Sample records for surface hardening
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Feições intempéricas em rochas alcalinas félsicas de Nova Iguaçu, RJ/ Weathering fabrics in felsic alkaline rocks of Nova Iguaçu, State of Rio de Janeiro, Brazil

Motoki, Akihisa; Soares, Rodrigo; Sichel, Susanna Eleonora; Aires, José Ribeiro; Lobato, Marcela
2007-09-01

Resumo em português Esse artigo apresenta descrições de campo e considerações genéticas de feições intempéricas observadas em rochas alcalinas félsicas de Nova Iguaçu, RJ, com atenção especial aos clastos traquíticos de brecha vulcânica. Observam-se dois tipos de feições notáveis: "case hardening", o endurecimento da superfície da rocha por cimentação dos minerais intempéricos com o auxílio de hidróxidos dissolvidos na água superficial percolante; "dissociação miner (mais) al", o intemperismo seletivo de minerais e a conseqüente formação de cavidades na superfície da rocha. Nos afloramentos intemperizados das brechas, o case hardening forma saliência centimétrica dos clastos traquíticos sobre a superfície da matriz. Os clastos maiores do que 30 cm mostram a feição de saliência e reentrância na borda, que é originada do contraste entre a superfície endurecida e a subsuperfície não endurecida. Esses clastos têm suave saliência central cuja subsuperfície é composta do núcleo sem alteração. A lixiviação dos fenocristais de feldspato alcalino forma numerosas cavidades na superfície intemperizada de clastos de traquito porfirítico, gerando uma estrutura pseudovesicular, porém, na subsuperfície, a rocha menos alterada com textura maciça está presente. Esse fato demonstra que essas não são bombas, spatter ou escória. Essas observações são desfavoráveis à hipótese do Vulcão de Nova Iguaçu, que adota uma origem extrusiva dos clastos como um argumento fundamental. Resumo em inglês This paper presents the field description and genetic consideration of weathering fabrics observed in the Nova Iguaçu felsic alkaline rocks, State of Rio de Janeiro, Brazil, with special attention to trachytic clasts of volcanic breccia. Two types of notable fabrics are observed: "case hardening", the rock surface induration by cementation of weathered minerals with the help of the hydroxides dissolved in the surface water; and "mineral dissociation", the selective miner (mais) al weathering and consequent formation of cavities on the rock surface. On the weathered outcrops of the breccia, case hardening forms centimetric positive relief on the trachytic clasts of the matrix surface. Clasts larger than 30 cm show positive and negative reliefs along the rim, which are originated from the contrast between the hardened surface and relatively soft subsurface. They have a gentle central prominence underlain by a fresh rock core. The elimination of alkaline feldspar phenocrysts forms numerous cavities on the weathered surface of the trachyte clasts, generating a pseudovesicular structure, but in the subsurface, less weathered massive rock can be found. This fact demonstrates that these clasts are not bomb, spatter or scoria. These observations are unfavourable to the hypothesis that the Nova Iguaçu complex is a volcano, which is based on the extrusive origin of the clasts as a fundamental argument.

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Efeito da usinagem na estrutura e propriedades mecânicas do aço superaustenítico ASTM A351 CN3MN

Gravalos, Márcio Tadeu; Martins, Marcelo; Diniz, Anselmo Eduardo; Mei, Paulo Roberto
2007-03-01

Resumo em português Os aços inoxidáveis superaustenítico são assim denominados, pois, além de apresentarem boa resistência à corrosão por pite, reúnem, também, excelentes propriedades mecânicas, o que os torna uma das opções para a fabricação de componentes utilizados pela indústria petrolífera. Entretanto o encruamento superficial, durante os processos de usinagem, pode alterar essas propriedades. Esse trabalho teve, por objetivo, investigar os efeitos da operação de torn (mais) eamento, na superfície do aço superaustenítico ASTM A351 CN3MN. Amostras do aço fundido sofreram um desbaste por torneamento cilíndrico, com distintas velocidades de corte, utilizando-se de pastilhas de metal duro com geometrias variadas. A análise da microestrutura, na superfície fundida, foi realizada por microscopia óptica e a superfície encruada foi determinada através da microdureza. As propriedades mecânicas do aço foram determinadas por ensaio de tração. O desgaste nas pastilhas de corte foi observado em um MEV. Resumo em inglês Super austenitic stainless steels are denominated as such because they present good resistance to pitting corrosion and, also, offer excellent mechanical properties, which makes them one of the options for the production of components used by the petroleum industry. However, the superficial foundry hardening during the machining processes can change these properties. This paper aimed at investigating the effects of the machining operation on the surface of the super auste (mais) nitic steel ASTM A351 CN3MN. Samples of the casted steel suffered wear due to cylindrical machining, with different cutting speeds, using indexable carbide inserts of varied geometries. The analysis of the microstructure on the casting surface was accomplished by optical microscopy and the foundry hardened surface was determined by micro-hardness. The mechanical properties of the steel were determined by traction assay. The wear in the cutting inserts was accomplished in a MEV.

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Efeito do nitrogênio na usinabilidade do aço inoxidável austenítico: uma avaliação utilizando a técnica da esclerometria pendular instrumentada

Tschiptschin, André Paulo; Garzón, Carlos Mario; Lopez, Diana Maria
2007-03-01

Resumo em português Os aços inoxidáveis de alto teor de nitrogênio constituem hoje uma classe promissora de materiais de engenharia. Quando se adiciona nitrogênio aos aços austeníticos, consegue-se aumentar, simultaneamente, a vida em fadiga, a resistência mecânica, a resistência ao desgaste e à corrosão. Nesse trabalho, estudam-se a resistência ao desgaste e a usinabilidade de um aço inoxidável austenítico UNS S30403 nitretado em alta temperatura. A nitretação gasosa em alt (mais) a temperatura (1200ºC) em atmosferas (N2+Ar) foi realizada para obter amostras com teores crescentes de nitrogênio na superfície, desde 0,05 até aproximadamente 0,45% em peso. Os ensaios de esclerometria foram realizados em um pêndulo instrumentado de um único passe, com possibilidade de medir as forças normais e tangenciais durante o ensaio. A energia específica absorvida foi calculada através da relação entre a energia absorvida no ensaio e a perda de massa observada no ensaio. Observou-se que o aumento do teor de nitrogênio causou um aumento da energia específica absorvida. Os resultados dos ensaios foram analisados levando em consideração o comportamento da curva tensão deformação desses aços, inferida a partir de ensaios de indentação instrumentada, e da energia absorvida em ensaios de impacto Charpy. O aumento da resistência ao risco e a diminuição da usinabilidade devida à adição de nitrogênio foram atribuídos ao forte efeito endurecedor do nitrogênio em solução sólida, sem afetar, significativamente, a taxa de encruamento e a tenacidade. Resumo em inglês High nitrogen stainless steels (HNSS) are being considered a new promising class of engineering materials. When nitrogen is added to austenitic steels it can simultaneously improve fatigue life, strength and wear and localized corrosion resistance. In this work, a single pass pendulum scratch test was used to study the effect of nitrogen on the scratch resistance and on the machinability of an UNS S30403 austenitic stainless steel. Samples with increasing nitrogen content (mais) s at the surface were obtained through high temperature gas nitriding. The thermochemical treatments were performed at 1473 K in (N2+Ar) gas atmospheres for 36.0 ks, obtaining fully austenitic cases (surface nitrogen contents up to 0.5 wt%) ca. 1.5 mm in depth. The scratch tests were performed in a single-pass pendulum, equipped with strain gages to measure normal and tangential forces during scratching. The specific absorbed energy was calculated as the ratio between the measured absorbed energy and the amount of mass removed from the specimen. An increase of the specific absorbed energy with increasing nitrogen content was observed. The results of the scratch tests were analyzed taking into account the stress-strain behavior during depth sensing indentation tests and the energy absorbed during Charpy impact tests. The improvement in scratch resistance due to nitrogen alloying was attributed to the strong hardening effect of nitrogen in solid solution, which does not affect significantly foundry hardening and toughness. A comparison between the scratch resistance and the pitting-erosion resistance, measured in previous work, was made too.

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Efeitos da nitretação por plasma com pós-oxidação e por banho de sal na resistência à corrosão de um aço ferramenta/ Effects of plasma nitriding with post-oxidation and of salt bath on the corrosion resistance of a tool stell

Ranalli, G. A.; Pallone, A. S. N.; Pereira, V. F.; Oliveira, R. G.; Mariano, N. A.
2009-08-01

Resumo em português A nitretação consiste de um tratamento de endurecimento superficial, sob a ação de um ambiente nitrogenado, a temperatura e tempo determinados, podendo ser convencional (líquida e gasosa) ou por plasma. Neste trabalho foi utilizado o aço ferramenta AISI H10 modificado, nitretado a plasma com pós-oxidação e em banho de sal, visando à obtenção de uma camada com elevada dureza e resistente à corrosão. A microestrutura da camada nitretada foi caracterizada por m (mais) icroscopia eletrônica de varredura e por difração de raios-X. A profundidade efetiva da camada foi determinada pelo perfil de microdureza e a resistência à corrosão foi avaliada em solução aquosa de 0,5 mol L-1 de cloreto de sódio, por ensaios de polarização potenciodinâmicos, e por ensaios em câmara de névoa salina. A microestrutura obtida após o tratamento térmico prévio de têmpera e revenimento, foi uma matriz constituída de martensita revenida, com a presença de carbonetos esferoidizados, dispersos homogeneamente na matriz. A camada nitretada produzida pelo tratamento em banho de sal apresentou camada de difusão com 150µm de profundidade e camada composta porosa e fragilizante, com espessura de aproximadamente 10µm. A camada nitretada produzida pelo tratamento a plasma com pós-oxidação apresentou camada composta compacta e homogênea, com até 7µm de espessura, e camada de difusão com nitretos precipitados em rede. As superfícies nitretadas a plasma com pós-oxidação apresentaram maior resistência à corrosão quando exposta em solução aquosa de NaCl 0,5 mol L-1. Resumo em inglês Nitriding consists of a surface hardening treatment under a nitrogen atmosphere during a certain time and temperature that may be performed by a conventional procedure (liquid or gaseous) or using plasma. The material uses in the present work was a modified type AISI H10 toll stell that has been nitrided by plasma and salt bath procedures with the objective to produce a layer with high toughness and corrosion resistant. The microstructure of the nitrided layer was charact (mais) erized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The layer effective depth was determined by micro-hardness profiling and the corrosion resistance was evaluated by dynamic polarization tests in an aqueous solution of sodium chloride 0,5 mol L-1 and also by testing in a salty spray camera. The microstructure obtained after the previous heat treatment of quenching and tempering consisted of a tempered martensite matrix containing a homogeneous dispersion of spherodized carbides. The nitrided layer produced by the salt bath treatment presented a diffusion layer with a depth of 150µm and an embrittled compound layer with a thickness of about 10µm. The nitrided layer created by the plasma treatment with post-oxidation presented a homogeneous compound layer with thickness of up to 7µm and a diffusion layer with a network of nitride precipitates the surfaces that were plasma nitrided with post-oxidation presented a better resistance to corrosion in aqueous 0,5 mol L-1 NaCl solution.

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Avaliação da resistência ao desgaste de aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação nitretados/ Wear resistance evaluation of nitrided precipitation hardening stainless steels

Casteletti, Luiz Carlos; Fernandes, Frederico Augusto Pires; Silva, Eder Bernardes Da; Picon, Carlos Alberto; Tremiliosi-Filho, Germano
2010-03-01

Resumo em português A nitretação por plasma consiste num tratamento efetivo para o aumento das durezas superficiais dos aços inoxidáveis, podendo ser realizada em temperaturas inferiores às usadas nos processos convencionais, evitando-se assim, a formação de nitretos de cromo, que prejudicariam a resistência à corrosão do material. Os aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação foram desenvolvidos após a Segunda Guerra Mundial em decorrência das necessidades da indústria (mais) aeroespacial, que necessitava de materiais resistentes à corrosão em temperaturas mais elevadas. Nesse trabalho, foi produzido um aço inoxidável endurecível por precipitação com uso de Nb e um aço comercial PH 13-8Mo endurecível por precipitados à base de Cu, para fins de comparação em termos de produção de camadas nitretadas e de resistências ao desgaste abrasivo. O Nb mostrou-se um eficiente formador de precipitados endurecedores do aço, com o pico de dureza ocorrendo em poucos minutos de tratamento. Nos dois aços, obtiveram-se camadas nitretadas com boa uniformidade. A resistência ao desgaste do aço com Nb nitretado foi muito superior à do aço PH 13-8Mo também nitretado. Resumo em inglês Plasma nitriding is an effective treatment to increase the surface hardness of stainless steel and may be performed in temperatures below those used in conventional nitriding procedures, thereby avoiding the formation of chromium nitrides that would deteriorate the corrosion resistance of the material. The precipitation hardened stainless steels were developed after the Second World War as a result of the needs of the aerospace industry, which needed materials resistant t (mais) o corrosion at higher temperatures. In this research, a precipitation hardening Nb stainless steel and a PH 13-8Mo precipitation hardened stainless steels with Cu were produced, for purposes of comparison in terms of the production of nitrided layers and abrasive wear resistances. Nb proved to be an effective hardening precipitate former, with the hardness peak occurring within minutes of treatment. In both steels, nitrided layers with good uniformity were obtained. The wear resistance of the nitrided Nb steel was much higher than that presented by the PH 13-8Mo nitrided steel.

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