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Parâmetros para boretação em aços comerciais de baixo carbono
Maicon Perini, Daniela Lupinacci Villanova

Última alteração: 26-12-2022

Resumo


A intensificação dos estudos, visando o entendimento pleno dos parâmetros que envolvem o tratamento termoquímico de boretação, é importante para que se possa evoluir o conhecimento e, dessa forma, viabilizar a implantação desta técnica em parques industriais. Este tratamento termoquímico, o qual se vale da difusão de átomos de boro a partir de uma fonte previamente determinada, é utilizado para formar uma microcamada superficial de boreto de ferro em um substrato naturalmente ferroso, como por exemplo, um aço de baixo carbono. A microcamada anteriormente citada invariavelmente apresentará uma elevada dureza, permitindo que componentes que são frequentemente submetidos a atividades de desgaste tenham uma vida útil mais longa e, assim, reduzindo as paradas para manutenção em parques industriais. Entende-se também que, até mesmo os custos monetários com aquisição de matéria-prima para fabricação destes componentes serão reduzidos, uma vez que poderá ocorrer a substituição de ligas especiais por aço de baixo carbono, muito mais barato, aliado posteriormente ao tratamento termoquímico de boretação. Neste trabalho o objetivo principal é compreender a influência de dois parâmetros processuais, a temperatura em que se realiza o tratamento e a quantidade de alumínio utilizado no processo enquanto agente ativador, nos resultados obtidos com o tratamento de boretação em um aço de baixo carbono. Para tanto, empregou-se a técnica de boretação líquida, utilizando borato de sódio (na condição de agente boretante ou fonte de boro) e cavaco de alumínio (na condição de agente ativador) em três diferentes proporções (3%, 5% e 7%) em relação à massa de borato de sódio empregada. Ambos os elementos citados foram misturados de forma homogênea em cadinhos de argila e submetidos à temperatura elevada em fornos elétricos, o quê provocou a fusão dos mesmos. Realizaram-se corridas a 850°C e 900°C a fim de gerar as condições necessárias à difusão do boro, a partir da superfície, em corpos de prova produzidos em aço SAE 1020, os quais ficaram imersos a este banho por um período de 4h e posteriormente foram resfriados a temperatura ambiente. A formação de uma microcamada de boreto de ferro foi evidenciada através de análise microscópica e medição da microdureza na região, onde se observou camadas com profundidade de até 102,7μm e dureza de até 1032HV, o que representa um aumento de 7,0 vezes na quantificação desta propriedade quando comparado ao aço SAE 1020 normalizado. Em vista dos resultados apresentados, justifica-se a significância tecnológica para a área de materiais deste trabalho.

Palavras-chave


Boretação; Parâmetros; Dureza; Aço de Baixo Carbono