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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Nitretação por EDM do Aço AISI 4140
Alternate title (s): Nitriding of AISI 4140 steel EDM
Author: Santos, Rogério Felício dos
First Advisor: Raslan, Alberto Arnaldo
First coorientator: Costa, Henara Lillian
First member of the Committee: Lepore Neto, Francisco Paulo
Second member of the Committee: Mello, José Daniel Biasoli de
Third member of the Committee: Dantas, Noelio Oliveira
Fourth member of the Committee: Andrade, Margareth Spangler
Fifth member of the Committee: Speziali, Nivaldo Lúcio
Summary: O objetivo deste trabalho foi verificar a possibilidade de nitretar amostras de aço AISI 4140 utilizando descargas elétricas geradas pelo processo de usinagem por descargas elétricas (EDM). Os testes foram executados em uma máquina de EDM por penetração convencional, com algumas adaptações. Como fluido dielétrico, utilizou-se uma solução de água deionizada e ureia. Como eletrodo ferramenta foi usado cobre eletrolítico. As técnicas de caracterização usadas foram as de análise micrográfica, difração de raios x, interferometria a laser, GDOES, nanoindentação e microdureza. As descargas elétricas foram fotografadas utilizando câmera fotográfica de alta velocidade. Os resultados mostraram a formação de uma camada rica em nitretos, com espessura entre 20 e 25 μm. Ocorre um decaimento na concentração de nitrogênio a partir da superfície. Houve um ganho na dureza, mas não foi constatada alteração no módulo de elasticidade. As fotografias das descargas elétricas evidenciaram a interferência da ureia sobre as mesmas, contudo não foi observada alteração significativa na topografia. O modelo proposto para nitretação se baseia na inserção do nitrogênio na superfície do aço por implantação iônica. Assim, pode-se concluir que a utilização de descargas elétricas mostrou-se um método viável de nitretação. O potencial tecnológico do processo foi explorado através de estudos complementares.
Abstract: The objective of this study was to investigate the nitriding possibility on AISI 4140 steel samples, through the electrical discharge machining (EDM) process. The tests were executed on die sinking EDM machine, with some adaptations. As dielectric fluid, it was used a deionized water and urea solution. As electrode tool it was used electrolytic copper. The characterization techniques used were the micrographic analysis, x-ray diffraction, laser interferometry, GDOES, nanoindentation and microhardness. The electrical discharges were photographed using high speed camera. The results showed the formation of a rich nitride layer with a thickness between 20 and 25 micrometers. A decay occurs in the concentration from the surface. There was a gain in hardness, but it was not detected any change in the elasticity modulus. The electrical discharges photographs revealed the interference of urea on the same, however there was no significant topography alteration. The proposed model for nitriding is based on the nitrogen insertion on the steel surface by ion implantation. Thus, it can be concluded that the use of electric discharges showed a viable method of nitriding. The technological potential of the process was explored with complementary studies.
Keywords: EDM
Nitretação
Aço AISI 4140
Difração de raios x
Dureza
Nitriding
AISI 4140 steel
X-ray diffraction
Hardness
Nitruração
Raios X - Difração
Usinagem
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Engenharias
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: SANTOS, Rogério Felício dos. Nitriding of AISI 4140 steel EDM. 2013. 129 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14724
Date of defense: 18-Feb-2013
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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