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MR6120 – Materiais Metálicos
http://www.fei.edu.br/~rodrmagn
© 2008/2010 – Rodrigo Magnabosco –Slide 1
Aula 9 – tratamentos superficiais: cementação e nitretação
Cementação
realizada a
1150°C por 1 hora

2,3x10 .e
Co
Co
Cx
Cs
x
2. D.t
1 erf
D
Qd
8,31.T
148000
5
R.T
Do .e
Cálculo do tempo e temperatura
de cementação
D=[m²/s]
T=[K]
z
dy
e
0
y 2
2
erf (z)

Linha A3
O patamar eutetóide
também recebe o nome
de A1

têmpera direta a partir da cementação

Cementação seguida de re-austenitização parcial

Bibliografia complementar:
•ASHBY, M. F. JONES, D. R. H. Engineering materials 2 Butterworth Heinemann 1998, 2. ed, p. 121-124.
•http://www.brasimet.com.br/
Nitretação
“Tratamento termoquímico em que se promove enriquecimento superficial
com nitrogênio. É utilizado para peças que necessitam de alta resistência à
fadiga de contato, alta resistência ao atrito adesivo e submetidas a cargas
superficiais baixas.”

Como atua?
• Formação de camada de nitretos (“camada de compostos”).
• Endurecimento por precipitação de nitretos (de Fe, Al e Cr principalmente) na
camada onde houve a penetração por difusão do N.
• Endurecimento por solução sólida de N na matriz.
Como é realizada?
Entre 500 C e 550 C por períodos de até 90 horas, após têmpera e
revenimento do material (o revenimento deve ser conduzido a temperatura no
mínimo 30 C superior a da nitretação, garantindo estabilidade microestrutural
do metal base).
Vantagens se comparada a cementação:
 Pode ser utilizada para o aumento de dureza superficial de aços de
médio e alto teor de carbono.
 Pequena alteração dimensional.
Desvantagens se comparada a cementação:
Processo lento.
Camadas muito delgadas.
Transição entre camada e metal base muito brusca.

Tipos de camada e utilização
Endurecimento superficial
(comum aos 3 tipos)
Only diffusion zone
Usada quando há impacto ou
carregamento elevado, que leve
a repetina ruptura da camada e
seu destacamento.
Muito mais frágil que ’, porém
permite baixo coeficiente de atrito
e é porosa, para retenção de
lubrificantes.

Perfis de dureza em aços inoxidáveis
Aços inoxidáveis serão detalhados na aula 12 deste curso

Nitretação a plasma
vácuo
N2
H2
Carregamento da câmara
Como é realizada?
Pré aquecimento
entre 450 e 570°C
Ionização do gás
Limpeza da superfície
Aceleração dos átomos contra a superfície
NITRETAÇÃO

Tipos de camada e composição do gás
1 – 5% N2
Only diffusion zone
15 – 30% N2
60 – 70% N2
1 – 3% CH4

Only diffusion zone
Tipos de camada e composição do gás
1 – 5% N2
15 – 30% N2
60 – 70% N2
1 – 3% CH4
L
+ Fe3N
+ Fe4N
+ Fe4N
Fe3N
Fe3N +
Fe4N

um eixo de 25 mm de diâmetro
fabricado em aço ABNT 9315,
obtendo-se neste eixo no
mínimo 58 HRC a 0,5 mm da
superfície, e no mínimo 28 HRC
no núcleo.
Avalie a tenacidade obtida neste
eixo e compare-a com a
tenacidade se o mesmo tivesse
sido fabricado com os aços
ABNT 8620 ou ABNT 4320
Exercícios de fixação de
conceitos
Descrever o ciclo térmico
completo para cementação de
9315

8620
4320
Outros diagramas de revenimento...

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