Nitretação de Materiais

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Nitretação
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Seminário Materiais de Construção Mecânica
Pr. Dr. Alexandre Zirpoli Simões
Apresentado por:
Andrey Tsuzuki
Santiago Sánchez 
Nitretação
 INTRODUÇÃO
 PROCEDIMENTO E CARACTERÍSTICAS
 MÉTODOS DE NITRETAÇÃO
 SAL
 GÁS
 PLASMA
 VANTAGENS E DESVANTAGENS
 AÇOS PARA NITRETAÇÃO
 APLICAÇÕES
 CONCLUSÕES
 REFERÊNCIAS
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INTRODUÇÃO
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Vibração
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Fadiga
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Atrito
Cementação
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Processo termoquímico que consiste na propagação de Nitrogênio (N²) 
em uma superfície, formando Nitretos.
MÉTODOS DE NITRETAÇÃO
SAL
É um processo por vía liquido, um 
banho semelhante ao utilizado na 
cementação líquida. 
Este processo se realiza com cianeto 
de sódio ou potássio, carbonato de 
sódio ou de potássio e cloreto de 
potássio ou de sódio. 
Este banho contém entre 30 e 40% de 
cianeto. A dissociação do cianeto se dá 
da seguinte maneira:
• 2NaCN + O2  2NaCNO
• 4NaCNO  2NaCN + Na2CO3 + CO + 2N
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MÉTODOS DE NITRETAÇÃO
SAL
As peças são pré-aquecidas entre 495 e 
575ºC e em seguida mergulhadas no banho 
de sal. 
• Nesta faixa de temperatura não ocorre a reação de 
cementação e portanto teremos apenas a adição de 
nitrogênio ao aço. 
Os tempos de nitretação são curtos, 
geralmente entre 1 e 4 horas.
Como isto gera choque térmico podem 
ocorrer importantes deformações nas peças. 
Este processo por gerar muita porosidade e 
por ser extremamente poluente é cada dia 
menos utilizado.
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MÉTODOS DE
NITRETAÇÃO
GÁS
As peças são colocadas em um forno 
(500°~ 550°) com atmosfera de amônia.
A amônia se dissocia de acordo com a 
seguinte equação:
•2NH3  2N + 3H2
Esta reação libera nitrogênio atômico 
que difunde para o aço, os tempos de 
tratamento variam entre 12 e 120 horas.
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MÉTODOS DE NITRETAÇÃO
GÁS
 O índice de porosidade é muito 
menor na camada superficial, o 
que permite um excelente 
polimento.
 No ferro fundido alcança dureza 
superior a 965 HV em camada 
maior que 0,3mm.
 Em alguns aços pode atingir 
dureza superior a 1500 HV e 
camadas entre 0,2mm e 0,7mm
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MÉTODOS DE NITRETAÇÃO
PLASMA
É um processo de endurecimento superficial 
de metais por meio da difusão de nitrogênio.
No interior do forno injeta-se nitrogênio a 
baixa pressão (próxima ao vácuo) e 
estabelece-se uma diferença de potencial 
entre as paredes do forno (anodo) e das 
peças a nitretar (catodo). 
•A diferença de potencial ioniza o gás, a baixa pressão, 
criando o plasma.
•Os íons do gás são acelerados na direção do material 
devido à aplicação de um campo elétrico negativo sendo 
tratadas.
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MÉTODOS DE NITRETAÇÃO
PLASMA
O aquecimento até a temperatura em 
torno de 500 °C para que o nitrogênio 
penetre por difusão nas peças que estão 
na superfície do metal e forme então a 
camada nitretada de alta dureza, 
ocorre devido ao choque das partículas 
ionizadas contra a superfície metálica.
Possibilidade de controlar a metalurgia 
da camada nitretada. Para um mesmo 
aço, este processo permite variar o tipo 
de nitreto formado na camada de 
compostos.
•Deve se controlar a composição da mistura gasosa, 
a temperatura e o tempo de nitretação.
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Propriedades Típicas da Nitretação Sob Plasma
Material
Dureza Superficial Após a 
Nitretação (HRC)
Profundidade da Camada 
(mm)
AISI P20 57 - 62 0,20 - 0,40
AISI D2 65 - 70 0,15 máx.
AISI H13 67 - 70 0,10 - 0,30
Aços Rápido e Sinterizados 69 - 72 0,10 máx.
Inoxidáveis Austenísticos 
(linha 300)
62 - 66 0,020 máx.
Inoxídáveis Martensítico 
(420)
68 - 70 0,10 - 0,20
MÉTODOS DE NITRETAÇÃO
PLASMA
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NITRETAÇÃO
VANTAGENS E DESVANTAGENS
Vantagens
Proteção superficial:
• Corrosão
• Atrito
• Elevada dureza
Menor temperatura de processo
Processo a baixo custo
Não há empenamento comparado com o 
processo de cementação
Desvantagens
 Sais poluentes
 Distorção dimensional da peça
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Bahno a Sal:
AÇOS COMUNS PARA NITRETAÇÃO
Aço Cr-Mo-V de alta resistência: 
•Composição: 0,32% C, 3,25% Cr, 0,40% Mo y 0,22%V. Alcança uma resistência mecânica de 
120 kg/mm2. A camada tratada adhere-se muito bem ao núcleo. 
•Utiliza-se para construir peças de maior resistência e elevada dureza superficial para 
resistir o desgaste.
Aço Cr-Mo-V de resistência media: 
•Composição: 0,25% C, 3,25%Cr, 0,40% Mo y 0,25% V. Tem características e aplicações 
semelhantes ao anterior. Resistência mecânica é de 100kg/mm2.
Aço Cr-Al-Mo de alta dureza: 
•Composição: 0,40% C, 1,50% Cr, 0,20% Mo y 1% Al. A camada nitretada do aço é de maior 
fragilidade. 
•Utiliza-se para peças que suportem una resistência media e maior dureza superficial 
possível.
Este tratamento também pode-se aplicar a alguns aços inoxidáveis, aos 
cromo-níquel e algumas fundições do alumínio ou do cromo.
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APLICAÇÕES
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Engrenagens
Peças 
automotivas
Ferramentas de 
usinagem
Conclusões 
 Nitretação por ser um processo a 
menores temperaturas 
(cementação), não precisa de 
têmpera.
 Os três processos são de baixo 
custo
 Nitretação a Plasma é o mais 
eficiente em comparação aos 
outros
 Baixo custo
 Melhor propriedades 
mecânicas
 Nitretação a Gás e Plasma estão 
dentro dos parâmetros da ISSO 
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REFERÊNCIAS
 http://www.kuir.com.br/gm-opala-4-e-6-cilindros/15-nitretacao-a-
plasma.html
 http://www.heattech.com.br/nitretacao-sob-plasma
 https://www.mecanicaindustrial.com.br/nitretacao/
 http://www.nitriondobrasil.com.br/gasxbanhodesal.html
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http://www.kuir.com.br/gm-opala-4-e-6-cilindros/15-nitretacao-a-plasma.html
http://www.heattech.com.br/nitretacao-sob-plasma
https://www.mecanicaindustrial.com.br/nitretacao/
http://www.nitriondobrasil.com.br/gasxbanhodesal.html