FRCU - GIS: Grupo de Ingeniería de Superficies - Comunicaciones a Congresos
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Item Comportamiento a la corrosión de acero inoxidable AISI 316L nitrurado y recubierto por plasma(2010-11-02) Vaca, Laura Silvia; Salvarezza, Susana Angélica; Moscatelli, Mauro Nicolás; Márquez, Adriana Beatriz; Fazio, Mariana Andrea; Lutz, Johanna; Escalada, Lisandro; Brühl, Sonia Patricia;El acero inoxidable austenítico AISI316L es un acero requerido en la industria alimenticia, química, médica, papelera, entre otras, por su excelente resistencia a la corrosión pero su baja dureza y resistencia al desgaste limita sus aplicaciones. Por ello es necesario encontrar un tratamiento de endurecimiento que sea una solución de compromiso entre propiedades mecánicas, tribológicas y resistencia a la corrosión, para aumentar la vida útil de las componentes y mejorar el rango de aplicación industrial de este material. En este trabajo se estudió una combinación entre el endurecimiento por nitruración iónica y la deposición de nitruro de titanio por un arco de plasma. Se midió el espesor de capa nitrurada y el recubrimiento con microscopía óptica y electrónica, y se analizó la estructura con difracción de RX. Se analizó la conservación de la pasivación por hisopado con solución de sulfato de cobre, la resistencia a la corrosión por picado en cámara de niebla salina así como la sensibilidad a la corrosión en bordes de grano por ataque con ácido oxálico, comparando la muestra duplex, es decir nitrurada y recubierta, con una muestra sólo nitrurada y con una sin nitrurar pero recubierta. La nitruración iónica se desarrolló a baja temperatura, 400 oC, y permitió obtener una capa nitrurada de dureza 690 HV 0,05 que se mostró pasiva al ataque con solución de sulfato de cobre y que en la micrografía reveló tener 6 micrones de espesor. El recubrimiento de TiN se obtuvo mediante un arco de 130 A sobre un blanco de titanio y en atmósfera de nitrógeno, resultando en una película de espesor alrededor de medio micrón. Las probetas recubiertas, tanto duplex como sólo recubiertas no mostraron deposición de cobre en la prueba de sulfato y en el ensayo de sensibilización por ácido oxálico, no se detectaron signos de corrosión en bordes de grano. Sin embargo sufrieron algún grado de corrosión el ensayo de niebla salina, que podría atribuirse a la no uniformidad del espesor de la película. Por el contrario, el acero nitrurado mostró algunos signos de sensibilización en bordes de grano, que denota una disminución de cromo en esos sitios, y algunos signos de corrosión general en el ensayo de niebla salina.Item Estructura y propiedades de un recubrimiento DLC depositado por plasma CVD en un acero inoxidable AISI 420 nitrurado(Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Concepción del Uruguay, 2010-11-02) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; García, Néstor Aníbal; Cimetta, Julio César; Charadía, Raúl; Lasorsa, Carlos; Brühl, Sonia PatriciaLos aceros inoxidables martensíticos tienen múltiples aplicaciones, entre ellas instrumentos cortantes como navajas y hojas de afeitar, cuchillería, instrumentos quirúrgicos, donde se requiere buena resistencia mecánica y a la corrosión. Los tratamientos de modificación superficial, como la nitruración asistida por plasma, permiten mejorar las propiedades mecánicas pero suelen tener efectos negativos en el comportamiento a la corrosión. Por esta razón, para algunas aplicaciones se elige combinar este proceso con otros de recubrimiento, como por ejemplo las películas CVD (Chemical Vapour Deposition) asistidos por plasma, dando origen a los tratamientos llamados “duplex”. En este trabajo se presentan los resultados del estudio de un recubrimiento DLC (Diamond-Like-Carbon) depositado por la técnica de CVD asistida por plasma sobre acero inoxidable martensítico AISI 420 templado y revenido, y posteriormente nitrurado, comparándolo con el DLC depositado sin nitrurado previo, y con el acero sólo nitrurado sin recubrimiento. En los tres casos se midió dureza superficial y espesor de la zona modificada y del recubrimiento. Se observó la microestructura de la zona tratada con microscopio óptico y electrónico de barrido. Se evaluaron propiedades mecánicas mediante ensayos de indentación estáticos, cuasiestáticos, y de desgaste por deslizamiento recíproco de baja amplitud, usando como contraparte una bolilla de carburo de tungsteno, variando la carga y el tiempo. Se determinaron los valores de carga para los cuales se dañó el recubrimiento en los distintos ensayos y se caracterizó el daño con fotos del SEM. Para evaluar la resistencia a la corrosión se realizaron: un ensayo de niebla salina de 100 horas según norma ASTM B117 y un ataque superficial con ácido oxálico según Norma ASTM A763. Como resultado de la nitruración se obtuvo una zona modificada constituida por una capa blanca de 8-10 micrones de espesor, los recubrimientos fueron de 1 micrón de espesor. Con respecto al comportamiento mecánico del recubrimiento DLC, la resistencia de la probeta duplex fue mayor aunque se observó que los bordes de flexión se fisuraron por fatiga en el ensayo de desgaste. En el ensayo cuasiestático con la mayor carga la probeta sólo recubierta presentó fisuras y desprendimiento de capa a diferencia de la probeta duplex que no mostró daño alguno. En cuanto al comportamiento a la corrosión, la respuesta del recubrimiento tanto en la prueba de niebla salina como en la de medio ácido fue buena. En cambio en la probeta nitrurada, se mostró susceptible a la corrosión en ambos casos.Item Influencia de la terminación superficial previa a la nitruración de acero inoxidable AISI 420(2011-11-27) Charadía, Raúl; Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia LauraEn este trabajo se presentan los resultados de nitruración iónica de un acero inoxidable martensítico AISI 420 con diferente acabado superficial, un grupo lijado hasta granulometría 1000 y otro pulido a espejo. Se analizó la microestructura, se midió dureza superficial y en profundidad. Se realizaron ensayos de deslizamiento recíproco para estudiar el comportamiento tribológico. Para evaluar la resistencia a la corrosión se realizó un ensayo de niebla salina y se midió el potencial de corrosión. Se determinó que en las muestras pulidas se logra una nitruración más efectiva, buena dureza en superficie con un perfil de dureza de mayor penetración, mejor comportamiento al desgaste y a la corrosión.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 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 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 Wear resistance of nitrided and DLC coated PH stainless steel(2013-05-27) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Brühl, Sonia Patricia; Trava-Airoldi, Vladimir JesúsIn this work PH stainless steel Corrax(R) was ion nitrided and coated with DLC in a CVD process.Item Microstructure and corrosion behaviour of ion nitrided AISI 316L coated with titanium nitride(2013-07-04) Márquez, Adriana Beatriz; Vaca, Laura Silvia; Brühl, Sonia PatriciaIn this work Ti-TiN bilayer coatings obtained with a vacuum arc on previously nitride AISI 316L in order to improve not only hardness but also corrosion resistance compared with the samples which were only nitrided and the non-treated samples.Item Comparison of wear and corrosion behavior of three different nitriding methods on AISI 316L stainless steel(2013-07-05) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Vaca, Laura Silvia; Brühl, Sonia Patricia; Simison, Silvia; Escalada, Lisandro; Manova, Darina; Mändl, Stephan; Neumann, HorstIn this work, AISI316L stainless steel was nitrided using three different processes: Low Energy Ion Implantation (LEII), Plasma Immersion Ion Implantation (PI3) and DC Pulsed Plasma Nitriding (DCPPN). The process temperature was chosen between 390 and 430 °C in all processes with the aim of preserving their corrosion resistance.Item Efecto de las inclusiones en la morfología del ataque localizado en acero AISI 316L nitrurado con técnicas asistidas por plasma(2013-08) Escalada, Lisandro; Brühl, Sonia Patricia; Suárez Vallejo, Sebastián; Guitar, María Agustina; Manova, Darina; Mändl, Stephan; Simison, SilviaLos aceros inoxidables austeníticos son conocidos por su buena resistencia a la corrosión localizada. Sin embargo, su uso se ve limitado por sus pobres propiedades tribológicas. Durante los últimos años, se han implementado métodos asistidos por plasma para mejorar las propiedades superficiales de estos aceros. En este trabajo se analizan muestras de acero inoxidable AISI 316L nitrurado mediante los siguientes métodos: i) plasma sostenido por una descarga DC pulsada, ii) implantación iónica de baja energía (LEII) y iii) de alta energía (PI3). Las capas nitruradas fueron caracterizadas con XRD, microscopía óptica y SEM/EDS. La resistencia a la corrosión localizada fue analizada mediante curvas de polarización anódica cíclica en solución de NaCl 3.5%. Se relacionaron los resultados con el espesor de la capa nitrurada y con las inclusiones presentes en el metal base. El efecto de las inclusiones fue estudiado mediante FIB/SEM, y observación de la sección transversal de las muestras corroídas por microscopía óptica y electrónica.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 ¿La nitruración iónica puede ser un tratamiento de corta duración? : parámetros y resultados comparativos en un acero AISI 420(2013-08) Charadía, Raúl; Cimetta, Julio César; Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia LauraEn este trabajo se presentan los resultados de microestructura y resistencia al desgaste de un acero inoxidable AISI 420 nitrurado durante 3 horas con diferentes parámetros y se comparan con los hallados en los tratamientos habituales de 10 horas. Se midió dureza en superficie y perfil en profundidad, se analizó la microestructura, y se realizaron ensayos de desgaste tipo pin-on-disk. En el análisis metalográfico y el perfil de dureza de las probetas tratadas con nitruración corta (3 horas), se encontró una zona modificada de espesor comparable al de las probetas tratadas 10 horas. La dureza resultó diferente según los parámetros utilizados pero todas las muestras presentaron una zona modificada por nitrógeno que permitió soportar las exigencias de los ensayos de desgaste. Se concluye que un tratamiento de nitruración iónica de 3 horas con los parámetros adecuados, representa una opción importante para las aplicaciones industriales dado que la reducción en la duración del proceso es de vital importancia para lograr competitividad y aumento de la producción.Item Comportamiento al desgaste de AISI 316L nitrurado por plasma y recubierto con TiN(2013-08) Vaca, Laura Silvia; Brühl, Sonia Patricia; Márquez, Adriana BeatrizEn este trabajo se evaluó la resistencia al desgaste de una película delgada de nitruro de titanio depositada sobre un acero inoxidable AISI 316L nitrurado por plasma. Los recubrimientos se depositaron con la técnica de PVD mediante un arco de 125A entre un blanco de titanio actuando como cátodo y la cámara de vacío como ánodo; la pieza a tratar se conectó a tierra o se polarizó a un potencial de 6kV en el caso de deposición con implantación. Se obtuvieron recubrimientos de espesores inferiores a 1µm y de (1000 ± 50) HV de dureza compuesta. Estos sistemas dúplex fueron caracterizadas mediante microscopía óptica y electrónica, Scratch test para adhesión, ensayos de pin-on-disk para desgaste, hisopado con sulfato de cobre, ataque con Marble y ensayos en cámara de niebla salina para probar resistencia a la corrosión. Las películas TiN resultaron químicamente inertes, con muy buena adhesión y buen comportamiento al desgaste.Item Influence of inclusions on the corrosion attack of plasma nitrided austenitic stainless steel(2013-09-08) Escalada, Lisandro; Brühl, Sonia Patricia; Suárez Vallejo, Sebastián; Guitar, María Agustina; Manova, Darina; Mändl, Stephan; Simison, SilviaAustenitic stainless steels are well known for their good localized corrosion resistance. They are commonly employed in components and instruments in the food and beverage, as well as chemical, oil and medical industries. However their use in some applications is limited due to their poor tribological properties.Item Comportamiento mecánico del acero AISI 316L recubierto con a:C-H-Si previamente nitrurado(Universidad Nacional del Litoral., 2014) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Heim, Daniel; Forsich, Christian; Brühl, Sonia PatriciaEl acero inoxidable AISI 316L es ampliamente usado en la industria química y alimenticia por sus buenas propiedades anticorrosivas, sin embargo presenta baja resistencia al desgaste. Para mejorar las propiedades tribológicas se pueden utilizar técnicas asistidas por plasma, tratamientos de difusión y/o recubrimientos. Los recubrimientos de carbono amorfo a:C-H-Si tienen bajo coeficiente de fricción y buena resistencia al desgaste. Además, son químicamente inertes, aunque presentan problemas de adhesión cuando son depositados sobre metales. En este trabajo se estudió el comportamiento mecánico y la adhesión de un recubrimiento a:C-H-Si tipo soft depositado por PACVD sobre el acero inoxidable AISI 316L nitrurado (muestra dúplex) y sin nitrurar (muestra recubierta). Los recubrimientos fueron caracterizados por EDS y Raman. Se midió la dureza y el módulo elástico utilizando nanoindentación. La microestructura de la capa nitrurada y de los recubrimientos fue analizada por MO, SEM-FIB y DRX. Se realizaron ensayos de pin on disk y de deslizamiento recíproco. Se evaluó la adhesión por indentación Rockwell C y Scratch Test. Los recubrimientos de a:C-H-Si presentaron un contenido de hidrógeno mayor al 40 % y su espesor fue de 20 μm, alcanzaron una dureza de aproximadamente 13 GPa y un módulo elástico de 73 GPa. Estos recubrimientos presentaron un coeficiente de fricción inferior a 0,2 y mejoraron la resistencia al desgaste con respecto al acero sin tratar. La profundidad de las huellas en los ensayos de deslizamiento recíproco fue 6 veces menor, independientemente del tratamiento de nitruración previo. El pretratamiento de nitruración tuvo influencia en la adhesión, ya que la carga crítica fue de 16,2 N en la muestra dúplex y de 9,6 N en la sólo recubierta. En el ensayo de indentación Rockwell C, la muestra dúplex presentó mejor adhesión que la muestra sólo recubierta.Item Comportamiento mecánico de recubrimientos de carbono tipo DLC sobre acero inoxidables martensítico(2014-05-13) Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia LauraEl objetivo de este trabajo es evaluar y comparar el comportamiento mecánico de dos recubrimientos diferentes de carbono amorfo hidrogenado tipo DLC y comprobar el efecto del nitrurado previo en la adhesión y la resistencia al degaste.Item Resistencia al desgaste y corrosión de AISI 316L nitrurado por plasma y recubierto con TiN(2014-05-15) Vaca, Laura Silvia; Brühl, Sonia Patricia; Márquez, Adriana Beatriz; Manova, DarinaEn este trabajo se presentan los resultados de desgaste y corrosión realizados sobre acero AISI 316L nitrurado por plasma y recubierto con nitruro de titanio con la técnica de PVD por arco de plasma.Item Corrosion resistance of AISI 316L stainless steel nitrided by three different plasma assisted techniques(2014-07-21) Manova, Darina; Mändl, Stephan; Brühl, Sonia Patricia; Escalada, Lisandro; Simison, SilviaPlasma assisted surface modification methods have been used to nitride stainless steels in order to enhance hardness and therefore the lifetime of industrial componentes. Nevertheless, the corrosion resistance is not always preserved since it thermochemical diffusion techniques. AISI 316L stainless steel was plsma nitrided using three different techniques: Low Energy Ion Implantation (LEII), Plasma Immersion Implantation (PI3) and conventional DC pulsed plasma nitriding (DCPN). For each method several parameters were tested and some of them were selected to achieve the so called S phase of about e um thickness and no nitrides precipitation. The nitrided layer was characterized with OM and SEM. Hardness was assessed on the surface with Vickers indenter and 25 g load. XRD was performed to characterize the S phase and to detect other phases if present and electrochemical corrosion tests were carried out in 3,5% NaCI solution. Although the S phase thickness in the three groups of samples was comparable, hardness was not and neither was the corrosion resistance. The PI3 samples were the hardest with the best performance in corrosion experiments, resulting in a higher breakdown potential and lower currents.Item Corrosion resistance of AISI 316L stainless steel nitrided by three different plasma assisted techniques(2014-07-23) Manova, Darina; Mändl, Stephan; Brühl, Sonia Patricia; Escalada, Lisandro; Simison, SilviaPlasma assisted surface modification methods have been used to nitride stainless steels in order to enhance and therefore the lifetime of industrial components. Nevertheless, the corrosion resistance is not always preserved since it is very sensitive to the process parameters, either in implantation or in thermochemical diffusion techniques. AISI 316L stainless steel was plasma nitrided using three different techniques: low energy ion implantation (LEII), plasma immersion implantation (PI3) and convencional DC pulsed plasma nitriding (DCPN). For each method sveral parameters were tested and some of them were selectedto achieve the so called S phase of about 3 um thickness and no nitrides precipitation. The nitrided layer was characterized with OM and SEM. Hardness wass assessed on the surface with Vickers indenter and 25 g load. XRD was performed to characterize The S phase and to detect other phases if present and electrochemical corrosion tests were carried out in 3.5% NaCI solution. Although the S phase thickness in the three groups of samples was comparable, hardness was not and neither wasthe corrosion resistance. The PI3 samples were he hardest with the best performance in corrosion experiments, resulting in a higher breakdown potencial and lower currents.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.