Browsing by Author "Vergniaud, Pablo Martín"

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    Comportamiento al desgaste de un recubrimiento de nitruro de titanio depositado sobre acero inoxidable martensítico AISI 420 nitrurado
    (2019-09-06) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Brühl, Sonia Patricia; Vergniaud, Pablo Martín
    En el presente trabajo se estudió el comportamiento al desgaste de un recubrimiento de Nitruro de Titanio depositado sobre un acero inoxidable AISI 420 martensítico, templado y revenido, nitrurado en dos condiciones diferentes y sin nitrurar. Las condiciones de nitruración fueron a 3900C y 420ºC durante 10 horas, denominadas “BT+TiN y “AT+TiN”, respectivamente. Se realizaron ensayos de desgaste (pin on disk y erosión) y de adhesión (Indentación Rockwell C y Scratch test). El recubrimiento presentó mejor adhesión cuando fue depositado sobre el sustrato nitrurado, pero no fue efectivo al desgaste en los ensayos severos de erosión.
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    Evaluación de la nucleación y precipitación de carburos secundarios en hierros fundidos con alto contenido de cromo al 16%
    (2022-12-06) Vergniaud, Pablo Martín; Puente, Gustavo
    Es posible obtener microestructuras con diferentes fracciones de carburos, austenita, ferrita, perlita y otras fases mediante la aplicación de distintos tratamientos térmicos de destabilización, los cuales modifican la respuesta tribológica en las fundiciones de hierro con alto contenido de cromo resistentes a la abrasión. En el presente trabajo se realizaron tres tratamientos térmicos de destabilización a temperaturas de 800, 900 y 980°C, con un tiempo de permanencia de 0 minutos y un posterior temple en agua, en los tres casos. La microestructura fue caracterizada mediante microscopía óptica confocal (CLSM) y electrónica de barrido (SEM), previo y posterior a un ataque con el reactivo de Vilella. La cuantificación y caracterización de los carburos secundarios se llevó a cabo mediante el análisis de imágenes SEM luego del ataque con reactivo de Murakami modificado. Este proceso se realizó por medio de la segmentación de las imágenes utilizando el software FIJI. La respuesta al desgaste por deslizamiento y las características tribológicas fueron evaluadas combinando CLSM, SEM y EDS, junto con ensayos de desgaste de deslizamiento reciprocante en seco. Estos últimos se realizaron utilizando como contraparte una bolilla de Al2O3 de 3mm, una carga constante de 20N y 2000 ciclos, en una atmósfera de 22-26°C y 40-50% de humedad relativa. Como resultado, la microestructura de la fundición blanca de 16% Cr, con el aumento de la temperatura de destabilización tuvo un crecimiento en el número y tamaño de las partículas de carburos secundarios del tipo M7C3, acompañado de un incremento de la fase martensítica y una disminución de la austenítica en la matriz. En cuanto a la dureza de la matriz, ésta se mantuvo constante a excepción de la condición 980°C, la cual aumentó su valor en ~30%. Los resultados muestran que el tamaño promedio de partículas, así como la fracción de volumen de SC fue creciendo a medida que lo hacia la temperatura. Esto tuvo implicaciones directas en las propiedades de desgaste, donde se observó una disminución de hasta el 50, 71 y 77% en la tasa de desgaste de las muestras desestabilizadas a 800, 900 y 980°C, respectivamente en comparación con el material no tratado. El coeficiente de fricción también disminuyó significativamente para las muestras de 900 y 980°C con respecto a la sin tratar (25 y 30% respectivamente), mientras que para la muestra de 800°C apenas disminuyó en un 6%. Esto puede explicarse por el incremento en la fracción de martensita en la matriz, junto con un aumento en número y tamaño promedio de los SC. Por último, los resultados obtenidos en este estudio arrojan luz sobre la capacidad de alterar los parámetros de HT para ajustar la microestructura en función de los requisitos previos de la aplicación.
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    Influencia de la rugosidad superficial en el tratamiento de nitruración y post oxidación del acero AISI 4140
    (2021-10-05) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Vergniaud, Pablo Martín; Calderón, Emanuel; Brühl, Sonia Patricia; Cabo, Amado; Karges, Esteban
    Los aceros de media aleación son muy utilizados para fabricar elementos de máquinas dadas sus buenas prestaciones mecánicas, aunque suelen presentar un coeficiente de fricción elevado, aun con tratamiento térmico. Para mejorar sus propiedades tribológicas se los puede someter a tratamientos asistidos por plasma como la nitruración iónica y luego una post oxidación para aumentar aún más su dureza y también su resistencia a la corrosión. Este tratamiento es un candidato para reemplazar al cromado electrolítico. El presente trabajo busca encontrar la mejor condición de terminación superficial del acero AISI 4140 para un proceso de nitruración iónica y post oxidación. Para ello se evaluaron las muestras antes y después del tratamiento con diferentes terminaciones superficiales. Se determinó la rugosidad y se analizó la microestructura de la capa modificada con MO y SEM, y DRX. Se realizaron ensayos de desgaste tipo pin on disk y ensayos de polarización anódica para evaluar su resistencia a la corrosión. Se concluyó que es conveniente tener al menos una rugosidad correspondiente a lija #600 para un buen comportamiento al desgaste. El espesor de la capa de óxido fue de 0,6 μm y de la capa nitrurada de 7,5 μm aproximadamente. Según los parámetros de proceso, con la oxidación se puede producir una modificación en las propiedades de la capa nitrurada que afectan la resistencia al desgaste. Finalmente, aunque la película de óxido no fue uniforme, el comportamiento a la corrosión de la muestra tratada mejoró con respecto a la sólo nitrurada y al material sin tratar.
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    Nitruración y oxidación de AISI 4140 como protección contra el desgaste y la corrosión
    (2022-05-02) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Vergniaud, Pablo Martín; Charadía, Raúl; Karges, Esteban; Cabo, Amado; Brühl, Sonia Patricia
    En este trabajo se estudió el comportamiento al desgaste y a la corrosión de un acero AISI 4140 nitrurado por plasma y postoxidado en dos condiciones diferentes,procesos llevado a cabo en un reactor industrial de la empresa IONAR S.A. Las mustras fueron nitruradas por plasma y oxidadas a dos temperaturas diferentes 500ºC y 400ºC durante una hora y utilizando vapor de agua a baja presión. Se analizó la microestructura por difracción de rayos X, se observó la zona tratada con OM y SEM. Se realizaron ensayos de pin on disk con 3 N de carga, 500 m y bolilla de alúmina como contraparte. Se realizaron ensayos de niebla salina y electroquímicos en una solución de NaCI para evaluar el comportamiento a la corrosión.
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    Plasma nitriding plus oxidizing as a protective treatment for AISI 4140 steel
    (2022-09-29) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Vergniaud, Pablo Martín; Karges, Esteban; Cabo, Amado; Brühl, Sonia Patricia
    AISI 4140 is a typical chromium molybdenum medium alloy steel, widely used as construction steel for machine components. Plasma nitriding has been applied as surface hardening treatment with success but the nitrided layer isn ́t always good for corrosion. Plasma nitriding plus oxidizing is proposed as an environmentally friendly alternative which can assure a good wear resistance and also provide a corrosion protective surface layer. In this investigation, heat treated AISI 4140 steel was plasma nitrided in a 15 hours process at 500 C and then oxidized in the same chamber using two different temperatures: 400 C and 500 C, 1 hour duration in a water steam atmosphere. Microstructure was analysed by optical and electronic microscopy and XRD. Wear resistance was tested in a pin on disk machine using alumina as counterpart and corrosion resistance was evaluated in salt spray fog tests and electrochemical tests in NaCl solution, comparing with only nitrided samples of the same steel. The oxide layer was 0.5 microns width, and the nitrided compound layer beneath, 3 microns width. XRD revealed the presence of magnetite and in a minor proportion, hematite in the oxide layer, and gamma iron nitrides in the nitrided layer. In the pin on disk tests with 3 N load no significative variations occurred between the oxidized samples compared with the only nitrided ones, neither in volume loss nor in friction coefficient. On the other hand, in the salt spray fog tests, only the nitrided samples oxidized at 400 C did not present signs of general corrosion after 100 h test. In the electrochemical tests, both oxidized samples had a nobler corrosion potential and a pseudo passive region, showing a better corrosion behaviour of the oxidized samples compared to the nitrided ones, which suffered from active dissolution in the chloride solution.