Tensões residuais são conseqüências inerentes dos tratamentos de superfície, incluindo filmes finos depositados pelo processo de Deposição Física do Vapor (Physical Vapour Deposition - PVD). As tensões residuais interferem no comportamento tribológico (atrito, lubrificação e desgaste) do revestimento depositado. Portanto, o entendimento da origem e a precisão na medição destas tensões são muito importantes. Dentre as técnicas para medir tensão residual pode-se citar: (i) difração por raios-X; (ii) espectroscopia de Raman; (iii) métodos baseados na curvatura de uma amostra revestida; (iv) extensometria (método do furo). Mais recentemente, houve uma proposta de utilização da indentação instrumentada para determinar os valores de tensão residual. No presente trabalho, foram analisadas tensões residuais em filmes finos de TiN (nitreto de titânio) depositados por diversos processos PVD, em ferramenta de corte de metal duro (WC-Co) da classe P20. As amostras foram processadas de forma industrial e em laboratório, constituindo um total de 12 amostras. Ensaios de indentação foram realizados utilizando-se penetrador Vickers, com forças de ensaio variando entre 10 e 50 mN, de modo que a metodologia proposta por Suresh e Giannakopoulos fosse aplicada. A técnica de difração por raios-X com ângulo rasante também foi empregada para determinação dos valores de tensão residual dos filmes estudados. Estes valores foram considerados como referência, de modo a avaliar a viabilidade da proposta de Suresh e Giannakopoulos. A rugosidade dos filmes foi avaliada utilizando-se apalpador mecânico. Verificou-se que a rugosidade é uma variável que pode interferir nas medidas de tensão residual por indentação, dado que o filme PVD pode copiar a rugosidade das pastilhas de metal duro. ) Outras variáveis inerentes à técnica de indentação são complicadores para a aplicação da metodologia de Suresh e Giannakopoulos, especialmente a morfologia de impressão, que modifica consideravelmente o cálculo da área de contato, necessária para os cálculos das propriedades mecânicas dos filmes e, portanto, da tensão residual dos mesmos. Os resultados das tensões obtidos pelas técnicas empregadas foram da mesma ordem de magnitude (GPa), porém os resultados não foram iguais, nem proporcionais em relação às mesmas amostras.

Residual stresses are an inherent consequence of surface treatments, including thin films deposited by Physical Vapour Deposition - PVD. The residual stresses modify the tribological behavior (friction, lubrication and wear) of the PVD coatings. Thus, the understanding of the causes and the measurement resolution of these stresses are very important. Among techniques to measure residual stress it can be found: (i) X-ray diffraction; (ii) Raman spectroscopy; (iii) methods based on the curvature of coated specimen; (iv) extensometer (hole method). Recently, there was a proposal to use instrumented indentation testing to determine the residual stresses values. In this study, it was analyzed residual stresses in thin films of TiN (titanium nitride) deposited by many PVD processes, in cutting tools of cemented carbide (WC-Co) P20. The specimens were processed by industrial way and in laboratory, composing a total of 12 specimens. Indentation tests were performed using Vickers indenter, with loads varying between 10 and 50 mN, in order to apply the Suresh and Giannakopoulos proposal. X-ray diffraction technique with grazing angle it was also employed to determine the residual stresses values of the studies films. These values were considered as references, in order to evaluate the viability of the Suresh and Giannakopoulos proposal. The surface roughness of the films was analyzed using stylus profile. It was verified that the roughness is a variable that candisturb the residual stress measurements by indentation, since the PVD coating can copy the roughness of the hard metal inserts. Other inherent variables of indentation technique are disturbers to applying the Suresh and Giannakopoulos proposal, specially the indentation morphology, which modify considerably the contact area calculation, required to the calculations of mechanical properties of films and, therefore, of the residual stresses of them. ) The results of stresses obtained by the employed techniques were in the same order of magnitude (GPa), however they were not similar, and neither proportional in relation to the same specimens.