FRCU - Producción académica de grado - Ing. Electromecánica

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    Evaluación de la precipitación de carburos, resistencia al desgaste abrasivo y a la corrosión de fundiciones de alto cromo
    (2024-10-09) Bur, Emmanuel; Guitar, María Agustina; Brühl, Sonia Patricia
    High Chromium Cast Irons (HCCI) are materials widely used in industries such as mining and slurry pumping in oil extraction due to their resistance to abrasion, impact and corrosion in aggressive environments. The excellent performance of these castings is due to the combination of eutectic carbides (EC) and secondary carbides (SC) within a tough matrix, achieved by specific heat treatments that optimise the distribution and stability of the carbides. Destabilisation of the microstructure is the most used treatment for this type of material, allowing the precipitation of SC. The temperature (980°C) and time (0 to 90 min) used during the treatment will determine the size and fraction of SC, as well as the fraction of martensite and retained austenite (RA) formed during cooling. Secondary carbides were quantified using Fiji® software with high- and low-resolution SEM images. The results show that the average particle size as well as the volume fraction of SC increased as the destabilisation time increased, on the other hand, several small particles are not detected in low resolution images. We also evaluated the effect of heating rate, observing that a slower heating rate favours the precipitation and growth of SC during the heating process. These secondary carbides have direct implications on wear properties. The response to abrasive wear according to ASTM G65 with a load of 65 N and 4800 m of sliding on a HCCI containing 26 %Cr was evaluated in three different conditions, containing varying amounts of SC, RA, and martensite: as received, destabilised by zero and ninety minutes. An improvement in abrasive wear resistance was observed in the heat-treated samples, where the material with higher CS fraction and higher hardness showed the best response. On the other hand, scratch tests were performed with a diamond tip and 90 N load. The wear profile was obtained by confocal microscopy (CLSM) where cutting and ploughing was observed as an abrasive mechanism in the heat-treated samples. In the untreated samples a large plastic deformation is observed. The effect of the amount of chromium (16 % Cr and 26 % Cr) on the corrosion behaviour was evaluated by electrochemical tests using a 3.5% NaCl solution and salt spray (ASTM B117) in a 5% NaCl solution for 100 hours. Additionally, the effect of destabilisation time on corrosion resistance was evaluated with an immersion test (3.5% NaCl) for 10, 100, and 250 hours. The material with lower Cr content showed higher corrosion, even after only 10 hours of immersion.
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    Estudio de aceros de baja aleación recubiertos con CNP mediante EPD
    (2018-12-07) Alderete Gómez, Bruno Martín; Suárez Vallejo, Sebastián; Mac Lucas, Timothy
    Para proteger las varillas de bombeo que se emplean en la industria petrolera de la corrosión durante su transporte, se estudia un recubrimiento de nanotubos de carbono (CNT por sus siglas en inglés) que proteja las varillas de agentes corrosivos. Basándose en la literatura, existen dos aditivos utilizados para efectuar la deposición de CNT a través de la técnica deposición electroforética (EPD por sus siglas en inglés), nitrato de magnesio hexahidratado (Mg-Nit) y trietilamina (TEA). Las características del recubrimiento obtenido dependen de la elección de aditivo. Para el caso del Mg-Nit, se obtiene un recubrimiento hidrófilo pero que presenta una adhesión al sustrato adecuada. Para la TEA, el recubrimiento se comporta como un material cuasi súper hidrofóbico. Sin embargo, este recubrimiento posee una adhesión débil con el sustrato. Por lo tanto, se han optimizado los parámetros de deposición de tal forma que se obtenga un recubrimiento con las mejores características anticorrosivas posibles. Buscando mejorar las deficiencias propias de cada aditivo, se ha implementado un sistema de deposición doble. A su vez, procesos posteriores a la deposición se han implementado con el objetivo mejorar las propiedades de los recubrimientos. Luego de un análisis a través de ensayos de gota sésil, todas las muestras que han sido sometidas al post-proceso presentan características de hidrofobicidad sin importar que aditivo se ha usado. Adicionalmente, las muestras que han sido post-tratadas presentan una mejor adhesión en comparación con las muestras originales sin dicho tratamiento. Como posible alternativa a este tratamiento posterior, se estudió el sistema de doble deposición, buscando capitalizar las ventajas inherentes de cada aditivo. Con este sistema dual, se han obtenido recubrimientos que demuestran un comportamiento hidrofóbico y que su adhesión con el sustrato es adecuada. Adicionalmente, una caracterización exhaustiva ha sido realizada, tanto del recubrimiento como del sustrato mismo. En lo que respecta a la caracterización del recubrimiento, se han realizado análisis estructurales, de espesor y compacidad, y químicos. En el caso del sustrato, se ha estudiado su dureza superficial, rugosidad y fase del mismo.