Espectroscopia Mössbauer aplicada ao estudo da liga aço baixo carbono-Al nitretada.

Apresentamos neste trabalho um estudo da influência da espessura do filme de Al depositado em substrato de aço baixo carbono. Ligas de aço baixo carbono e alumínio são largamente empregadas em indústrias automobilísticas e aeroespaciais. Estudamos a formação de nitretos, a partir de um processo de prétratamento das amostras por aquecimento na câmara de nitretação seguido de nitretação a plasma, nas temperaturas de 300C e 400C. Para a caracterização dessas amostras foram utilizadas as técnicas de espectroscopia Mössbauer de elétrons de conversão (CEMS), difratometria de raios-x, microscopia eletrônica de varredura, além de ensaios de microdureza Vickers. A pureza do alumínio utilizado na produção dos filmes é de 99,99%. A matriz de aço baixo carbono foi fornecida pelo IPT-SP (Instituto de Pesquisas Tecnológicas-SP) e após as amostras serem cortadas e polidas, receberam o filme de alumínio. Em seguida foram pré-tratadas por aquecimento (seção 4.1) e nitretadas nas temperaturas de 300oC e 400oC durante 4 horas em atmosfera composta por 80% de H2 e 20%N2. Após a nitretação as amostras foram caracterizadas pelas técnicas referidas acima. Para a temperatura de 300 oC, os resultados obtidos com a técnica de difração de raios-x mostraram a formação das fases α-Fe, Al e AlN. A espectroscopia Mössbauer; por outro lado, mostrou α-Fe e formação de solução sólida de Fe em alumínio. Já para a temperatura de 400 oC, observamos ainda a formação da fase Fe4Al13, pelas duas técnicas. A Espectroscopia Mössbauer também mostrou que o aumento da porcentagem da fase Fe4Al13 tem uma possível dependência com a temperatura de nitretação e com a espessura do filme de alumínio. As imagens de MEV e as medidas de microdureza Vickers, revelaram a presença de nitretos de ferro apenas nas bordas das amostras.We presented in this work a study of the influence of the thickness of Al thin film deposited in substratum of low carbon steel. Alloys of steel low carbon and aluminum are used broadly in automobile and aerospace industries. We studied the nitrides formation, starting from a process of pre-heat-treatment of the samples in the nitriding camera followed by plasma nitriding, in the temperatures of 300C and 400C. The following techniques: Conversion Electrons Mössbauer Spectroscopy (CEMS), X-ray diffraction (XRD), Scan Eletron Microscopy (SEM) and Vickers microhardness test were used for the characterization of those samples. The Aluminium purity for the films was 99,99%. The steel low carbon substrate was supplied by IPT-SP (Institute of Researches Technological-SP) and after the samples be cut and polished, they received the film of aluminum. Soon after they were pre-heat-treated (section 4.1) and nitreded in the temperatures of 300oC and 400oC for 4 hours in composed atmosphere for 80% of H2 and 20%N2. After the nitriding the samples were characterized by the techniques referred above. For the temperature of 300oC, the X-ray Diffraction results showed the formation of the phases α-Fe, Al and AlN. The Mössbauer spectroscopy showed α- Fe and formation of solid solution of Fe in aluminum. For the temperature of 400oC, we still observed the formation of the phase Fe4Al13, for the two techniques. The Mössbauer Spectroscopy also showed that the increase of the percentage of the phase Fe4Al13 has a possible dependence with the nitriding temperature and with the thickness of the film of aluminum. The images of MEV and the Vickers microhardness tests, just revealed the presence of nitrides of iron in the borders of the samples