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Título: Processo SHTPN e seus efeitos na microestrutura e microdureza de aço IF
Autor(es): Woellner, Nikolas
Orientador(es): Villanova, Rodrigo Lupinacci
Palavras-chave: Aço - Tratamento térmico
Indústria automobilística
Nitruração
Steel - Heat treatment
Automobile industry and trade
Nitriding
Data do documento: 14-Mai-2013
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: WOELLNER, Nikolas. Processo SHTPN e seus efeitos na microestrutura e microdureza de aço IF. 2013. 65 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013.
Resumo: Aços IF (Interstitial Free) são altamente empregados na indústria automobilística, devido principalmente à alta conformabilidade para fabricação de chapas. O efeito da adição de nitrogênio em aços vem sendo amplamente estudado devido ao potencial de melhorar a resistência à corrosão, a resistência ao desgaste e a resistência mecânica. As diferenças existentes entre aços ligados ao nitrogênio ou ao carbono se devem principalmente às diferenças na configuração eletrônica da rede cristalina, à distribuição e mobilidade das discordâncias, e à distribuição atômica na solução sólida. Relativamente ao aço IF, as características favoráveis ao processo de adição de nitrogênio que tal material oferece (redução de teor dos elementos intersticiais) demonstraram diferenças significativas no comportamento mecânico de superfícies de aços livres de intersticiais modificadas por enriquecimento de nitrogênio via nitretação a plasma. A nova técnica SHTPN (Solution Heat Treatment after Plasma Nitriding) surge como uma alternativa eficiente em relação às outras amplamente utilizadas, principalmente devido à obtenção de ótimos resultados em tempos menores de processamento. Diante disso, o presente estudo se propõe a investigar a aplicação da técnica em aços IF. Diferentes condições de solubilização foram aplicadas a amostras submetidas a tratamento termoquímico de nitretação. Microdureza e microestrutura das amostras geradas foram avaliadas, e foi confirmado aumento de dureza na superfície e logo abaixo dela nas amostras submetidas à técnica SHTPN. A solubilização se mostrou eficiente em aumentar a profundidade da camada efetiva, redistribuindo a dureza alcançada com a nitretação. Além disso, a solubilização de nitrogênio se mostrou sensível à variação dos parâmetros testados (tempo e temperatura).
Abstract: Interstitial free steels (IF steels) are highly used in the automotive industry, mainly due to the high formability for sheet metal fabrication. The effect of nitrogen addition on steels have been widely studied due to the potential to improve corrosion resistance, wear resistance and mechanical strength. The differences between steels alloyed nitrogen or carbon are mainly due to differences in the electron configuration of the crystal lattice, distribution and mobility of dislocations, and the atomic distribution in the solid solution. Regarding the IF steel, the favorable characteristics of the process of adding nitrogen such material offers (reduced content of interstitial elements) demonstrated significant differences in mechanical behavior of surfaces of interstitial free steels modified by enrichment by nitrogen plasma nitriding. The new technique SHTPN (Solution Heat Treatment after Plasma Nitriding) emerges as an effective alternative compared to other widely used, mainly due to getting great results in less time processing. Thus, the present study aims to investigate the application of the technique in IF steels. Different solubilization conditions were applied to samples subjected to nitriding thermochemical treatment. Hardness and microstructure of the samples produced were evaluated and confirmed increase of hardness on the surface and just below it in the samples submitted to the technique SHTPN. The solubilization was efficient in increasing the effective layer depth, redistributing hardness achieved by nitriding. In addition, the solubility of nitrogen is sensitive to the variation of the parameters tested (time and temperature).
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2047
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