Ref.: MmeFsu22-003
Apresentador: Igor Bruno Alves Neves
Autores (Instituição): Neves, I.B.(Universidade Federal do Rio Grande do Norte); Costa, T.H.(Universidade Federal do Rio Grande do Norte); Feitor, M.C.(Universidade Federal do Rio Grande do Norte); Libório, A.F.(Universidade Federal do Rio Grande do Norte); Costa, B.T.(Universidade Federal do Rio Grande do Norte); de Oliveira, E.S.(Universidade Federal do Rio Grande do Norte);
Resumo:
Este estudo visa sintetizar filmes finos de TiCrSiN por meio do método de cilindros catódicos e, posteriormente, caracterizá-los para avaliar a influência da temperatura e do tipo de potencial durante o tratamento termoquímico. Os filmes finos são revestimentos compostos por uma variedade de materiais, com espessura variando entre nanômetros e micrômetros, que são depositados sobre um substrato para modificar suas propriedades superficiais. Essas propriedades podem incluir aspectos ópticos, químicos, elétricos, mecânicos, magnéticos e térmicos, dependendo do tipo de filme e sua aplicação. No campo da engenharia mecânica, os filmes finos desempenham um papel crucial ao aumentar a resistência ao desgaste e à corrosão dos materiais.
Os substratos utilizados neste estudo são de aço AISI 4340. Os cilindros empregados como alvos catódicos foram produzidos a partir de uma mistura de pós de titânio, cromo e silício, os quais foram compactados em uma matriz. Os tratamentos de deposição foram realizados no reator de nitretação usando o método de gaiola catódica modificada (CCPDy). As deposições foram conduzidas sob dois potenciais distintos: catódico e flutuante, nas temperaturas de 300, 350 e 400 °C. Posteriormente, os filmes depositados nas amostras tratadas foram caracterizados por difração de raio-x (DRX) e ensaios de microdureza, do tipo Vickers. Além disso, foram realizados ensaios de desgaste do tipo pino-disco em condições secas e análises de rugosidade para avaliar o perfil da trilha de desgaste. A trilha desgastada na superfície das amostras foi examinada por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV).
Os resultados deste estudo indicam que o tipo de potencial de tratamento (seja catódico ou flutuante) influenciou a formação de fases específicas, sendo distintas para cada tipo de potencial. Os difratogramas revelaram um aumento na cristalinidade das fases à medida que a temperatura de tratamento nas amostras aumentava. A análise por difração de raio-x (DRX) confirmou a síntese de nitretos na superfície do substrato. Além disso, os testes de microdureza revelaram um incremento de pelo menos 70% na dureza em comparação com o substrato, mesmo nas condições menos favoráveis. As amostras tratadas em potencial catódico demonstraram uma dureza superior às tratadas em potencial flutuante. Esse aumento na propriedade mecânica superficial pode ser explicado pela formação de nitretos, materiais de alta dureza, na superfície das amostras. Ademais, entre as amostras tratadas com potencial catódico, aquelas submetidas as temperaturas mais elevadas exibiram maior dureza. A região da trilha de desgaste, gerada pelo ensaio tribológico de pino-disco, foi avaliada quanto à rugosidade na superfície das amostras. Em ambos os potenciais de tratamento, as amostras exibiram maior rugosidade e uma resistência ao desgaste do pino aprimorada.