O presente estudo mostra uma relação entre o comportamento das espécies ativas do plasma com as propriedades superficiais do titânio. Para tanto, espécies ativas como N2+ (391,4 nm) e O (844,6 nm) foram analisadas por espectroscopia de emissão óptica (OES) em plasma produzido por uma mistura de gases N2 - Ar - O2. O fluxo de nitrogênio e argônio foram fixados em 1 e 4 sccm (centímetro cúbico padrão), respectivamente e o fluxo de oxigênio foi variado entre 2 e 4 sccm. Este processo apresentou uma não linearidade da intensidade da espécie N2+(391,4 nm) com o aumento do fluxo de O2, onde no fluxo de 3 sccm apresentou maior intensidade comparado com os demais fluxos utilizados. Foi observado que as espécies ativas influenciam na modificação das propriedades após o tratamento a plasma. As espécies N2+ (391,4 nm) mostraram ser mais efetivas na formação de fases de nitreto. Os parâmetros de rugosidade foram mais altos quando as espécies N2+ (391,4 nm) apresentavam maior intensidade. A dureza foi maior para o fluxo onde houve maior intensidade da espécie N2+ (391,4 nm). Medidas de tensão superficial também apresentaram maiores valores para o fluxo onde as espécies N2+ (391,4 nm) estavam em maior evidência. Enquanto, a espécie N2+ (391,4 nm) influenciou na componente dispersiva, a espécie O (844,6 nm) teve influência na componente polar.

The present study correlates plasma active species with titanium surface properties. This was achieved by performing optical emission spectroscopy (OES) analysis of N2+ (391.4 nm) and O (844.6 nm) within a N2-Ar-O2 plasma. The fluxes of gases were established to be 1 and 4 sccm (standard cubic centimeter) for nitrogen and argon, while that of oxygen was varied between 2 and 4 sccm. A non-linearity of the intensity of N2+ (391.4 nm) species with the increase on O2 flux was observed with an intensity peak at 3 sccm. It was also concluded that the active species influence the modification of properties after the plasma treatment. The N2+ (391.4 nm) species were more effective to form nitrides and the surface roughness was bigger when those species presented higher intensity. Surface hardness and surface stress were also higher whenever using higher intensity fluxes of N2+ (391.4 nm). Furthermore, while the N2+ (391.4 nm) specie influenced the dispersive component, the O (844.6 nm) specie influenced the polar component.

Amostras cilíndricas de aço inoxidável martensítico AISI 420 foram nitretadas ionicamente usando blindagens elétricas. Elas foram nitretadas nas temperaturas de 623, 673 e 773 K, durante 5 horas. Nessa técnica as amostras são colocadas num potencial flutuante, dentro de uma gaiola que blinda o potencial catódico. Um estudo sistemático foi realizado para avaliar a eficiência desta técnica sobre a eliminação do efeito de borda, quando comparado com a nitretação iônica convencional. As amostras nitretadas por essa nova técnica apresentaram taxa de nitretação, fases cristalinas e durezas, semelhantes àquelas nitretadas convencionalmente. Porém, foi possível eliminar completamente os anéis de erosão, comumente existentes nas amostras tratadas convencionalmente, os quais surgem devido a efeitos de bordas.

AISI 420 stainless steel samples have been nitrided by cathodic cage technique with addition of methane to reduce chromium nitride precipitation, increase hardness and wear resistance without presence of characteristic defects inherent to the ionic nitriding. Microhardness profile and X-ray analysis confirm formation of layer with high hardness constituted for two regions: one internal region composed for carbon and another composed for nitrogen.

Amostras do aço inoxidável austenítico AISI 316 foram nitretadas em gaiola catódica nas mesmas condições de tratamento, pressão de 250 Pa, temperatura de 723 K mistura nitretante de 80%N2/H2 e variando apenas a duração do processo de 1 a 5 horas com o objetivo de observar o crescimento da camada nitretada. Houve formação de camada para todos os tempos de nitretação. A formação de camada para todas as durações de tratamento é confirmada através da microscopia óptica e também pela análise de microdureza. Os difratogramas de raios-X apresentaram fases semelhantes. Comprovando que é possível obter camada nitretada na técnica de nitretação em gaiola catódica mesmo para pequena duração de tratamento.

AISI 316 austenitic stainless steel samples have been nitrided by cathodic cage technique in same treatment conditions: pressure 250 Pa, temperature 500 ºC and nitriding mixtures 80%N2/H2. The variance is limited just to process duration, from 1 to 5 hours. In this work the objective is to observe the increase of nitrided layer. It has been seen that there was layer formation to all times of nitriding. They are confirmed through optical microscopy and microhardness analysis. The X-ray difratogram presents similar phases proving that is possible obtain nitrided layer using cathodic cage technique even to short during treatment.