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O efeito da variação da concentração de nitrogênio na atmosfera de gases na nitretação por plasma dos aços AISI 1045 e 4140, foi avaliado a partir de cinco diferentes condições de nitretação com duração de 2 horas e temperatura de 500ºC. Foram realizadas três nitretações nas quais a concentração de nitrogênio permaneceu constante (20%Ar+5%N2+75%H2, 20%Ar+20%N2+60%H2 e 20%Ar+75%N2+5%H2) e outras duas em que a concentração de nitrogênio flutuou, variando na primeira de 5%N2, para 20% N2 e depois para 5% N2 e variando na segunda de 5%N2, para 20% N2, finalizando com 75%N2. Verificou-se que nas amostras nitretadas sob atmosfera constante, que quanto maior a porcentagem de nitrogênio, maior a dureza, a espessura da camada de compostos e a formação da fase ε (Fe2- 3N). Já nas amostras nitretadas sob atmosfera não constante, verificaram-se camadas de compostos com espessuras mais desuniformes e formação da fase ε (Fe2-3N) para maiores teores de nitrogênio. Observou-se ainda que houve uma melhora na profundidade de endurecimento com a variação da atmosfera da nitretação do aço 1045, enquanto para o aço 4140, o perfil de dureza apresentou-se melhor com a menor quantidade de nitrogênio em condição constante.