O presente trabalho reporta os resultados experimentais da nitretação à plasma seguida de deposição física de fase vapor assistida (PVD) em aço inoxidável martensítico. A nitretação foi realizada utilizando atmosferas de (25% N2 – 75% H2) e (5% N2 – 95%H2), ambas em temperatura de 400ºC por 4 horas, seguidas de deposição física de fase vapor assistida à temperatura de 300ºC com pressão de argônio equivalente à 3mmTorr. Tais processos foram realizados visando melhorar as propriedades mecânicas do aço inoxidável AISI 420, sendo que a composição da camada, microestrutura, perfis de microdureza foram analisadas.

Os resultados apontam que a nitretação na temperatura de 400ºC com atmosfera de (25%N2 – 75%H2) previne a formação de CrN e possui como fases dominantes ε-Fe₃N e α_N, martensita expandida. Entretanto na atmosfera (5%N2 – 95%H2) temos como fase dominante CrN. Com a análise metalográfica foi constatado que a espessura da camada nitretada para a primeira atmosfera mencionada foi de 13,44mm e para a segunda foi de 9,75mm. O perfil de microdureza das amostras apenas nitretadas chegou a 1935,6HV.

Levando em consideração os resultados obtidos, os mesmos nos mostram que a nitretação à plasma à baixa com atmosfera de 25%N2 e 75%H2 é possível obter a fase α_N que também é chamada de martensita expandida em alusão à já estudada austenita expandida que ocorre em condições próximas para aços inoxidáveis austeníticos, o qual melhora consideravelmente as propriedades mecânicas superficiais do material. De forma análoga, a camada de TiN aumentou consideravelmente a dureza superficial do aço, assim aumentando a vida útil do mesmo se aplicável em moldes de injeção de polímeros.