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Previous issue date: 2007-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plasma carbonitriding in hydrogen free working atmosphere of the AISI D2 tool steel was studied. This atmosphere consist in 40%N2/60%Ar gaseous mixture and sputtered carbon atoms from graphite target in the working plasma atmosphere. Through of the application of a thermal gradient in samples the microstructures of the layers formed for a wide range of the temperatures (350 850ºC) was evaluated. Sample extremity has been arranged in component hollow cathode while the other extremity has been placed in copper tube with cooling system. The characterization techniques utilized have been X-ray diffraction analyses (XRD), Scanning electronic microscopy (SEM) with X-ray dispersion energy (EDX), Optic microscopy (OM) and Microhardness Vickers (MHV). The results indicate that there is formation of visible diffusion layers and nitrides phases (e-Fe2-3N, g -Fe4N, CrN) in the carbonitrided AISI D2 tool steel. The deepest diffusion zones occur between 530ºC and 670ºC. The carbon seems to substitute hydrogen well as oxide reducer, mainly the high temperatures. In 753ºC occurs a transformation of phases from a-Fe (b.c.c.) to g-Fe (f.c.c.) and reduces the deep layer due the low diffusivity of nitrogen in g-Fe (f.c.c). Surface treatments realized by very high ionization rate plasmas can promote sputtering of atoms at the sample surface and impede the nitriding processes. / O aço ferramenta AISI D2 é submetido ao processo de carbonitretação a plasma em atmosfera de trabalho isenta de hidrogênio. Tal atmosfera consiste numa mistura gasosa de 40%N2/60%Ar, além do carbono vaporizado. O vapor de carbono é obtido durante o processo mediante o sputtering de um alvo de grafite, que se encontra estrategicamente posicionado no interior do reator. Através da aplicação de um gradiente térmico ao longo da amostra pode-se avaliar as microestruturas das camadas formadas para uma ampla faixa de temperaturas (350 a 850ºC). Isto se dá pelo acoplamento de um catodo oco numa das extremidades de um corpo de prova de dimensões 50 mm x 15 mm x 10 mm, enquanto que a outra extremidade é fixada num porta-amostra que possui um sistema de resfriamento próprio. As técnicas utilizadas para a caracterização das amostras foram: Difratometria de Raios-X (DRX), Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Energia de Dispersão de Raios-X (EDX) e Microdureza Vickers (MDV). Detectou-se a formação de camadas visíveis de difusão e a presença de fases de nitretos (e-Fe2-3N, g -Fe4N, CrN) no aço ferramenta AISI D2 carbonitretado. As zonas de difusão mais profundas ocorrem entre 530ºC e 670ºC. O carbono parece substituir bem o hidrogênio como redutor de óxidos, principalmente a altas temperaturas. Na temperatura de tratamento de 753°C ocorre uma transformação de fases, de a-Fe (c.c.c.) para g-Fe (c.f.c.), e diminui a espessura da camada de compostos devido a menor difusividade do nitrogênio na estrutura g-Fe (c.f.c). Verifica-se também que tratamentos de superfície realizados por plasmas com alta taxa de ionização (catodo oco) podem provocar uma pulverização de átomos na superfície da amostra e impedir o processo de nitretação.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.udesc.br #179.97.105.11:handle/1717 |
| Date | 27 July 2007 |
| Creators | Irala, Dianclen do Rosário |
| Contributors | Fontana, Luís Cesar |
| Publisher | Universidade do Estado de Santa Catarina, Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais, UDESC, BR, Ciência dos Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UDESC, instname:Universidade do Estado de Santa Catarina, instacron:UDESC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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