Estudo de tratamentos termoquímicos via plasma em ferro puro sinterizado, enriquecido superficialmente com Mo e cementado

Abstract

Neste trabalho, diferentes condições de enriquecimento com Mo de amostras de ferro puro foram produzidas e então cementadas, a fim de encontrar uma melhor combinação de propriedades microestruturais, mecânicas e topográficas para que essa condição pudesse gerar uma boa resistência ao desgaste e então analisar a sua performance em tribologia. O processo de enriquecimento de Mo foi realizado em duas temperaturas (900ºC e 1150ºC) e em duas tensões (700V e 500V). Em uma primeira etapa foram caracterizadas as microestruturas das camadas enriquecidas e cementadas, realizadas por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e as fases presentes por difração de raios X (DRX). Foram também analisados os parâmetros Sq, Ssk, Sku, das superfícies. A condição de enriquecimento realizada com 500V e 1150ºC, por ter apresentado uma superfície de elevada dureza e baixa concentração de aglomerados de Mo, foi a escolhida como a melhor combinação de propriedades para gerar uma boa resistência ao desgaste. Essa condição enriquecida com Mo e cementada foi testada em tribômetro e comparada com outras amostras somente cementadas, sem este processo otimizado enriquecimento de Mo. O coeficiente de atrito das duas amostras foi muito parecido, porém a taxa de desgaste da amostra enriquecida com Mo e cementada foi muito menor que a amostra somente cementada.

Abstract: In this work, different Mo enrichment conditions of pure iron samples were produced and then cemented in order to find a better combination of microstructural, mechanical and topographic properties. The best combiation of conditions generated a good wear resistance and then this condition was analyzed at performance in tribology. The Mo enrichment process was carried out at two temperatures (900ºC and 1150ºC) and two voltages (700V and 500V). In the first stage, the microstructures of the enriched and cemented layers were characterized by optical microscopy (MO) and scanning electron microscopy (SEM) and the phases present by X-ray diffraction (XRD). The parameters Sq, Ssk, Sku, of the surfaces were also analyzed. The Mo enrichment condition performed at 500V and 1150ºC was chosen as the best combination of properties to generate good wear resistance. This Mo-enriched and cemented condition was tested at tribometer and compared to other samples without this optimized process condition. The friction coefficient of the two samples was very similar, but the wear rate of the Mo-enriched and cemented sample was much lower than the other samples.