Discuta sucintamente tratamentos por difusão, usando nitretação em aço inox. Cite tipos de processos, temperaturas de tratamento, fases formadas vantagens e limitações de uso.
Passo 1
O enunciado pede uma discussão sucinta de tratamentos por difusão aplicados a aços inoxidáveis via nitretação. O conteúdo que vamos usar envolve: princípios de difusão de nitrogênio, os principais métodos de nitretação, as faixas de temperatura típicas, as fases cristalinas formadas na superfície e a análise das vantagens e limitações de cada processo.
Passo 2
Para nitretação de aços inoxidáveis destacam-se três rotas principais:
- nitretação gasosa, em atmosfera controlada de amônia ou amônia–hidrogênio;
- nitretação em plasma (ionização de uma mistura de
/ ), também chamada plasma nitriding ou ion nitriding; - nitretação em banho de sais fundidos contendo compostos nitrogenados (cianetos ou tiocianatos).
Passo 3
As temperaturas de tratamento ficam tipicamente entre
e
, abaixo do limite de sensibilização do cromo. Nessa faixa surgem:
- austenita expandida (S-phase ou
), uma solução sólida de N em -Fe; - nitruretos de ferro, principalmente a fase
( ), se a atividade de N for alta; - pequenos nitruretos de cromo (
) dispersos na matriz expandida.
Passo 4
Vantagens principais:
- superfície dura (
HV) com resistência a desgaste e fadiga por contato; - manutenção da camada passiva de Cr, preservando inoxidabilidade;
- baixa distorção dimensional por T relativamente baixa;
- possibilidade de nitretação localizada (especialmente em plasma).
Passo 5
Limitações de uso:
- profundidade de camada rasa (
-- , m) limitada por difusão; - tempos longos de processo (várias horas);
- custo de equipamentos (depende do método, plasma é mais caro);
- controle rigoroso de atmosfera ou plasma para evitar precipitação de carbonetos ou fragilização;
- possível corrosão galvânica entre camada nitretada e substrato, exigindo pós-tratamento.
Resposta
- Processos: nitretação gasosa, plasma e banho de sais.
- Temperatura: geralmente entre
e . - Fases formadas: austenita expandida (S-phase), nitrureto
- e nitretos de Cr ( ). - Vantagens: elevada dureza e resistência a desgaste, preservação da passivação, baixa distorção, nitretação seletiva (no caso de plasma).
- Limitações: camada fina, tempos longos, custo e complexidade de controle, risco de fragilização ou corrosão galvânica.