Estudo da resistência ao desgaste e corrosão do aço AISI 4340 com tratamento a plasma de nitrocementação, revestimento DLC e multicamada (nitrocementação + DLC)
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12883 |
Resumo: | Duplex treatments are performed seeking out to promote additional tribological property for a material, for example, diamond-like carbon (DLC) films deposited on AISI 4340 steel nitrocarburizing surfaces. DLC films have properties such as high hardness, chemical inertness and low coefficient of friction, but may exhibit defects in their formation that affect the corrosion resistance of the material. Plasma nitrocarburizing treatments produce controlled thickness layers with high corrosion resistance. The aim of this work is to study the wear and corrosion properties of AISI 4340 steel after plasma nitrocarburizing, DLC film deposition and duplex treatments (nitrocarburizing + DLC films). The Nitrocarburizing treatments by plasma were performed with 80% N2 + 17% H2 + 3% CH4 at 400, 450, 500, 525 and 550°C for 5 hours. The deposition of DLC film was performed by DC-PECVD method using 90% CH4 + 10% Ar at 200°C for 2 hours with a silicon interlayer to improve DLC adhesion to the surface metal. The duplex treatment was performed with the best temperature of the nitrocarburizing formed followed by DLC film deposition with silicon interlayer. Micro-abrasive wear tests by fixed ball and corrosion tests by cyclic polarization showed that all material treated presented increase of wear and corrosion resistance when compared untreated material, but the duplex treatment material provided lower wear volume and induced more positive corrosion potential than individually treated materials, showing that the duplex treatment can improve even more the properties in wear and corrosion of the AISI 4340 steel. |
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Campos, Lucas de Almeida Pires deRossino, Luciana Sgarbihttp://lattes.cnpq.br/0139027055418391http://lattes.cnpq.br/6105873131644148cd1326ce-7235-4dd3-b0b9-bc5b49165a812020-06-05T13:51:39Z2020-06-05T13:51:39Z2020-03-02CAMPOS, Lucas de Almeida Pires de. Estudo da resistência ao desgaste e corrosão do aço AISI 4340 com tratamento a plasma de nitrocementação, revestimento DLC e multicamada (nitrocementação + DLC). 2020. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12883.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12883Duplex treatments are performed seeking out to promote additional tribological property for a material, for example, diamond-like carbon (DLC) films deposited on AISI 4340 steel nitrocarburizing surfaces. DLC films have properties such as high hardness, chemical inertness and low coefficient of friction, but may exhibit defects in their formation that affect the corrosion resistance of the material. Plasma nitrocarburizing treatments produce controlled thickness layers with high corrosion resistance. The aim of this work is to study the wear and corrosion properties of AISI 4340 steel after plasma nitrocarburizing, DLC film deposition and duplex treatments (nitrocarburizing + DLC films). The Nitrocarburizing treatments by plasma were performed with 80% N2 + 17% H2 + 3% CH4 at 400, 450, 500, 525 and 550°C for 5 hours. The deposition of DLC film was performed by DC-PECVD method using 90% CH4 + 10% Ar at 200°C for 2 hours with a silicon interlayer to improve DLC adhesion to the surface metal. The duplex treatment was performed with the best temperature of the nitrocarburizing formed followed by DLC film deposition with silicon interlayer. Micro-abrasive wear tests by fixed ball and corrosion tests by cyclic polarization showed that all material treated presented increase of wear and corrosion resistance when compared untreated material, but the duplex treatment material provided lower wear volume and induced more positive corrosion potential than individually treated materials, showing that the duplex treatment can improve even more the properties in wear and corrosion of the AISI 4340 steel.Os tratamentos duplex são realizados quando busca-se promover propriedades tribológicas adicionais a um material, como por exemplo, o filme DLC (diamond-like-carbon) depositado sobre superfícies nitrocementadas no aço AISI 4340. Os filmes DLC possuem propriedades como alta dureza, inércia química e baixo coeficiente de atrito, porém podem exibir defeitos em sua formação, o que afeta a resistência a corrosão do material. Já os tratamentos de nitrocementação a plasma produzem camadas com espessura controlada e com alta resistência a corrosão, porém de menor dureza que os filmes DLC. O objetivo deste trabalho é estudar as propriedades em desgaste e corrosão do aço AISI 4340 após os tratamentos de nitrocementação a plasma, deposição de filme DLC, e tratamento duplex (nitrocementação + filme DLC). Os tratamentos de nitrocementação a plasma foram realizados com atmosfera de 80% de N2 + 17% de H2 + 3% de CH4 com temperaturas de 400, 450, 500, 525 e 550°C por 5 horas. As deposições dos filmes DLC foram realizadas pelo método DC-PECVD usando atmosfera de 90% de CH4 + 10% de Ar a temperatura de 200 ° C por 2 horas, com uma intercamada de filme a base de silício para melhorar a adesão do DLC a superfície metálica. O tratamento duplex foi realizado com a melhor temperatura de nitrocementação seguida pela deposição do filme DLC com intercamada de filme a base de silício. Ensaios de microdesgaste abrasivo por esfera fixa e testes de corrosão por polarização cíclica mostraram que todos os tratamentos de superfície apresentaram aumento da resistência ao desgaste e a corrosão quando comparados ao material não tratado, mas o material com tratamento duplex proporcionou menores volume de desgaste e induziu a potenciais de corrosão mais positivos do que os materiais tratados individualmente, mostrando que o tratamento duplex pode incrementar ainda mais as propriedades em desgaste e a corrosão do aço AISI 4340.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus SorocabaPrograma de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-SoUFSCarAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessDC-PECVDNitrocementaçao a plasmaDesgaste microabrasivoPotencial de corrosãoPlasma nitrocarburizingMicro-abrasive wearCorrosion potentialENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAEstudo da resistência ao desgaste e corrosão do aço AISI 4340 com tratamento a plasma de nitrocementação, revestimento DLC e multicamada (nitrocementação + DLC)Study of wear and corrosion resistance of AISI 4340 steel with plasma nitrocarburizing treatment, DLC and multilayer coating (nitrocementation + DLC)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6002e0ccbe4-239e-4ea0-8af9-1795e5947e1breponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDISSERTAÇÃO - Lucas de Almeida P. 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