ResumoOs problemas gerados no processamento do aço inoxidável AISI 316 são um grande problema do setor metal mecânico, por exemplo, no processo de usinagem, onde o material sofre altas taxas de deformação plástica e elevadas temperaturas na região de contato ferramenta-peça. Além disso, a adesão de aço inoxidável em materiais de maior dureza, no caso a ferramenta, também são problemas enfrentados. Neste trabalho foi feito um estudo qualitativo em escala laboratorial do contato entre um material de maior dureza (aço AISI M2 nitretado a plasma) e o aço AISI 316. Foram realizados ensaios de microdureza Vickers e rugosidade afim de caracterizar as amostras de aço AISI M2. Ensaios tribológicos do tipo Ball-on-Plate foram realizados com a finalidade de determinar o coeficiente de atrito ao longo do tempo para os pares tribológicos formados. Análises feitas via MEV/EDS foram feitas tanto nas trilhas geradas nas superfícies das amostras quanto nas esferas, para detectar pontos de adesão, deformação plástica e transferência de material entre as duas superfícies. Ficou comprovado que a nitretação a plasma com gaiola catódica proporcionou um menor coeficiente de atrito ao longo do tempo quando posta em contato com a esfera de aço inoxidável, bem como foi possível observar a formação de uma menor quantidade de pontos de adesão de aço inoxidável para esta superfície. Palavras-chave: Tribologia; Nitretação a plasma; Usinagem; Coeficiente de atrito. ANALYSIS OF WEAR IN THE TRIBOLOGICAL PAIRS INTERFACE FORMED BY PLASMA NITRIDED AISI M2 STEEL AND AISI 316 STAINLESS STEEL AbstractProblems generated in stainless steel AISI 316 processing are a serious issue of the metalmechanical industry sector, for example, at the machining process, in which the material undergoes high strain rates and high temperatures on the tool-piece interface. Furthermore, the stainless steel adhesion in the harder material (the tool) are also an encountered problem. This work was done a qualitative study in laboratory scale of the contact between a higher hardness material (plasma nitrided AISI M2) and the stainless steel AISI 316. In order to characterize the AISI M2 samples, measurements of Vickers and surface roughness were done for every sort of nitrided surface. Ball-on-Plate tribological tests were carried out to determine the friction coefficient over the time for the tribological pairs. The generated trails and the worn spheres were characterized by SEM and energy dispersive x-Ray analysis to detect points of adhesion, plastic deformation and material transfer between the surfaces. It was proven that the cathodic cage plasma nitriding resulted in a lower friction coefficient when in contact with the stainless steel sphere, moreover it was possible to observe the formation of fewer bonding points of stainless steel at this kind of surface.

ResumoUm dos tratamentos superficiais mais conhecidos é a nitretação a plasma, que consiste basicamente na introdução de nitrogênio na superfície da ferramenta, na forma de nitretos de elementos de liga, em solução sólida, a fim de criar uma camada protetora que aumenta a vida útil do material. A nitretação a plasma permite o controle da camada formada através do ajuste de parâmetros como temperatura, mistura gasosa e tempo de tratamento. Porém para ferramentas mais complexas é comumente utilizado um novo processo de nitretação, a nitretação a plasma com gaiola catódica que tem como principal diferencial o aquecimento homogêneo das peças, evitando assim a heterogeneidade da camada nitretada. Outra vantagem é que neste processo não é comum ocorrer o acumulo de plasma o que evita o efeito de borda. Neste trabalho, será analisada a importância da menor rugosidade superficial aliada a dureza superficial no comportamento tribológico do material no processo de nitretação a plasma com e sem gaiola catódica. O resultado dos ensaios tribológicos demonstraram que o incremento de dureza associado a uma menor rugosidade superficial obtido para a amostra nitretada com gaiola catódica promoveu uma redução no coeficiente de atrito ao longo do tempo. A rugosidade superficial média para as amostras nitretadas com gaiola catódica foi menor que as nitretadas via processo convencional, aproximando-se do valor obtido para às amostras que foram polidas. Palavras-chave: Gaiola catódica; Nitretação a plasma; Rugosidade. PLASMA NITRIDING AISI M2 STEEL THROUGH DIFFERENT PROCESS AbstractOne of the best-known surface treatment is the plasma nitriding, which consists in the introduction of nitrogen in the tool surface, in the form of nitrides of alloying elements, in solid solution, in order to create a protective layer that increases the tool lifespan. The plasma nitriding allows the control of the formed layer through the adjusting of parameters such as temperature, gas mixture and treatment time. However, for tools that are more complex there is a new nitriding process that is commonly used, the plasma nitriding with cathodic cage, which differentiates by the homogeneous heating of the parts. Thus, it can avoid the heterogeneity of the nitrided layer. Another advantage is that the plasma accumulation is not a common occurrence in this process, which avoids the edge effect. In this paper, we analyzed the importance of lower surface roughness allied to surface hardness in the tribological behaviors of the material in the plasma nitriding process with and without a cathodic cage. The results of the tribological tests showed that the increase of hardness associated with a lower surface roughness obtained for the sample nitrided with the cathodic cage promoted a reduction in the friction coefficient over the time. The average surface roughness for samples nitrided with a cathodic cage was smaller than the ones nitrided via conventional process, approaching the value obtained for the polished samples.