BRPI0702568B1 - processo para endurecer aço inoxidável e fusão de sal para a execução do processo - Google Patents

Abstract

processo para endurecer aço inoxidável e fusão de sal para a execução do processo. a presente invenção refere-se a um processo para endurecer peças de aço inoxidável através da difusão dos elementos carbono e/ou nitrogênio nas superfícies das peças. as peças são imersas em uma fusão de sal e expostas a temperaturas abaixo de 450<198>c por um espaço de tempo de 15 minutos até 240<198>c. a fusão de sal, além de cloreto de potássio e cloreto de lítio, contém uma substância ativadora formada de cloreto de bário, estrôncio, magnésio e/ou cálcio bem como uma substância distribuidora de carbono de um cianeto livre ou complexo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA ENDURECER AÇO INOXIDÁVEL E FUSÃO DE SAL PARA A EXECUÇÃO DO PROCESSO". A presente invenção refere-se a um processo para endurecer aço inoxidável e uma fusão de sal para a execução do processo.

Com base em sua excelente resistência à corrosão, o aço inoxidável é usado na engenharia de aparelhos químicos, na tecnologia de alimentos, na indústria petroquímica, na área offshore, na construção de navios e aviões, na arquitetura, na construção de casas e na construção de aparelhos e em muitas outras áreas industriais.

Fala-se de aço inoxidável resistente à corrosão, quando o material de ferro é ligado com pelo menos 13% em peso, de cromo. Na maioria dos casos, ainda está adicionalmente contido níquel, titânio e molibdênio na liga de ferro, tal como é citado, por exemplo, em Stahl Merkblatt 821 Edels-tahl Rostfrei - Eingenschaften Informationsstelle Edelstahl, PF 102205, 40013, Düsseldorf www.edelstahl-rostfrei.de e em P. Gümpel e outros, Rost-freie Stáhle, Expert Verlag, volume 349, Renningen Malmsheim 1998. Aços inoxidáveis austeníticos típicos estão nas ligas dos aços 1.4301 ou 1.4571 com as seguintes composições: 1.4301: C0,05 Si 0,5 Mn1,4 Cr 18,5 Ni 9,5% em peso 1.4571 :C 0,03 Si 0,5 Mn 1,7 Cr 17,0 Ni 11,2 Mo 2,2 Ti 0,1% em peso.

Se a taxa de cromo importa em menos do que 13% em peso, então o aço geralmente não é suficientemente resistente à corrosão para ser válido como aço inoxidável. Desse modo, a taxa de cromo metálico no aço é um importante critério para a resistência à corrosão, tal como mencionado em P. Gümpel e outros Rostfreie Stãhle, Expert Verlag, volume 349, Renin-gen Malmsheim 1998.

Uma grande desvantagem da maioria dos aços inoxidáveis usuais, tais como 1.4301, 1.4441, 1.4541 ou 1.4574 consiste em que esses aços são bastante macios e desse modo, são sensíveis contra riscos da superfície devido a partículas duras, como poeira ou areia. A maioria dos aços ino- xidáveis - com exceção dos aços inoxidáveis martensíticos muito especiais - não são endurecíveis por métodos físicos, tais como calcinação e têmpera. A baixa dureza superficial freqüentemente estorva o uso do aço inoxidável. Uma outra desvantagem da maioria dos aços inoxidáveis é sua forte tendência à corrosão, isto é, à solda da superfície de duas áreas deslizantes opostas em virtude da adèsão.

Através de tratamento termoquímico - por exemplo, por nitração ou nitrocarburação no gás (com atmosfera de amoníaco), no plasma (com nitrogênio/argônio) ou na fusão de sal (cianatos fundidos), a superfície de aço inoxidável pode ser enriquecida com nitrogênio, sendo que se formam nitretos de ferro e cromo. As camadas formadas nesse caso, desenvolvem-se a partir do material, portanto - diferentemente do que nas camadas gal-vânicas ou físicas - não podem ser aplicadas por fora e por isso, são extremamente resistentes. Dependendo da duração do tratamento, formam-se camadas duras de 5 até 50 pm de espessura. A dureza dessas camadas nitradas ou nitrocarburadas sobre aço inoxidável, devido a alta dureza dos nitretos de ferro e cromo formados com isso, alcança valores acima de 1000 unidades na escala de dureza segundo Vickers. O problema na aplicação prática dessas camadas nitradas ou nitrocarburadas sobre aço inoxidável consiste em que essas camadas, na verdade, são duras, no entanto, perdem sua resistência à corrosão. A causa disso é a temperatura de tratamento relativamente elevada, que na nitração ou nitrocarburação se encontra na faixa em torno de 580°C. Nessa temperatura, os elementos nitrogênio e carbono difundidos formam com o cromo nitretos de cromo estáveis (CrN) ou carbeto de cromo (Cr7C3) na área da superfície do componente. Dessa maneira, o cromo livre da matriz do aço inoxidável essencial para a resistência contra corrosão é removido até uma profundidade de aproximadamente 50 pm sob a superfície e convertido em ni-treto de cromo ou carbeto de cromo. A superfície do componente, em virtude da formação de nitreto de ferro e cromo, torna-se na verdade, dura, mas sensível à corrosão. No uso tais camadas são rapidamente desgastadas ou gastas por causa da corrosão.

Para evitar esse problema, existem os seguintes métodos de operação.

Sabe-se, que a dureza superficial sobre aço inoxidável pode ser aperfeiçoada através de revestimentos galvânicos, por exemplo, através de niquelagem ou revestimentos físicos, por exemplo, por meio de revestimento PVD (Physical Vapor Deposition). Neste caso, no entanto, é aplicado um material de estranho sobre a superfície do aço. A superfície que está em contato com o meio desgastado ou corrosivo, não é mais a própria superfície de aço. Ocorrem problemas de aderência e de resistência à corrosão. Consequentemente, esses processos não são muito divulgados para o aperfeiçoamento da dureza e do comportamento de desgaste de aço inoxidável.

Uma camada dura e simultaneamente resistente à corrosão pode ser produzida termoquimicamente pela assim chamada Kolsterisieren® sobre aço inoxidável. Este processo, por exemplo, é citado em Kolsterisieren® - endurecimento superficial resistente à corrosão de aço inoxidável austenítico - informativo da Bodycote Hardiff bv, Parimariboweg 45, NL-7333 Apeldoom, info@hardiff.de. bem como M. Wàgner, Aumento da resistência ao desgaste de aços austeníticos inoxidáveis, STAHL n° 2 (2004) 40-43. As condições do processo não são descritas nem na literatura de patente, nem na literatura científica geralmente acessíveis. Os componentes tratados desse modo apresentam uma camada dura, resistente ao desgaste entre 10 e 20 pm de espessura, a resistência à corrosão do material básico permanece. Componentes colsterizados® não podem ser aquecidos acima de 400°C, pois senão eles perdem sua resistência à corrosão.

Por meio da nitração de plasma, que foi descrita, por exemplo, em H.-J. Spies e outros Mat.-Wiss. u. Werkstofftechnik 30 (1999) 457-464, Y. Sun, T. Bell e outros The Response of Austenitic Stainless to Low Temp. Plasma Nitriding Heat Treatment of Metals n° 1 (1999) 9-16, ou por meio de carburação a baixa pressão, a qual é descrita, por exemplo, em D. Günther, F. Hoffmann, M. Jung, P. Mayr Oberflàchenhártung von austenitischen Stáhlen unter Beibehaltung der Korrosionsbestãndigkeit Hãrterei-Techn. Mitt. 56 (2001) 74-83, com baixas temperaturas pode ser produzida uma solução supersaturada de nitrogênio e/ou carbono na superfície de componentes de aço inoxidável, que apresenta as características desejadas, isto é, maior resistência à dureza com resistência inalterada à corrosão.

No entanto, os dois processos exigem um alto gasto industrial e altos custos de investimento e energia, para operar as instalações, é necessário um pessoal párticularmente instruído, na maioria das vezes mesmo graduado.

Da DE 35 01 409 A1 é conhecido um processo para cementar aço inoxidável. Nesse processo, a peça a ser endurecida é inicialmente ativada superficialmente mediante tratamento com um ácido e depois, tratada em um leito aquecido, que contém nitrogênio ativo e preferentemente também carbono ativo, que estão em condição de difundir a peça.

Na DE 695 10 719 T2 é descrito um processo para carburar metal austenítico. De acordo com esse processo, o metal é mantido em uma atmosfera gasosa contendo flúor ou fluoreto sob aquecimento antes da car-buração. A carburação do metal é efetuada, então, a uma temperatura de no máximo 680°C. O objeto da invenção baseia-se em pôr à disposição um processo racional de baixo custo, por meio deste possibilita-se um endurecimento de aço inoxidável, no qual a resistência à corrosão do aço inoxidável é mantida de modo mais amplo possível.

Para a solução desse objeto são previstas as características das reivindicações 1 e 12. Formas de realização favoráveis e aperfeiçoamentos convenientes da invenção, são descritos nas sub-reivindicações.

Por meio do processo de acordo com a invenção, é efetuado um endurecimento de peças formadas de aço inoxidável através da difusão dos elementos carbono e/ou nitrogênio nas superfícies da peça, em que as peças são imersas em uma fusão de sal e expostos à mesma a temperaturas abaixo de 450°C por um espaço de tempo de 15 minutos até 240 horas.

Nesse caso, a fusão de sal de acordo com a invenção, abrange os seguintes componentes: 30 - 60% em peso, de cloreto de potássio (KC1) 20 - 40% em peso, de cloreto de lítio (LiCI) 15 - 30% em peso, de uma substância ativa, formada de cloreto de bário (BaCI2) e/ou cloreto de estrôncio (SrCI2) e/ou cloreto de magnésio (MgCI2) e/ou cloreto de cálcio (CaCI2) 0,2 - 25% em peso, de uma substância distribuidora de carbono de um cianeto livre e/ou de um cianeto complexo. A presente invenção evita um alto gasto industrial e energético e serve-se de um método de operação simples, também facilmente executável por pessoal menos qualificado.

Além disso, por meio da invenção, a tendência do aço inoxidável à corrosão, isto é, à solda fria e com isso, também ao desgaste adesivo, é sem reduzida. A dureza da superfície do aço inoxidável é aumentada de 200 - 300 Vickers para valores de até 1000 Vickers, pelo que se forma uma alta resistência ao risco.

Através do uso da fusão de sal de acordo com a invenção, possibilita-se um endurecimento de aço inoxidável mantendo sua resistência à corrosão.

Nesse caso, o processo de acordo com a invenção baseia-se no seguinte princípio: O aço inoxidável apresenta-se tipicamente na forma de um aço austenítico, isto é, a matriz de ferro tem a estrutura da austenita, uma grade cúbica de faces centradas. Nessa grade os elementos não metálicos, tais como nitrogênio e carbono podem ser retidos em solução sólida. Caso se consiga introduzir carbono ou nitrogênio ou os dois elementos na superfície de um aço inoxidável e mantê-lo ali em solução sólida saturada ou mesmo supersaturada, então ocorrem dois efeitos: (a) quando o carbono difunde abaixo da temperatura de formação do carbeto de cromo (420 - 440°C) e o nitrogênio abaixo da temperatura de formação do nitreto de cromo (350 - 370°C), não se formam carbetos ou nitretos do cromo. Consequentemente, não é retirado nenhum cromo da matriz da liga na faixa da camada de difusão e a resistência do aço inoxidável à corrosão é mantida. (b) Os elementos difundidos dilatam a grade austenítica e levam a uma forte tensão de compressão na faixa da zona de difusão. Isso leva novamente a um considerável aumento da dureza. Na literatura científica fala-se de austenita expandida ou de uma chamada fase S, que pode assumir uma dureza de até 1000 na escala Vickers. O termo da fase S é esclarecido, por exemplo, em Y. Sun, T. Bell e outros, The Response of Austenitic Stainless Steel to Low Temp. Plasma Nitriding Heat Treatment of Metals n° 1 (1999)9-16.

Na presente invenção, esses procedimentos são utilizados com o emprego da fusão de sal de acordo com a invenção, como meio reativo e como transmissor de calor. A fusão de sal de acordo com a invenção, contém componentes, a partir dos quais pode ser libertado o carbono e/ou nitrogênio capaz de difusão e substâncias ativadoras apropriadas, que provocam a libertação de nitrogênio e/ou carbono capaz de difusão a baixas temperaturas. Nesse caso, é essencial, que as temperaturas de tratamento na fusão de sal se encontrem abaixo de 450°C e de modo particularmente favorável sejam abaixadas para valores abaixo da temperatura de formação de carbeto de cromo (420 - 440°C) ou nitreto de cromo (350 - 370°C) para evitar completamente ou o mais amplamente possível a formação de nitretos e carbetos na matriz de aço. A concentração das substâncias distribuidoras de carbono ou nitrogênio na forma de cianetos complexos ou livres é muito alta na fusão de sal de acordo com a invenção, comparada com a concentração de substâncias correspondentes (amoníaco, metano, óxido de carbono) em atmosferas gasosas ou em um plasma. Os períodos de tratamento relativamente longas necessárias para o processo de acordo com a invenção, baseiam-se no fato, de que a velocidade de difusão de C e N é uma função da temperatura e cai significativamente a temperaturas abaixo de 450°C. Nas baixas temperaturas necessárias para evitar a formação de carbeto de cromo e nitreto de cromo, precisam ser aplicados tempos de difusão longos de 12 até 60 horas. Aços inoxidáveis austeníticos ou os chamados aços duplex (aços ferríticos- austeníticos) são muito insensíveis a tão longos períodos de tratamento térmico e modificam suas outras características mecânicas ou a estrutura tão bem quanto não. A fusão de sal consiste em uma mistura de sal de cloreto de potássio, cloreto de bário e cloreto de lítio. Alternativamente, pode ser usada uma fusão de cloreto de estrôncio, cloreto de potássio e cloreto de lítio. Alternativamente ou adicionalmente, ao invés de cloreto de bário ou cloreto de estrôncio, também pode ser utilizado cloreto de magnésio e/ou cloreto de cálcio. Os pontos de fusão das misturas eutéticas desses sais encontram-se em 320°C até 350°C. O-hexacianoferrato de potássio (II) amarelo, isto é, K4Fe(CN)6 é acrescentado a esses sais como substância distribuidora de carbono em uma quantidade de 0,2 até 25% em peso, especialmente de 1 até 25% em peso. O sal deveria ser secado antes da adição por pelo menos 12-24 horas a 120-140°C e libertado da água de cristalização, pois ele contém 3 mol-equivalentes de água de cristalização na forma de fornecimento. Alternativamente, o hexacianoferrato de potássio (III) vermelho, isto é, o K3Fe(CN)6, que não contém nenhuma água de cristalização, pode ser acrescentado à fusão. Preferentemente, a quantidade do cianeto complexo acrescentado encontra-se na faixa de 2 até 10% em peso.

Alternativamente ou adicionalmente, aos cianetos de ferro complexos mencionados, também podem ser usados outros cianetos de metal complexos como substâncias distribuidoras de carbono. Exemplos para esse fim são compostos de tetracianoníquel ou tetracianozinco, tal como Na2Ni(CN)4 ou Na2Zn(CN)4.

Ao invés dos cianetos de ferro ou cianetos de metal complexos não tóxicos, o cianeto de sódio e/ou cianeto de potássio também podem ser acrescentados em forma livre, em uma quantidade de 0,1 até 25% em peso, preferentemente entre 3 e 10% em peso. Os resultados são semelhantes ao do emprego de cianetos complexos, também podem ser usadas misturas de cianetos complexos e livres. A vantagem das fusões de sal com cianetos complexos reside em que não se lida com substâncias tóxicas, pois o hexacianoferrato por si é atóxico. A vantagem dos cianetos livres é o baixo preço, quando há uma instalação de desintoxicação de águas residuais para cianetos, este método de operação oferece vantagens. A seguir, com base em uma fusão de sal com cianetos de ferro como substâncias distribuidoras de carbono, esclarece-se exemplarmente o decurso de uma difusão de carbono e nitrogênio da fusão de sal para o aço inoxidável e a função assumida neste caso, pelas substâncias ativadoras. A temperatura de funcionamento da fusão de sal neste exemplo é ajustadas para 350 até 420°C. Nessa temperatura, os cianetos de ferro complexos decompõem-se de acordo com as seguintes relações: No entanto, a decomposição é muito lenta. O carbono formado na decomposição difunde para o aço inoxidável austenítico, a ser endurecido e permanece ali a temperaturas abaixo de 420°C em solução sólida, saturada ou supersaturada. A austenita tem um alto poder de dissolução para carbono, um menor para nitrogênio.

Uma parte do nitrogênio que se forma também difunde para a superfície de aço inoxidável. Se a temperatura de tratamento é inferior a 350 - 370°C, então também o nitrogênio - tal como o carbono - permanece em solução sólida, se a temperatura se encontra entre 370°C e 420°C, então o nitrogênio forma com o elemento de liga cromo o nitreto de cromo e com isso, pode reduzir potencialmente a resistência do aço inoxidável à corrosão na superfície. No entanto, também nesta faixa de temperatura evita-se ainda uma formação de carbeto de cromo, de modo que da matiz de liga do aço inoxidável, apesar da formação de nitreto de cromo ocorrida nessa faixa de temperatura, ainda é retirado pouco cromo, de modo que a redução da resistência do aço inoxidável à corrosão ainda pode ser aceitável. Para aperfeiçoar ainda mais a resistência à corrosão nessa faixa de temperatura, deve-se evitar a difusão de nitrogênio e levar apenas carbono em solução sólida para a superfície da peça, sendo que, então, podem ser utilizadas temperaturas de até 440°C. A temperaturas abaixo de 370°C, ao contrário, o nitrogê- nio e carbono podem difundir juntos em solução sólida, sem que se forme nitreto de cromo ou carbeto de cromo.

Além disso, na fusão de sal são possíveis as seguintes reações: lons cianeto, que sâo formados da decomposição do sal de metal complexo, são oxidados por meio de oxigênio atmosférico, que é onipresente na fusão, para íons cianato. Esses podem decompor-se com formação de monóxido de carbono e nitrogênio. Na maioria das vezes, os íons cianato são a fonte do nitrogênio capaz de difusão. Mas os íons cianeto também podem ser ulteriormente oxidados para íons carbonato, formando-se monóxido de carbono. O monóxido de carbono pode reagir posteriormente sob distribuição de carbono capaz de difusão, para formar dióxido de carbono.

Além disso, o cianeto pode reagir com íons de bário da substância ativadora contida como cloreto de bário na massa de sal para formar cianeto de bário Ba(CN)2, que se transforma em cianamida de bário BaNCN. Com isso, é liberado carbono, que pode difundir para a peça. A cianamida de bário reage posteriormente com oxigênio atmosférico para carbonato de bário e nitrogênio, que é liberado. Reações semelhantes são esperadas com estrôncio, cálcio e magnésio, caso se utilize cloreto de estrôncio, cloreto de cálcio, respectivamente, cloreto de magnésio como substância ativadora. Desse modo, os metais alcalino-terrosos na forma de seus halogenetos formam no processo de acordo com a invenção, substâncias ativadoras, que causam a liberação de nitrogênio e carbono capaz de difusão na faixa de temperatura do processo de acordo com a invenção. Sem a participação de pelo menos um elemento de metal alcalino-terroso da série magnésio, cálcio, estrôncio e bário, a difusão do carbono necessário para a superfície do aço inoxidável torna-se impossível. O elemento lítio, que age de maneira semelhante aos dos metais alcalino-terrosos também como ativador oara a difusão de carbono, tem um papel similar: Os metais alcalinos Na, K, Rb e Cs restantes não mostram esse efeito.

As reações citadas esclarecem o mecanismo da transferência de carbono e nitrogênio para as peças tratadas de aço inoxidável para fusões de sais eutécticas de cloretos de metais alcalino-terrosos e sais de lítio. Elas também esclarecem o aparecimento de pequenas quantidades de íons cia-nato e íons carbonato após um certo período de funcionamento das fusões com base nos processos de oxidação.

Um controle analítico das fusões de sal de acordo com a invenção, pode ser efetuado tal como segue: a modificação da concentração dos componentes eficazes (cianetos complexos ou cianeto livre) pode ser fiscalizada através de titulação potenciométrica. No caso do K4Fe(CN)6, pode ser titulado com solução de sulfato de Cer(IV). Cianeto livre pode ser determinado muito bem com sulfato de níquel(ll). Cianeto ou cianeto complexo gasto é complementado correspondentemente.

Para expulsar ar e para evitar a oxidação do cianeto livre e/ou complexo na fusão de sal de acordo com a invenção, pode introduzir-se um gás inerte na mesma, tal como por exemplo, argônio, nitrogênio ou dióxido de carbono. De modo particularmente favorável, para a expulsão do ar e para evitar a oxidação do cianeto livre e complexo, a fusão de sal pode ser a-cionada em uma retorna fechada com o emprego de nitrogênio, argônio ou dióxido de carbono como gás protetor. A seguir, a invenção é esclarecida com base em exemplos e a-presentações. Nesse caso, mostram: figura 1: representação de uma secção transversal de uma a-mostra de aço inoxidável 1.4571 endurecida com uma fusão de sal de acor- do com a invenção; figura 2: análise de perfil profundo do elemento para um aço inoxidável 1.4541 endurecido com uma fusão de sal de acordo com a invenção; figura 3: decurso de endurecimento em função da profundidade de penetração na faixa superficial de um aço inoxidável 1.4541 tratado com uma fusão de sal de acordo com a invenção.

Exemplo 1: Em uma tigela de aço resistente ao calor, por exemplo, do material 1.4828, são pesados 42 kg de cloreto de potássio seco, 34 kg de cloreto de lítio seco e 20 kg de cloreto de bário siccum e misturados soltos. Todos os sais têm que apresentar uma umidade residual menor do que 0,3% em peso. A mistura é aquecida a 400°C e fornece uma fusão límpida. Nesta in-troduzem-se lentamente 4 kg de hexacianoferrato de potássio (II), que tinha sido previamente secado por 12 horas a 140°C em um forno de muflas. Na introdução do hexacianoferrato de potássio (II) separa-se uma quantidade muito pequena de carbono na parede da tigela e na superfície da fusão. Esse carbono é retirado com uma colher de peneiração. Depois disso, apresenta-se uma fusão límpida, que é levada para uma temperatura de funcionamento de 400°C. Nessa fusão são imersos 10 kg de peças de aço inoxidável 1.4571 (peça X6CrNiMoTi17-12,2), fixadas a arames de aço e expostas à ação da fusão durante um espaço de tempo de 48 horas. O resultado desse tratamento é uma camada de difusão com 20-22 pm de espessura na superfície dos componentes e amostras tratados, a qual pode ser visualizada metalograficamente através de uma nave transversal e causticação com o agente corrosivo V2A-Beize. O agente corrosivo V2A é uma mistura de 100 ml de água e 100 ml de ácido clorídrico concentrado (HCI, 30%) e 0,3% de "reagente Vogeis". O reagente Vogeis é uma mistura de 60% de 2-metóxi-2-propanol (H3C-0-CH20h-CH3), 5% de tiou-réia (H2N-CS-NH2), 5% de nonil-fenol-etoxilato e restante etanol. A secção transversal está representada fotograficamente na figura 1 com um aumento de 500 vezes. A dureza superficial dessa camada é determinada em 642 -715 HV (0,5), respectivamente, 1100 - 1210 HV (0,025). A distribuição do elemento dentro da camada pode ser determinada com a espectroscopia de descarga luminosa (GDOES) e representada, por exemplo, na figura 2. Na figura 2 está representada a profundidade de penetração dos elementos N, C, Fe, Cr2, Ni, Mo na superfície da peça endurecida com a fusão de sal, isto é, as concentrações de massa desses elementos em porcentos são aplicadas em pm em função da profundidade na peça. Os decursos das curvas de Fe O, Cr2 e Ni representados na figura 2 referem-se em cada caso às concentrações de massa de 100%, enquanto os decursos das curvas de C, Mo referem-se às concentrações de massa de 10% e o decurso da curva de N, a uma concentração de massa de 25%. Tal como é evidente da figura 2, a profundidade de difusão alcançada para carbono importa aproximadamente 25 - 27 pm, a profundidade de difusão para nitrogênio é um pouco menor. As quantidades de nitrogênio e carbono determinadas na borda da peça não se apresentam como nitretos ou carbetos, mas sim, na maior parte, na forma de nitrogênio e carbono em solução sólida, supersaturada. A figura 3 mostra para essa peça o decurso de endurecimento em função da profundidade (em pm). O decurso de endurecimento foi medido com o método Vickers com uma carga de teste de 0,010 kp (10 gramas). Tal como é evidente da comparação das figuras 2 e 3, na zona superficial da peça, na qual o nitrogênio e carbono foram difundidos por meio da fusão de sal, a dureza da peça é significativamente aumentada.

Exemplo 2: Em uma tigela de aço inoxidável resistente ao calor, são pesados 43 kg de cloreto de potássio seco, 30 kg de cloreto de lítio seco, 17 kg de cloreto de estrôncio siccum e 3 kg de cloreto de bário siccum e misturados soltos. Todos os sais precisam apresentar uma umidade residual menor do que 0,3% em peso. A mistura é aquecida a 400°C e fornece uma fusão límpida. Nesta introduzem-se lentamente 7 kg de hexacianoferrato de potássio (II), o qual tinha sido previamente secado em um forno de muflas por 12 horas a 140°C. Depois, apresenta-se uma fusão límpida, que é reduzida para temperatura de funcionamento de 370°C. Nessa fusão são imersos 10 kg de peças do aço inoxidável 1.4301, fixadas a arames de aço e expostas à ação da fusão por um espaço de tempo de 24 - 48 horas. O resultado desse tratamento, dependendo da duração do tratamento, é uma camada de difusão de 10-25 pm de espessura sobre a superfície dos componentes e amostras tratados, que pode ser visualizada metalograficamente através de uma nave transversal e causticação com o agente corrosivo V2A-Beize.

Exemplo 3: Em uma tigela de aço resistente ao calor, são pesados 37 kg de cloreto de potássio seco, 26 kg de cloreto de lítio seco e 17 kg de cloreto de estrôncio siccum e misturados soltos. Todos os sais precisam ter uma umidade residual menor do que 0,3% em peso. A mistura é aquecida a 400°C e fornece uma fusão límpida. Nesta, introduzem-se lentamente 10 kg de KCN e 10 kg de NaCN. A fusão formada é levada para uma temperatura de funcionamento de 400 - 410°C. Nessa fusão são imersos 10 kg de peças do aço inoxidável 1.4301, fixadas a arames de aço e expostas à ação da fusão durante um espaço de tempo de 24 horas. O resultado desse tratamento é uma camada de difusão com cerca de 10 pm de espessura sobre a superfície dos componentes e amostras tratados, que pode ser visualizada metalograficamente através de uma nave transversal e causticação com o agente corrosivo V2A-Beize. A dureza dessa camada é determinada em 620 HV (0,5).

Exemplo 4: Em uma tigela de aço resistente ao calor são pesados 42 kg de cloreto de potássio seco, 34 kg de cloreto de lítio seco, 10 kg de cloreto de bário siccum e 10 kg de cloreto de estrôncio siccum e misturados soltos. Todos os sais precisam ter uma umidade residual menor do que 0,3% em peso. A mistura é aquecida a 400°C e fornece uma fusão límpida. Nesta, introduzem-se lentamente 4 kg de K3Fe(CN)6. Forma-se uma fusão límpida, que é levada para uma temperatura de funcionamento de 400 - 410°C. Nessa fusão são imersos 10 kg de peças do aço inoxidável 1.4301 e 1.4541, fixadas a arames de aço e expostas à ação da fusão durante um espaço de tempo de 24 horas.

Exemplo 5: Em uma tigela de aço resistente ao calor são pesados 42 kg de cloreto de potássio seco, 34 kg de cloreto de lítio seco, 10 kg de cloreto de bário siccum e 2 kg de cloreto de estrôncio siccum e misturados soltos. Todos os sais precisam ter uma umidade residual menor do que 0,3% em peso. A mistura é aquecida a 400°C e fornece uma fusão límpida. Nesta, intro-duzem-se lentamente 4 kg de K3Fe(CN)6, bem como 4 kg de KCN e 4 kg de NaCN. Forma-se uma fusão límpida, que é levada para uma temperatura de funcionamento de 400 - 410°C. Nessa fusão são imersos 10 kg de peças do aço inoxidável 1.4301 e 1.4541, fixadas a arames de aço e expostas à ação da fusão durante um espaço de tempo de 24 horas.

Claims (17)

1. Fusão de sal para endurecer superfícies de aço inoxidável, caracterizada pelo fato de que compreende os seguintes componentes: 30 a 60% em peso, de cloreto de potássio (KCI); 20 a 40% em peso, de cloreto de lítio (LiCI); 15 a 30% em peso, de uma substância ativadora, formada de cloreto de bário (BaCI2) e/ou cloreto de estrôncio (SrCI2) e/ou cloreto de magnésio (MgCI2) e/ou cloreto de cálcio (CaCI2); e 0,2 a 25% em peso, de uma substância distribuidora de carbono formada de um cianeto livre e/ou de um cianeto complexo.

2. Fusão de sal de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que contém como substância ativadora adicionalmente ao cloreto de bário e/ou cloreto de estrôncio, também cloreto de magnésio e/ou cloreto de cálcio em uma quantidade de 0,1 até 10% em peso.

3. Fusão de sal de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que contém como substância distribuidora de carbono, hexacianoferrato de potássio (II) e/ou hexacianoferrato de potássio (III).

4. Fusão de sal de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que contém os seguintes componentes: 42% em peso, de KCI; 34% em peso, de LiCI; 20% em peso, de BaCI2 como substância ativadora; e 4% em peso, de hexacianoferrato de potássio (II) como substância distribuidora de carbono.

5. Fusão de sal de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que contém os seguintes componentes: 40% em peso, de KCI; 33% em peso, de LiCI; 2% em peso, de BaCI2 e 20% em peso, de SrCI2 como substâncias ativadoras; e 5% em peso, de hexacianoferrato de potássio (II) como substância distribuidora de carbono.

6. Fusão de sal de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que contém como substância distribuidora de carbono, um composto tetracianoníquel ou um composto tetracianozinco.

7. Fusão de sal de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que contém como substância distribuidora de carbono, Na2Ni(CN)4 ou Na2Zn(CN)4.

8. Fusão de sal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que contém como substância distribuidora de carbono, cianeto livre dos metais alcalinos Li, Na e/ou K em uma quantidade de 0,1 até 25% em peso.

9. Fusão de sal de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que contém os seguintes componentes: 44% em peso, de KCI; 30% em peso, de LiCI; 5% em peso, de BaCI2 e 15% de SrCI2 como substâncias ativado ras; e 3% em peso, de hexacianoferrato de potássio (II), 2% em peso, de NaCN e 1 % em peso, de KCN como substâncias distribuidoras de carbono.

10. Fusão de sal de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que contém os seguintes componentes: 37% em peso, de KCI; 26% em peso, de LiCI; 17% em peso, de SrCI2 como substância ativadora; e 10% em peso, de NaCN e 10% em peso, de KCN como substâncias distribuidoras de carbono.

11. Fusão de sal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que contém como componentes adicionais íons de cianato (NCO‘) em uma quantidade de 0,1% em peso, até 10% em peso e íons carbonato (C03)2' em uma concentração de 0,1 até 10% em peso.

12. Processo para endurecer peças formadas de aço inoxidável, caracterizado pelo fato de que é através de difusão dos elementos carbono e/ou nitrogênio nas superfícies das peças, em que as peças são imersas em uma fusão de sal como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, e essas são expostas a temperaturas abaixo de 450°C durante um espaço de tempo de 15 minutos a 240 horas.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as peças da fusão de sal são expostas a uma temperatura na faixa de 350°C a 410°C.

14. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que as peças são expostas por um período de tempo de 48 horas a uma fusão de sal com a seguinte composição: 42% em peso, de KCI; 34% em peso, de LiCI; 20% em peso, de BaCI2; e 4% em peso, de hexacianoferrato de potássio (II).

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que para expulsar o ar e para impedir a oxidação do cianeto livre e complexo, um gás inerte é conduzido através da fusão de sal.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que é utilizado argônio, nitrogênio ou dióxido de carbono como gás inerte.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado pelo fato de que para expulsar ar e para impedir a oxidação do cianeto livre e complexo, a fusão de sal é acionada em uma retorta fechada com o emprego de nitrogênio, argônio ou dióxido de carbono como gás protetor.