FRCU - GIS: Grupo de Ingeniería de Superficies - Comunicaciones a Congresos
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Item Comportamiento a la corrosión de un acero endurecible por precipitación nitrurado y recubierto con SiOxNy(2013-08) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Moscatelli, Mauro Nicolás; Simison, Silvia; Escalada, Lisandro; Cabo, Amado; Lasorsa, Carlos; Brühl, Sonia PatriciaLos aceros inoxidables endurecibles por precipitación (PH) son utilizados en aplicaciones donde se requiere resistencia al desgaste y a la corrosión. Para mejorar las propiedades superficiales se pueden combinar tratamientos termoquímicos con la deposición de un recubrimiento duro. Se presentan los resultados del estudio del comportamiento a la corrosión y a la erosión de un recubrimiento de SiOxNy depositado sobre un acero PH nitrurado (proceso dúplex) comparándolo con el acero sólo nitrurado en dos condiciones diferentes. Se analizó la microestructura, se realizaron ensayos de erosión-corrosión, de corrosión en niebla salina y de polarización cíclica en NaCl. El recubrimiento fue de 1,4 µm de espesor y dureza de 2300 HV. En los ensayos de erosión y de corrosión, el mejor comportamiento lo tuvo la muestra dúplex (nitrurada y recubierta).Esto podría atribuirse a que la capa nitrurada resulta una buena interfaz que mejora la adhesión y aporta un buen soporte mecánico.Item Comportamiento mecánico de un recubrimiento DLC depositado sobre acero inoxidable martensítico previamente nitrurado(2013-05-07) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Charadía, Raúl; Cabo, Amado; Trava-Airoldi, Vladimir Jesús; Brühl, Sonia PatriciaEn este trabajo se estudió el comportamiento tribológico de un film de DLC que fue depositado sobre acero inoxidable martensítico AISI 420 nitrurado, con dos terminaciones superficiales diferentes, previas a la nitruración iónica, analizando los resultados en función del acabado superficial.Item Comportamiento mecánico de un recubrimiento DLC sobre acero AISI 420 nitrurado por plasma con diferentes terminaciones superficiales(2013-02-25) Brühl, Sonia Patricia; Charadía, Raúl; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Trava-Airoldi, Vladimir Jesús; Cabo, AmadoEn este trabajo se estudió el comportamiento tribológico de un film de DLC depositado sobre acero inoxidable martensítico.Item Comportamiento tribológico de un acero AISI 316L nitrurado por plasma dc-pulsado(2013-05-09) De las Heras, María Evangelina; Brühl, Sonia Patricia; Cabo, Amado; Corengia Cabrera, PabloEn el presente trabajo se estudió el comportamiento tribológico de acero AISI 316L nitrurado por plasma DC-pulsado a 400 ºC durante 20 h, con dos mezclas de gases, muestras N1 y N2, y se las comparó con una muestra sin tratar, ST.Item Corrosion resistance of DLC hard coatings deposited over nitrided PH stainless steel(2014-07-23) Cabo, Amado; Trava-Airoldi, Vladimir Jesús; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Brühl, Sonia Patricia; Pereira, Lânia AuxiliadoraIn this work a DLC film was deposited over ion nitrided PH stainless steel Corrax® with a Si interlayer in a CVD Plasma, where the plasma was generated and sustained by an asymmetric pulsed DC discharge. A nitrided sample was compared in all tests with a DLC coated sample and a duplex one (nitrided+coating). Nitriding has been carried out in an industrial facility with a pulsed DC discharge.Item Development of a post oxidizing process over nitrided and nitrocarburized steels for wear and corrosion protection(2018-09-20) Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Cabo, Amado; Carfi, Guillermo Rodolfo; Crimello, PabloThe environmental concern on the use of this coating stimulated the research activities for alternatives of hard chromium. In this work, AISI 1045 was nitrocarburized, AISI 4140 was nitrided, both in a DC Plasma industrial equipment, and they were oxidized as prost treatment in the same chamber.Item Development of a post oxidizing process over nitrided medium alloy steels for wear and corrosion protection in oil sucker rod lift(2018-09-28) Cirimello, Pablo; Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Cabo, Amado; Carfi, Guillermo Rodolfo; Aguirre, Luis AlbertoTo study this surface treatment, AISI 4140 polished PPD prototypes were nitrided, in a DC Plasma industrial equipment, and then were oxidized in the same chamber. Witness specimens were also treated and analyzed in the laboratory.Item Estudio del comportamiento mecánico de recubrimientos DLC multicapa depositados sobre el acero inoxidable martensítico nitrurado(2019-10-02) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Brühl, Sonia Patricia; Cabo, Amado; Pecina, Jorge Nahuel; Trava-Airoldi, Vladimir Jesús; Caballero, Mario AlbertoEl acero inoxidable martensítico AISI 420 posee diferentes aplicaciones en la industria donde se requiere buena resistencia al desgaste y a la corrosión. Para mejorar sus propiedades superficiales, algunos tratamientos pueden ser aplicados como recubrimientos “Diamond Like Carbon” (DLC) que se caracterizan por su buena resistencia al desgaste, bajo coeficiente de fricción y ser químicamente inertes. Sin embargo presentan problemas de adhesión cuando son depositados sobre sustratos metálicos entonces un pretratamiento como la nitruración asistida por plasma puede resultar conveniente.Item 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, EstebanLos 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.Item Influencia de los parámetros de nitruración iónica de corta duración en la resistencia al desgaste de un acero AISI 420 : películas delgadas y tratamientos de superficie(2015-11-17) Charadía, Raúl; Cabo, Amado; Moscatelli, Mauro Nicolás; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Brühl, Sonia PatriciaLos aceros inoxidables martensíticos son frecuentemente utilizados en la industria petroquímica e hidráulica y toda aquella donde se requiera un acero inoxidable con buenas propiedades mecánicas y alta resistencia al desgaste. La nitruración asistida por plasma ha probado ser un método de modificación superficial eficaz para endurecer este tipo de aceros, sin embargo, como es ampliamente conocido en todos los casos los procesos son de larga duración (aproximadamente 10 horas o más). En este trabajo se estudió el comportamiento al desgaste de las capas nitruradas obtenidas con un tratamiento de nitruración de 5 horas de duración y dos temperaturas de tratamiento diferentes. Se midió dureza en superficie y en profundidad. Se analizó la microestructura y se evaluó el comportamiento al desgaste mediante ensayos de pin on disk y de erosión. El espesor de capa y la profundidad de penetración de nitrógeno fueron mayores en la muestra nitrurada a mayor temperatura y 5 horas de duración. El comportamiento en los ensayos de pin on disk fue mejor en la muestra nitrurada a mayor temperatura y en los ensayos de erosión la tendencia demuestra un comportamiento que se relaciona no sólo con la alta dureza superficial de las muestras tratadas sino con el decaimiento gradual del perfil de dureza en profundidad.Item Mechanical and corrosion behavior of TiN coatings deposited on nitrided AISI 420 stainless steel(2019-06-26) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Cabo, Amado; Halabí, Jorge Alberto; Moreira, Ramiro Damián; Silva, Kevin Daniel; Brühl, Sonia PatriciaTiN coatings are widely used in different applications for extending components lifetime due to their high hardness and good wear resistance. However, it is not convenient to deposit them on soft stainless steels. In this work, the wear and corrosion behavior of commercial TiN coatings deposited by Arc-PVD on nitrided and non-nitrided martensitic stainless steel was studied (duplex and coated samples respectively).Item Mechanical properties and corrosion behaviour of DLC monolayers and multilayers deposited over nitrided martensitic stainless steel(2019-09-24) Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Cabo, Amado; Trava-Airoldi, Vladimir JesúsDLC coatings have unique properties such as very low coefficient of criction and chemical inertness and they are used extensively as protection and solid lubricants in many industrial applications. Nevertheless, adhesion over certain substrates like stainless steel has many unresolved issues, as well as corrosion mechanisms are not well understood.Item 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 PatriciaEn 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.Item Nitruración y oxidación por plasma como reemplazo del cromado electrolítico para componentes de la industria petrolera(Comisión Nacional de Energía Atómica, 2018-10-05) Brühl, Sonia Patricia; Delfin, Francisco Andrés; Scarbol, Luisina; Cabo, Amado; Aguirre, Luis Alberto; Cirimello, PabloEn este trabajo se presentan un estudio de aceros (AISI 1045 y 4140) nitrocarburados y nitrurados por plasma seguidos de un tratamiento de oxidación como alternativa al cromado. Se evaluaron distintas condiciones de proceso y se realizaron ensayos de microestructura, dureza, electroquímicos de polarización anódica y de corrosión atmosférica en cámara de niebla salina, en ese último caso comparando con dos muestras de vástago cromado. También se hicieron ensayos de laboratorio en un equipo de desplazamiento lineal que simula que el movimiento del vástago en servicio. Los resultados indican al acero 4140 nitrurado y oxidado como mejor opción.Item Plasma nitriding and plasma nitrocarburizing of a low alloy steel selected to produce camshafts for diesel engines(2015-05-14) Cabo, Amado; Brühl, Sonia Patricia; Prieto, Germán; Tuckart, Walter RobertoCamshafts are a relevant part of diesel engines of extended use today. These components work under torsion and are also prone to fatigue and wear damage. Usually they are manufactured by casting, forging or machining from forged bars of low alloy steels. In most cases, the machined surfaces are quenched and tempered by induction heating. To withstand the efforts imposed on the active surfaces and improve tribological and fatigue properties, the industry used for decades thermochemical technologies such as: salt bath or gaseous nitriding and nitrocarburizing processes. This work studied the effects of plasma nitriding and plasma nitrocarburizing, on the tribological behavior of the steel SAE 1045HM3 proposed to produce camshafts. Results show that plasma nitrided samples present the best tribological behavior compared to the nitrocarburized and quenched and tempered ones. The influence of the roughness produced by the thermochemical processes also appears to be important.Item 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 PatriciaAISI 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.Item Protección de acero para instrumentos quirúrgicos con recubrimientos duros en base carbono tipo DLC(2016-11-22) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Pecina, Jorge Nahuel; Brühl, Sonia Patricia; Cabo, Amado; Trava-Airoldi, Vladimir JesúsLos aceros inoxidables martensíticos como el AISI 420 tienen múltiples aplicaciones, entre ellas instrumentos quirúrgicos, donde se requiere buena resistencia al desgaste y a la corrosión. Los tratamientos de modificación superficial, como la nitruración iónica, permiten mejorar las propiedades mecánicas de estos aceros pero afectan su resistencia a la corrosión. Por esta razón, un tratamiento posterior de deposición de un recubrimiento tipo DLC (Diamond Like Carbon) puede ser conveniente. En este trabajo se estudió el comportamiento al desgaste y a la corrosión de muestras dúplex (nitruradas y recubiertas por PACVD) y se compararon con muestras nitruradas, sólo recubiertas, nitruradas y sin ningún tratamiento más que templado y revenido. Se analizaron los recubrimientos con espectroscopia Raman y EDS. Se realizaron ensayos de pin on disk y se evaluó la adhesión mediante ensayos de Scratch Test e indentación Rockwell C. Se midió nanodureza con indentador Berkovich. Se llevaron a cabo los ensayos propuestos para instrumentos quirúrgicos en la Norma F 1089-02 (prueba de agua hirviendo y de hisopado con sulfato de cobre) y ensayos de corrosión en niebla salina. Estos recubrimientos tienen bajo contenido de hidrógeno, aproximadamente un 20 %. El espesor de los recubrimientos fue de 2 μm y la dureza alcanzó 24 GPa. La capa nitrurada tuvo un espesor de 10 μm. Las muestras dúplex y recubiertas presentaron bajo coeficiente de fricción y el volumen desgastado fue indetectable. Además, tuvieron buen comportamiento a la corrosión en el ensayo de niebla salina y en los ensayos propuestos en la Norma F 1089-02. No obstante, la muestra sólo nitrurada presentó una región corroída en el ensayo de sulfato de cobre y en el de agua hirviendo. La muestra dúplex presentó mejor adhesión que la muestra sólo recubierta en los ensayos de Scratch Test y de indentación Rockwell C.Item Resistencia al desgaste y corrosión de AISI 316L nitrurado por dos diferentes métodos asistidos por plasma(Universidad Nacional del Litoral., 2014-10) Vaca, Laura Silvia; Moscatelli, Mauro Nicolás; Cabo, Amado; Manova, Darina; Simison, Silvia; Escalada, Lisandro; Brühl, Sonia PatriciaEl acero inoxidable austenítico AISI 316L, muy requerido por la industria química y alimenticia, entre otras, presenta una excelente resistencia a la corrosión pero su baja dureza y resistencia al desgaste limitan sus aplicaciones, por lo que es necesario mejorar sus propiedades tribológicas preservando sus propiedades anticorrosivas. La nitruración iónica es un tratamiento de difusión termoquímica asistido por plasma que modifica las capas superficiales del material, confiriéndole una dureza superior a la del material base. Entre otros métodos de nitruración se cuentan Plasma Immersion Ion Implantation (PIII), que es un tratamiento que consiste en la implantación de iones a altas energías sobre el contorno completo de la pieza, combinado con la difusión, y la nitruración DC, que es un tratamiento de difusión termoquímica asistido por plasma, más extendido industrialmente. En este trabajo se comparan los resultados de microestructura y la resistencia al desgaste de AISI 316L nitrurado por PIII a 430 °C, durante 90 minutos y nitruración iónica DC pulsada en un equipo industrial a 400 °C, en una mezcla de 20 % N2-H2 por 20 horas y en un equipo experimental a 410 °C, en una mezcla de 24 % N2-H2 por 6 horas. Las propiedades estructurales y tribológicas fueron evaluadas por DRX, microscopía óptica y electrónica (SEM), microdureza y ensayos de pin – on - disk. Las micrografías permitieron medir la capa modificada y los ensayos de pin-on-disk evidenciaron que todas las muestras perdieron mucho menos masa que la patrón y que la tratada con PIII y la nitrurada en equipo experimental presentaron los mejores resultados. En todos los casos, se comprobó que su resistencia a la corrosión no fuera afectada. Se las sometió a la prueba de hisopado con sulfato de cobre pentahidratado, sensitización con ácido oxálico y ensayos de polarización cíclica, obteniéndose resultados aceptables.Item Resistencia al desgaste y corrosión de AISI 316L nitrurado por dos diferentes métodos asistidos por plasma(2014-10-21) Vaca, Laura Silvia; Moscatelli, Mauro Nicolás; Cabo, Amado; Manova, Darina; Simison, Silvia; Escalada, Lisandro; Brühl, Sonia PatriciaEl acero inoxidable austenítico AISI 316L, muy requerido por la industria química y alimenticia, entre otras, presenta una excelente resistencia a la corrosión pero su baja dureza y resistencia al desgaste limitan sus aplicaciones, por lo que es necesario mejorar sus propiedades tribológicas preservando sus propiedades anticorrosivas. La nitruración iónica es un tratamiento de difusión termoquímica asistido por plasma que modifica las capas superficiales del material, confiriéndole una dureza superior a la del material base. Entre otros métodos de nitruración se cuentan Plasma Immersion Ion Implantation (PIII), que es un tratamiento que consiste en la implantación de iones a altas energías sobre el contorno completo de la pieza, combinado con la difusión, y la nitruración DC, que es un tratamiento de difusión termoquímica asistido por plasma, más extendido industrialmente. En este trabajo se comparan los resultados de microestructura y la resistencia al desgaste de AISI 316L nitrurado por PIII a 430 °C, durante 90 minutos y nitruración iónica DC pulsada en un equipo industrial a 400 °C, en una mezcla de 20 % N2-H2 por 20 horas y en un equipo experimental a 410 °C, en una mezcla de 24 % N2-H2 por 6 horas. Las propiedades estructurales y tribológicas fueron evaluadas por DRX, microscopía óptica y electrónica (SEM), microdureza y ensayos de pin – on - disk. Las micrografías permitieron medir la capa modificada y los ensayos de pin-on-disk evidenciaron que todas las muestras perdieron mucho menos masa que la patrón y que la tratada con PIII y la nitrurada en equipo experimental presentaron los mejores resultados. En todos los casos, se comprobó que su resistencia a la corrosión no fuera afectada. Se las sometió a la prueba de hisopado con sulfato de cobre pentahidratado, sensitización con ácido oxálico y ensayos de polarización cíclica, obteniéndose resultados aceptables.Item Wear and adhesion properties of a PVD duplex coated medium alloy steel for plungers in the oil and gas industry(2017-07-05) Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Cabo, Amado; Crimello, Pablo; Aguirre, Luis Alberto; Carfi, Guillermo RodolfoA duplex coating consisting in plasma nitriding of V820 steel (Boehler®) and a CrAlN coating (Balinit©, Oerlikon Balzers) was designed to enhance wear properties of hydraulic fracture pumps plungers used in the O&G Industry. On subsequent reciprocating motions, pumped slurry (containing solid particles) would eventually penetrate the interstice between the plunger´s operating surface and the seal, thus causing permanent damage. The duplex system was analyzed comparing to a standard treatment for these pistons (thermal sprayed coating over carbon steel): optical and electronic microscope, depth hardness profiles, EDS and DRX. Two groups of coated samples were selected with different surface finishing, and the nitrided sample was used for comparison, so as the untreated steel. Scratch Test at different constant loads and Rockwell C indentation were used to test adhesion. Abrasion wear tests were carried out following ASTM G65. Finally, laboratory results were compared to field tests. The PVD coating were 2500 HV hard, 3-4 microns thick, and the nitrided layer provided a soft hardness depth profile of about 320 microns width. The standard thermal spray coating was 800 microns thick, with an average hardness of 750 HV but with an abrupt change in hardness with the substrate. The adhesion was extremely good, critical load was 125 N. In the abrasive tests, the mass loss in the PVD coated samples was reduced 30 times respect to the standard coated samples. In the field technological test the PVD coated pistons improved the quantity of pumping cycles in almost 300%.