Os aços inoxidáveis austeníticos apesar de utilizados em implantes cirúrgicos devido ao baixo custo, boa resistência à corrosão e biocompatibilidade, podem apresentar baixa resistência ao desgaste e à fadiga, sendo submetidos a tratamentos superficiais, tais como, nitretação a plasma e shot peening. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi analisar a influência do pré-tratamento de shot peening no mecanismo de modificação da superfície do aço inoxidável austenítico ASTM F138 nitretado a plasma em baixa temperatura e longos períodos, e sua influência nas propriedades de fadiga do material. O material foi submetido a diferentes coberturas de shot peening a fim de identificar o melhor pré-tratamento e, em seguida, foi realizada nitretação a plasma em baixa temperatura (380ºC) e longo período (16h) para formação de camada rica em nitrogênio e nitretos metálicos. O material foi caracterizado por difração de raios X, sendo identificada a formação de nitretos de ferro e austenita expandida. A morfologia e microestrutura foram analisadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia confocal de varredura a laser, sendo esta utilizada também para determinação da rugosidade superficial. A microdureza e a tensão residual em superfície e em profundidade foram determinadas usando método sen² ψ. A camada nitretada formada após shot peening apresentou formação de microtrincas e aumento da tensão residual induzida superficialmente e em profundidade. Os ensaios de tração foram realizados com a finalidade de obter os parâmetros correspondentes as propriedades de resistência ao escoamento e resistência a tração, estando os valores obtidos em conformidade com a literatura. Os ensaios de resistência à fadiga revelam que os corpos de prova com e sem pré-tratamento de shot peening seguidos de nitretação a plasma apresentaram limite de fadiga menor quando comparado com a condição sem tratamento de superfície. A redução do limite de resistência à fadiga pode estar associada a fatores como aumento expressivo da rugosidade e da dureza da camada nitretada.

Beside austenitic stainless steel to be used in surgical implants due to their low cost, good corrosion resistance and biocompatibility, it may have low fatigue and tribological properties. Therefore, such materials can be subjected to some surface treatments, such as plasma nitriding and shot peening. The objective of the present work was to analyze the influence of shot peening pretreatment on the surface modification mechanism of plasma nitride ASTM F138 stainless steel at low temperature and long periods and its influence on the fatigue properties of the material. The material was subjected to different shot peening treatment periods, followed by plasma nitriding at low temperatures (380ºC) and longer periods (16h), in order to avoid reducing corrosion resistance. The material was characterized by X-ray diffraction, identifying the formation of iron nitrides and expanded austenite. The morphology and microstructure were analyzed by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy, which was also used to determine surface roughness. It was determined microhardness and, by X-ray diffraction, the residual stress on the surface and in depth using the sin² ψ method. The nitrided layer formed after shot peening shows the formation of microcracks and an increase in residual stress induced superficially and in depth. The tensile tests were carried out with the purpose of obtaining the parameters corresponding to the flow resistance and tensile strength properties, with the values obtained being in accordance with the literature. Fatigue resistance tests identified that shot peening treatment followed by plasma nitriding present lower fatigue limit than samples without any treatment. Fatigue resistance reduction can be associated with many factors, as an expressive growth of roughness and hardness in the nitride layer.