVD sobre as camadas de boretos. As amostras foram caracterizadas por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de dureza e ensaios de micro desgaste abrasivo com esfera livre. Para ambos os materiais, os tempos de tratamento de boretação foram de 4 horas, seguido de resfriamento em óleo ou ao ar. As camadas produzidas por boretação no caso do aço AISI H13 apresentaram espessura média de 70 μm e para o aço AISI D2 espessura média de 100 μm. As durezas das camadas de boretos produzidas variaram de 1500 a 1700 HV. Os ensaios de micro desgaste abrasivos com esfera livre foram realizados com uso de solução abrasiva de carboneto de silício. Todas as camadas produzidas apresentaram resistências ao desgaste muito superiores as dos substratos. As amostras com tratamentos duplex boretação-PVD apresentaram os melhores desempenhos ao desgaste, seguidas pelo aço AISI D2 e AISI H13 boretados e por último os aços AISI D2 e AISI H13 temperados e revenidos. / Borides layers with high hardness and wear resistances were produced on AISI H13 and AISI D2 steels by thermo-reactive treatment in borax added with 10% of aluminum. Subsequently, treatments by the PVD technique were performed on the layers of borides. The samples were characterized using Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy, hardness testing and free-ball micro abrasive wear test. For both materials, the boriding treatment times were 4 hours long, followed by cooling in oil or air. In the case of AISI H13, the layers produced by boriding showed an average thickness of 70 μm while AISI D2 steel presented an average thickness of 100 μm. The hardness of the produced boride layers ranged from 1500 to 1700 HV. The micro abrasive wear tests were performed using abrasive solution of silicon carbide. All produced layers showed wear resistance much higher than the substrates. Samples with treatments duplex PVD-boriding presented the best wear performances, followed by AISI D2 and AISI H13 borated steels and finally, AISI D2 and AISI H13 steels quenched and tempered.

Durante o desgaste por deslizamento há a ocorrência de calor gerado por atrito, que favorece a oxidação nas superfícies de contato dos metais. O resultado deste fenômeno pode provocar uma diminuição da taxa de desgaste, a qual usualmente é associada com transições no tipo de contato: metal-metal, metal-óxido ou óxido-óxido. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo teórico do desgaste oxidativo. O modelo tenta correlacionar parâmetros termodinâmicos e tribológicos dos materiais, como energia de Gibbs, carga, área real de contato, velocidade e temperatura do contato. Para testar o modelo, realizaram-se ensaios do tipo pino-sobre-disco convencional, para análise da influência dos parâmetros tribológicos, de forma a obter diversas relações entre temperatura de contato, carga, velocidade e as propriedades físico-químicas dos materiais. Os ensaios foram realizados com variação contínua de carga, em intervalos de 20 a 120 N, 20 a 80 N e de 20 a 40 N. Os materiais escolhidos para serem ensaiados foram pino de aço ferramenta M2 temperado e revenido, enquanto que o disco foi de aço 1045 austemperado com microestrutura do tipo bainítica. A caracterização superficial antes e depois dos ensaios foi feita usando-se diferentes técnicas auxiliares, tais como microscopia óptica e eletrônica de varredura. Analisando as curvas obtidas a partir do modelo, assim como as obtidas pelas análise das experiências feitas para sua avaliação, pôde-se concluir que força motriz que causa a taxa de desgaste é a energia de contato, a qual depende das condições físico-químicas, do meio e das solicitações impostas às condições de contato, sendo também as propriedades do material essenciais para a influência na taxa de desgaste, propriedades que estão intrínsecas no modelo, assumindo a energia de Gibbs do material. / During sliding wear, heat generated friction occurs, which favors oxidation occurrence on the contacting surfaces of metallic materials. The oxidation phenomenon can result in wear rate attenuation due to transitions in the contact feature from metal-metal to either metal-oxide or oxide-oxide. This work aimed to develop a theoretical modeling on oxidational wear. In the obtained model, both thermodynamic and tribological parameters were used, such as Gibbs energy, load, actual area of contact, velocity and contact temperature. In order to obtain experimental data for the model assessment, usual pin-on-disk tests were conducted under some load and velocity conditions. Relations among the variables, such as contact temperature, load, velocity and physical-chemical properties of the materials, were attained. The tests were performed under continuous rising on load. Intervals from 20 to 120 N, 20 to 80 N and 20 to 40 N were tested. The pin material was made of quenched and tempered M2 tool steel and the disks were of austempered AISI 1045 steel with bainitic microstructure. Surface characterization was carried out before and after the tests, through optical and scanning electronic microscopes. Analyzing the results obtained from the model and from the experimental tests, it was possible to conclude that the wear phenomenon is related to the contact energy, which depends on the physical-chemical conditions of the surfaces, the environment and the mechanical loading the surfaces undergo. The material properties, which do also influence the wear rate, were taken into consideration in the model as the Gibbs energy of the materials.

Durante o desgaste por deslizamento há a ocorrência de calor gerado por atrito, que favorece a oxidação nas superfícies de contato dos metais. O resultado deste fenômeno pode provocar uma diminuição da taxa de desgaste, a qual usualmente é associada com transições no tipo de contato: metal-metal, metal-óxido ou óxido-óxido. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo teórico do desgaste oxidativo. O modelo tenta correlacionar parâmetros termodinâmicos e tribológicos dos materiais, como energia de Gibbs, carga, área real de contato, velocidade e temperatura do contato. Para testar o modelo, realizaram-se ensaios do tipo pino-sobre-disco convencional, para análise da influência dos parâmetros tribológicos, de forma a obter diversas relações entre temperatura de contato, carga, velocidade e as propriedades físico-químicas dos materiais. Os ensaios foram realizados com variação contínua de carga, em intervalos de 20 a 120 N, 20 a 80 N e de 20 a 40 N. Os materiais escolhidos para serem ensaiados foram pino de aço ferramenta M2 temperado e revenido, enquanto que o disco foi de aço 1045 austemperado com microestrutura do tipo bainítica. A caracterização superficial antes e depois dos ensaios foi feita usando-se diferentes técnicas auxiliares, tais como microscopia óptica e eletrônica de varredura. Analisando as curvas obtidas a partir do modelo, assim como as obtidas pelas análise das experiências feitas para sua avaliação, pôde-se concluir que força motriz que causa a taxa de desgaste é a energia de contato, a qual depende das condições físico-químicas, do meio e das solicitações impostas às condições de contato, sendo também as propriedades do material essenciais para a influência na taxa de desgaste, propriedades que estão intrínsecas no modelo, assumindo a energia de Gibbs do material. / During sliding wear, heat generated friction occurs, which favors oxidation occurrence on the contacting surfaces of metallic materials. The oxidation phenomenon can result in wear rate attenuation due to transitions in the contact feature from metal-metal to either metal-oxide or oxide-oxide. This work aimed to develop a theoretical modeling on oxidational wear. In the obtained model, both thermodynamic and tribological parameters were used, such as Gibbs energy, load, actual area of contact, velocity and contact temperature. In order to obtain experimental data for the model assessment, usual pin-on-disk tests were conducted under some load and velocity conditions. Relations among the variables, such as contact temperature, load, velocity and physical-chemical properties of the materials, were attained. The tests were performed under continuous rising on load. Intervals from 20 to 120 N, 20 to 80 N and 20 to 40 N were tested. The pin material was made of quenched and tempered M2 tool steel and the disks were of austempered AISI 1045 steel with bainitic microstructure. Surface characterization was carried out before and after the tests, through optical and scanning electronic microscopes. Analyzing the results obtained from the model and from the experimental tests, it was possible to conclude that the wear phenomenon is related to the contact energy, which depends on the physical-chemical conditions of the surfaces, the environment and the mechanical loading the surfaces undergo. The material properties, which do also influence the wear rate, were taken into consideration in the model as the Gibbs energy of the materials.

Neste trabalho estudou-se o efeito do tratamento de boretação na resistência ao desgaste, corrosão e oxidação dos aços AISI 1060 e AISI H13. As amostras dos aços foram boretadas com pó a 900 e 1000°C por 2 e 4 horas. Foram realizados ensaios de microdesgaste em máquina do tipo esfera fixa, sem uso de abrasivos, nas amostras boretadas e não boretadas. A resistência à corrosão, das amostras boretadas e não boretadas, em HCl 0.1M foi avaliada por ensaios de polarização potenciodinâmica. Ensaios de oxidação do tipo quase-isotérmica foram realizados nas amostras, utilizando temperatura de 550°C ao ar. Para todas as condições de tratamento empregadas foram formadas camadas de boretos com elevadas durezas sobre os substratos. As propriedades das camadas como dureza, espessura, morfologia da interface camada/substrato e as fases presentes, foram influenciadas pelas composições dos aços. No caso do aço AISI H13, que possui maior quantidade de elementos de liga, as camadas formadas foram mais duras, menos espessas, com interface lisa, e para todas as condições de tratamento foram formadas os compostos de boro Fe2B, FeB e CrB. Já no aço AISI 1060 as interfaces camada/substrato foram do tipo dentada e para a temperatura de boretação de 900°C apenas a fase Fe2B foi formada, aparecendo o FeB a partir da temperatura de boretação de 1000°C. A resistência ao desgaste, corrosão e oxidação dos aços boretados aumentou significativamente, sendo que em relação ao desgaste, os melhores resultados foram obtidos com as amostras boretadas a 1000°C. Quanto à oxidação, os dois aços boretados a 900°C por 2h apresentaram os melhores desempenhos, e quanto à corrosão, os parâmetros do tratamento de boretação não influenciaram significativamente os desempenhos. / In this work the effect of pack boriding on wear, corrosion and oxidation resistance of AISI 1060 and AISI H13 steels were studied. Samples of the steels were pack borided at 900 and 1000°C for periods of 2 and 4h. Fixed-ball microwear tests were performed on borided and non-borided samples, without use of abrasives. The samples corrosion resistances, in HCl 0.1M, were evaluated by potentiodynamic polarization tests. Quasiisothermal oxidation tests were performed at 550°C on air. High hard layers were formed on steels for all treatment conditions employed. The layers properties, such as hardness, thickness, layer/substrate interface morphology and phases formed, were influenced by steels compositions. For AISI H13 steel, which has a larger amount of lloying elements, the formed layers were arder, thinner, with smooth interface and for all treatments conditions the compounds Fe2B, FeB and CrB were formed. For borided AISI 1060 steel, the layer/substrate interfaces showed a saw-tooth morphology and for boriding temperature of 900°C only the Fe2B phase were formed, appearing FeB for boriding temperature of 1000°C. The wear, corrosion and oxidation resistances of borided steels significantly increased and in relation to wear, the best results were btained with the samples borided at 1000°C. In oxidation case, both steels borided at 900°C for 2h showed the best performances, and with respect to corrosion, boriding treatments parameters did not significantly affect the performances.

Neste trabalho foram produzidas camadas de boretos de elevadas durezas e resistências ao desgaste nos aços AISI H13 e AISI D2, por meio de tratamento termo-reativo em banho de bórax com adição de 10% de alumínio. Posteriormente foram realizados tratamentos pela técnica PVD sobre as camadas de boretos. As amostras foram caracterizadas por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de dureza e ensaios de micro desgaste abrasivo com esfera livre. Para ambos os materiais, os tempos de tratamento de boretação foram de 4 horas, seguido de resfriamento em óleo ou ao ar. As camadas produzidas por boretação no caso do aço AISI H13 apresentaram espessura média de 70 μm e para o aço AISI D2 espessura média de 100 μm. As durezas das camadas de boretos produzidas variaram de 1500 a 1700 HV. Os ensaios de micro desgaste abrasivos com esfera livre foram realizados com uso de solução abrasiva de carboneto de silício. Todas as camadas produzidas apresentaram resistências ao desgaste muito superiores as dos substratos. As amostras com tratamentos duplex boretação-PVD apresentaram os melhores desempenhos ao desgaste, seguidas pelo aço AISI D2 e AISI H13 boretados e por último os aços AISI D2 e AISI H13 temperados e revenidos. / Borides layers with high hardness and wear resistances were produced on AISI H13 and AISI D2 steels by thermo-reactive treatment in borax added with 10% of aluminum. Subsequently, treatments by the PVD technique were performed on the layers of borides. The samples were characterized using Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy, hardness testing and free-ball micro abrasive wear test. For both materials, the boriding treatment times were 4 hours long, followed by cooling in oil or air. In the case of AISI H13, the layers produced by boriding showed an average thickness of 70 μm while AISI D2 steel presented an average thickness of 100 μm. The hardness of the produced boride layers ranged from 1500 to 1700 HV. The micro abrasive wear tests were performed using abrasive solution of silicon carbide. All produced layers showed wear resistance much higher than the substrates. Samples with treatments duplex PVD-boriding presented the best wear performances, followed by AISI D2 and AISI H13 borated steels and finally, AISI D2 and AISI H13 steels quenched and tempered.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / The use of stainless steels has intensified with the industrial demand growing, which extends its application for various sectors such as the oil and gas, desalination equipment in industry, sugar industry, among others. In that context, the use of ferritic stainless steels has grown in recent years on account of its excellent relationship between corrosion resistance and cost, and a great option in substitution of austenitic stainless steels. Intending to study the connection of dissimilar stainless steels by means of a welding process, this paper will lay the submit the ferritic stainless steel AISI 444 and AISI 316L austenitic stainless steel with TIG welding autogenous (without filler metal) with pulsed current. That union seeks to get a fused zone with better mechanical properties together with the correction of possible related to welding those steels problems, such as grain growth in ferritic steels, to which its refinement is possible through the use of pulsed current during the procedure. The choice of these two materials was based on the characteristics of each one separately for they possess closest properties, despite having different classifications, allowing the combined use of both, and thus ferritic act in order to partially replace the austenitic stainless steel in situations where the combination of high corrosion resistance and mechanical strength are not relevant. That action combined, and does not affect the characteristics of the set of negative way is to use lower cost benefit, because the presence of nickel austenitic stainless steels by more expensive finishes them. Thus, it is expected to provide, through this work, further deepening the respect of dissimilar welding between stainless steel AISI 444 ferritic and austenitic stainless steel AISI 316L, evaluating operational parameters such as the pulse of current and heat input on obtained microstructure and mechanical properties. / A utilizaÃÃo dos aÃos inoxidÃveis tem se intensificado juntamente com a crescente demanda industrial, em que sua aplicaÃÃo se estende pelos mais variados setores, como por exemplo, na indÃstria de petrÃleo e gÃs, em equipamentos de dessalinizaÃÃo, na indÃstria sucroalcooleira, entre outros. Neste contexto, o uso de aÃos inoxidÃveis ferrÃticos tem crescido nos Ãltimos anos devido a sua excelente relaÃÃo entre resistÃncia à corrosÃo e custo, sendo uma Ãtima opÃÃo em substituiÃÃo aos aÃos inoxidÃveis austenÃticos. Objetivando estudar a uniÃo de aÃos inoxidÃveis dissimilares por meio de um processo de soldagem, o presente trabalho submeterà o aÃo inoxidÃvel ferrÃtico AISI 444 e o aÃo inoxidÃvel austenÃtico AISI 316L à soldagem TIG autÃgeno (sem metal de adiÃÃo) com corrente pulsada. Essa uniÃo visa obter uma zona fundida com melhores propriedades mecÃnicas juntamente com a correÃÃo dos possÃveis problemas relacionado à soldagem desses aÃos, como por exemplo, o crescimento de grÃo nos aÃos inoxidÃveis ferrÃticos, em que seu refinamento se torna possÃvel atravÃs da utilizaÃÃo de corrente pulsada durante o procedimento. A escolha desses dois materiais baseou-se nas caracterÃsticas inerentes a cada um separadamente e tambÃm por possuÃrem propriedades muito prÃximas, apesar de possuÃrem classificaÃÃes diferentes, permitindo a utilizaÃÃo combinada de ambos e dessa forma o aÃo inoxidÃvel ferrÃtico atuarà de forma a substituir parcialmente o aÃo inoxidÃvel austenÃtico nas situaÃÃes em que a combinaÃÃo de elevada resistÃncia à corrosÃo e resistÃncia mecÃnica nÃo sÃo tÃo relevantes. Essa utilizaÃÃo combinada, alÃm de nÃo afetar as caracterÃsticas do conjunto de maneira negativa tem como benefÃcio reduzir custos, visto que a presenÃa de nÃquel nos aÃos inoxidÃveis austenÃticos acaba por encarecÃ-los. Dessa forma, espera-se fornecer atravÃs deste trabalho um maior aprofundamento a respeito da soldagem dissimilar entre o aÃo inoxidÃvel ferrÃtico AISI 444 e o aÃo inoxidÃvel austenÃtico AISI 316L, avaliando os parÃmetros operacionais, como a pulsaÃÃo da corrente e a energia de soldagem sobre a microestrutura obtida, bem como as propriedades mecÃnicas.

Em tribossistemas pode ser necessário o controle do atrito e a minimização do desgaste dos materiais. Dentre as soluções propostas, se encontram tratamentos térmicos e termoquímicos, deposição de filmes finos e formação de revestimentos duplex. O objetivo desse trabalho é entender e comparar como variam a microestrutura, as propriedades mecânicas, o desempenho tribológico e os mecanismos de desgaste em um aço inoxidável martensítico AISI 440B após os tratamentos de i) têmpera e ii) nitretação a plasma pulsada. A caracterização da microestrutura consistiu na identificação das fases por difração de raios - X, observação por microscopia ótica e por MEV-FEG. A caracterização das propriedades mecânicas consistiu em medições de dureza Rockwell C e microdureza Vickers (carga de 100gf). Por fim, o desempenho tribológico e os mecanismos de desgaste foram avaliados através de: a) determinação dos parâmetros de rugosidade por rugosimetria e AFM; b) levantamento das curvas de coeficiente de atrito vs. tempo através do ensaio de desgaste linear cíclico (SRV) sem lubrificação; c) perda de massa dos discos e esferas; d) observação das trilhas de desgaste e das calotas de desgaste por meio de MEV-FEG/EDS; e) levantamento do perfil topográfico da superfície dos discos desgastados e f) profundidade das trilhas através de interferometria ótica. Obteve-se microestrutura da camada nitretada constituída de martensita revenida e nitretos ?\', ? e CrN. A camada nitretada apresentou dureza máxima de 1340 HV0,1 e profundidade de camada NHT de ~100µm. Durante a nitretação a matriz martensítica sofreu revenimento que diminuiu a dureza de 54 HRC (temperado) para 50 HRC. Constatou-se que no tribossistema \"deslizamento a seco entre esfera de AISI 52100 e disco de AISI 440B Temperado\", ocorreram no corpo: i) deformação plástica, ii) abrasão de 3 corpos nas extremidades das trilhas, iii) desgaste oxidativo e iv) delaminação (arrancamento do filme óxido). Já no contra-corpo: i) abrasão suave e ii) adesão de debris óxidos. No tribossistema \"deslizamento a seco de esfera de AISI 52100 contra disco de AISI 440B Nitretado\" ocorreram no corpo: i) microcutting, ii) desgaste oxidativo e iii) delaminação (arrancamento de asperezas e/ou de filme óxido). Já no contra-corpo: i) abrasão severa e ii) adesão de debris óxidos. / In tribosystems to control friction and wear is necessary. Several solutions have been developed over the last few years, such as heat treatments, thermo-chemical treatments, thin films deposition and duplex coatings. The purpose of the present work is to understand how the microstructure, mechanical and tribological properties of AISI 440B vary after being subjected to the following treatments i) quenching, ii) plasma nitriding. The approach to study AISI 440B microstructure consisted of XRD (X-Ray Diffraction), optical microscopy and SEM (Scanning electron microscopy). The approach to study AISI 440B mechanical properties consisted of Rockwell C hardness and Vickers microhardness. Finally, the approach to study AISI 440B tribological performance was: a) surface and roughness observations through contact rugosimetry and AFM, b) friction coefficient vs. time curves through unlubricated reciprocating tribological test (ASTM G133-05), c) disc and sphere mass loss, d) wear track and wear cap observations through SEM-FEG/EDS, e) surface profile and wear track depth through optical interferomety. The nitrided layer presented tempered martensite as well as ?, ? and CrN nitrides. The maximum surface hardness was 1340 HV 0,1 and a case depth of ~100 µm was found. Regarding the wear mechanisms, in the \"dry sliding of AISI 52100 sphere against as-quenched AISI 440B discs\" tribosystem, the wear mechanisms acting in the body were: severe wear with i) severe plastic deformation, ii) 3-body abrasion at the ends of the wear tracks, iii) oxidation, and iv) mild delamination (oxide pull-out). Regarding the counterbody, it was found: i) mild abrasion and ii) oxide adhesion. In the \"dry sliding plasma nitrided AISI 440B against AISI 52100 spheres\" tribosystem the body suffered mild wear with i) oxidation and ii) delamination. The counterbody suffered i) strong abrasion and ii) oxide adhesion.

Em tribossistemas pode ser necessário o controle do atrito e a minimização do desgaste dos materiais. Dentre as soluções propostas, se encontram tratamentos térmicos e termoquímicos, deposição de filmes finos e formação de revestimentos duplex. O objetivo desse trabalho é entender e comparar como variam a microestrutura, as propriedades mecânicas, o desempenho tribológico e os mecanismos de desgaste em um aço inoxidável martensítico AISI 440B após os tratamentos de i) têmpera e ii) nitretação a plasma pulsada. A caracterização da microestrutura consistiu na identificação das fases por difração de raios - X, observação por microscopia ótica e por MEV-FEG. A caracterização das propriedades mecânicas consistiu em medições de dureza Rockwell C e microdureza Vickers (carga de 100gf). Por fim, o desempenho tribológico e os mecanismos de desgaste foram avaliados através de: a) determinação dos parâmetros de rugosidade por rugosimetria e AFM; b) levantamento das curvas de coeficiente de atrito vs. tempo através do ensaio de desgaste linear cíclico (SRV) sem lubrificação; c) perda de massa dos discos e esferas; d) observação das trilhas de desgaste e das calotas de desgaste por meio de MEV-FEG/EDS; e) levantamento do perfil topográfico da superfície dos discos desgastados e f) profundidade das trilhas através de interferometria ótica. Obteve-se microestrutura da camada nitretada constituída de martensita revenida e nitretos ?\', ? e CrN. A camada nitretada apresentou dureza máxima de 1340 HV0,1 e profundidade de camada NHT de ~100µm. Durante a nitretação a matriz martensítica sofreu revenimento que diminuiu a dureza de 54 HRC (temperado) para 50 HRC. Constatou-se que no tribossistema \"deslizamento a seco entre esfera de AISI 52100 e disco de AISI 440B Temperado\", ocorreram no corpo: i) deformação plástica, ii) abrasão de 3 corpos nas extremidades das trilhas, iii) desgaste oxidativo e iv) delaminação (arrancamento do filme óxido). Já no contra-corpo: i) abrasão suave e ii) adesão de debris óxidos. No tribossistema \"deslizamento a seco de esfera de AISI 52100 contra disco de AISI 440B Nitretado\" ocorreram no corpo: i) microcutting, ii) desgaste oxidativo e iii) delaminação (arrancamento de asperezas e/ou de filme óxido). Já no contra-corpo: i) abrasão severa e ii) adesão de debris óxidos. / In tribosystems to control friction and wear is necessary. Several solutions have been developed over the last few years, such as heat treatments, thermo-chemical treatments, thin films deposition and duplex coatings. The purpose of the present work is to understand how the microstructure, mechanical and tribological properties of AISI 440B vary after being subjected to the following treatments i) quenching, ii) plasma nitriding. The approach to study AISI 440B microstructure consisted of XRD (X-Ray Diffraction), optical microscopy and SEM (Scanning electron microscopy). The approach to study AISI 440B mechanical properties consisted of Rockwell C hardness and Vickers microhardness. Finally, the approach to study AISI 440B tribological performance was: a) surface and roughness observations through contact rugosimetry and AFM, b) friction coefficient vs. time curves through unlubricated reciprocating tribological test (ASTM G133-05), c) disc and sphere mass loss, d) wear track and wear cap observations through SEM-FEG/EDS, e) surface profile and wear track depth through optical interferomety. The nitrided layer presented tempered martensite as well as ?, ? and CrN nitrides. The maximum surface hardness was 1340 HV 0,1 and a case depth of ~100 µm was found. Regarding the wear mechanisms, in the \"dry sliding of AISI 52100 sphere against as-quenched AISI 440B discs\" tribosystem, the wear mechanisms acting in the body were: severe wear with i) severe plastic deformation, ii) 3-body abrasion at the ends of the wear tracks, iii) oxidation, and iv) mild delamination (oxide pull-out). Regarding the counterbody, it was found: i) mild abrasion and ii) oxide adhesion. In the \"dry sliding plasma nitrided AISI 440B against AISI 52100 spheres\" tribosystem the body suffered mild wear with i) oxidation and ii) delamination. The counterbody suffered i) strong abrasion and ii) oxide adhesion.