Desenvolvimento e análise da influência da oxinitrocarbonetação e acabamento intermediário nas propriedades metalúrgicas e mecânicas de aços inoxidáveis MIM

Abstract

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.