Exemplo 1 – análise realizada para um cliente da área de compressores

Processo de plasmanitretação executado em:

Tipo de peça: pistão
Tipo de material : GG 25

Resumo:
Em anéis de pistão submetidos ao processo de nitretação, quando colocados em uso, foi detectado
um desgaste prematuro, o qual foi atrubído pela firma que produziu esses anéis como sendo decorrente
do processo de nitretação.
Durante a investigação visual em peças danificadas, mesmo em pequenas ampliações, podiam ser
identificadas irregularidades tanto na parte interna como na superfície externa .
A investigação metalográfica e análise empresa.
As investigações realizadas mostraram que a micro e macro estrutura do material (entre outras coisas,
grafite encontrado na parte externa) favoreceu a obsorção de impurezas (p.ex., óleo), e que no decorrer
do processo de nitretação evaporaram, sendo que isso causou o derretimento . A comprovação das
evaporações em peças novas ocorreu mediante o aquecimento delas em 350 °C sob o vácuo. Em peças
processadas dessa maneira, mostraram-se claramente traços secos, indicando que ocorrera evaporização.


Execução das análises:
Em uma peça danificada foram coletadas amostras para análise, extraindo-se uma amostra que chegasse
ato o ponto nos quais os danos (derretimento e impurezas que chefaram à superfície) originaram-se.
A avaliação da matriz ocorreu após a corrosão com nital ( ácido nítrico alcoólico a 3%). As amostras da
superfície de rolamento foram colocadas no microscópio para análise dos elétrons. Peças novas, antes
de serem submetidas ao processo de nitretação, foram submetidas a um aquecimento de 350 °C
sob o vácuo por aproximadamente uma hora.

Resultados da avaliação:
Averiguação metalográfica:
Nas superfícies de rolamento (superfície interior) identifica-se claramente cavidades causadas por
causa da grafiteque chegou à superfície (fig.1) e formações de cementita (fig. 2).
O grafiteque se criou era relativamente grande. No mais, a matriz não mostrou outras características
indesejáveis.

Resultados da avaliação microscópica dos elétrons:
A ilustração 3 dessa investigação mostra do mesmo modo a grafita que aparece na superfície com
grânulos derretidos. Na ilustração 4 reconhece-se cavidades na peça próximas à superfície de rolamento.
Em ampliações microscópicas maiores, essas cavidades podem claramente ser identificadas
( ilustração 5 e ilustração 6 ).

Resultados do aquecimento por 350 °C:
Depois do aquecimento no forno a vácuo, nas camadas de superfícies internas são reconhecidos
traços secos que se originaram devido às evaporizações ( ilustração 7 e ilustração 8 ).

Abb. 1 : presença de grafite na superfície de rolamento	Abb. 2: grânulos derretidos de cementita – 500 x ampliado
Abb. 3: ilustração referente à análise microscópica dos elétrons, mostrando o grafiteque apareceu na superfície, Impregnada de grânulos derretidos	Abb. 4: visualização da formação de cavidades próximas à superfície de rolamento – 500 x ampliado
Abb. 5: ilustração referente à análise microscópica dos elértrons, mostrando diversas cavidades próximas	Abb. 6: ampliação duma parte da ilustração 5
Abb. 7: Presença de traços secos na camada de superfície externa, provocados pela evaporização	Abb. 8: Evaporização na superfície de rolamento após ser submetido ao processo de aquecimento

Mandar a partir desse ponto em diante
Conclusão e parâmetros para soluções:
Como evidenciou-se na avaliação visual, derretimentos apareceram na superfície interior e em menor
escala também na superfície exterior. As análises resultaram na confirmação de que as mirocavidades
ocas obsorviam impurezas ( tais como óleo) . Essas impurezas, no decorrer do processo de nitretação a plasma ,
eram liberadas e foram os causadores de todas as ocorrências posteriores. Essas reações imprevistas é que
originaram os derretimentos. A análise metalográfica confirma, que os derretimentos apresentavam lamelas
de grafiteque por sua vez se solidificaram em cementita, adquirindo uma dureza muito elevada.

Depois do aquecimento no forno a vácuo, foram identificados traços secos na cada de superfície interior,
resultantes das evaporizações que ocorreram durante esse processo.

Como parâmetro para solucionar esse problema, sugeriu-se ao cliente estabelecer uma exigência
mais elevada quanto à qualidade do processo de fundição

Exemplo 2 – análise realizada para um cliente da área de componentes hidráulicos

Processo de plasmanitretação executado em:

Tipo de peça: pistão hidráulico
Tipo de material : 16 MnCr5


Resumo:
Os resultados obtidos na avaliação mostram que , por causa de uma descarbonetação, a dureza da camada
de superfície não poderia ser conseguida. A estrutura do componente mostra que, antes de ter sido
submetido ao processo de plasmanitretação, o mesmo havia recebido um aquecimento de aproximadamente 700 °C.


Por meio de uma análise espectográfica confirmou-se, que a quantidade de carbono presente na camada superficial
para a referida peça era demasiado pequeno, não sendo adequada a composição 16 MnCr5.

Execução das análises:
A amostra foi tirada em diagonal sobre toda a extensão do eixo e devidamente preparada para uma
análise microscópica.
Para uma molhor visualização da matriz foi usada a solução de ácido nítrico alcoólico a 3% e após à corrosão, feita a avaliação
da estrutura foi realizada. A analise da dureza da camada de superfície ocorreu de acordo com a norma DIN EN ISO 6507-1
com HV 1. A identificação da composição do material do pistão hidráulico foi determinada com a auxílio de espectômetro de
emissão ótica a vácuo.

Resultados da análise – observação metalográfica - descrição da estrutura:
No núcleo encontra-se uma regularestrutura composta de ferrita e perlite. a cementitA de perlitA apresenta-se em parte sob
forma laminada e outra parte em foram coagulada. Na superfície externa, há uma larga borda descarbonizada que apresenta
estruturas compostas de ferritA, impregnadas de cementitA de perlitA.

Camada de ligaçãoArea da borda descarbonizadaEstrutura de ferrite com perlite coagulado M= 200 vezes corroído corroído

Estrutura do núcleo M= 500 vezes

Conclusão e parâmetros para soluções:
A camada de ligação da amostra examinada apresenta uma camada uniforme de 5 - 8 µm. A amostra analisada
apresenta uma larga borda descarbonizada, na qual na camada de superfície aparece o perlita sob forma coagulada,
fato esse que sugere uma influência de uma temperatura mais elevada (aproximadamente 700 °C), por uma período
relativamente prolongado.

Essa formação estrutural não permitiu que se obtivesse a dureza desejada no processo de plasmanitretação. Não são
procedentes quaisquer objeções quanto à estrutura do núcleo. O baixo índice de carbono obtido na análise e a borda de
ferrita na camada de superfície, que se identificadou na análise microscópica, deve-se à descarbonização da borda, que
por sua vez é resultante do tratamento térmico impróprio.

Para solucionar o problema, foi sugerido ao cliente um rigoroso controle no processo de recozimento.