Dentre os diversos danos a que estão sujeitas as ferramentas para trabalho a quente, a fadiga térmica figura como um dos mecanismos de falhas mais comuns para a iniciação de trincas. Para melhorar as propriedades dessas ferramentas, diversos tipos de materiais combinados a diferentes parâmetros de tratamentos térmicos e de superfície têm sido investigados por meio de ensaios de fadiga térmica. Diversos trabalhos têm reportado os danos causados pela fadiga térmica, geralmente comparando o desempenho de diferentes classes de materiais. No entanto, poucos são os estudos que avaliam, sob mesmas condições de ensaios, o comportamento da fadiga térmica em diferentes condições de superfície para um mesmo substrato (AISI H11 modificado). A falta de padronização dos ensaios, incluindo o equipamento de fadiga térmica utilizado, tem dificultado a comparação entre resultados, uma vez que estes devem ser cuidadosamente comparados de acordo com as condições específicas de teste. Neste contexto, visando melhor entender a influência de diversos tipos de tratamentos térmicos e superficiais na resistência à fadiga térmica, este trabalho objetivou desenvolver e construir um equipamento para realização de ensaios de fadiga térmica para avaliar e comparar, em laboratório, essa resistência em corpos de prova submetidos às diversas combinações de tratamentos térmicos e de superfície. Para as mesmas condições também foram realizados, complementarmente, ensaios de desgaste a quente. O equipamento desenvolvido para a simulação da fadiga térmica se mostrou adequado para produzir trincas térmicas superficiais que pudessem ser observadas visualmente. Os resultados dos ensaios indicaram uma maior eficiência das superfícies nitretadas e revestidas pelo processo PVD, com destaque para o revestimento de CrN, que apresentou o maior equilíbrio dentre todos parâmetros investigados.

Among the several damages that are subject to hot work tools, thermal fatigue figure as one of the most common failure mechanisms for the initiation of cracks. To improve the properties of these tool steels, different types of materials combined with different parameters of thermal and surface treatments have been investigated through thermal fatigue tests. Several studies have reported the damage caused by thermal fatigue, usually by comparing the performance of different classes of material. However, few studies assess, under the same conditions, the thermal fatigue behavior under different conditions of surface to the same substrate (AISI H11 modified). The lack of standardization of the tests, including the equipment of thermal fatigue, has hampered comparison between results, since these must be carefully matched according to specific conditions. In this context, in order to better understand the influence of various types of heat treatments and surface on thermal fatigue resistance, this work aimed to develop and build equipment for testing of thermal fatigue evaluate and compare, in the laboratory, this resistance in specimens subjected to different combinations of thermal and surface treatments. For the same conditions were also carried out, in addition, hot wear tests. The equipment developed for the simulation of thermal fatigue proved suitable for producing thermal surface cracks that could be observed visually. The results of the tests indicated a greater efficiency of the surfaces with nitriding and PVD coating, with emphasis on the coating of CrN, which presented a greater balance among all investigated parameters.