FRCU - Producción académica de grado - Ing. Electromecánica
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Item Comportamiento al desgaste y corrosión del acero inoxidable martensítico AISI 420 nitrurado y nitrocarburado por plasma en procesos de corta duración(2024-12-18) Munar, Lautaro; Puente, Gustavo; De Carli, Aníbal Carlos; Dalibón Bähler, Eugenia Lauradebido a su versatilidad, ya que puede ser fabricado de distintas formas y con variadas composiciones químicas, lo que le otorga diversas propiedades mecánicas y aplicaciones. Dentro de este grupo, los aceros inoxidables martensíticos se emplean cuando se requieren buenas propiedades mecánicas, aunque su resistencia a la corrosión es inferior a la de los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos. Esto se debe a la formación de carburos de cromo durante el temple y revenido, los cuales disminuyen el cromo libre necesario para formar una capa pasivante protectora. Para mejorar las propiedades mecánicas sin comprometer su resistencia a la corrosión, la Ingeniería de Superficies se dedica a investigar y desarrollar tratamientos superficiales. Este proyecto de investigación se enfoca en el estudio de los procesos de nitruración y nitrocarburación asistidos por plasma aplicados a un acero inoxidable martensítico DIN 1.4021, utilizando tres temperaturas diferentes de proceso 400, 420 y 440 oC durante 2 horas, con el objetivo de mejorar sus propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. Se observaron las capas tratadas con microscopia óptica y se determinó su espesor. Se utilizó la difracción de rayos X (DRX) para analizar las fases formadas en la superficie del acero posteriormente a los tratamientos. Se realizaron mediciones de dureza en superficie y en profundidad. En cuanto al comportamiento tribológico, se llevaron a cabo ensayos de desgaste tipo Pin-on-Disk según la norma ASTM G99, de abrasión por un cuerpo utilizando el Scratch Test según norma ASTM G171-03 y de abrasión con rueda de goma-arena según norma ASTM G65-94. Además, se realizaron ensayos de corrosión tales como la prueba de pasivación con gota de sulfato de cobre, ensayo de niebla salina y ensayos potenciodinámicos para evaluar la resistencia a la corrosión en ambientes corrosivos. La dureza superficial aumentó 2,5 veces con respecto a la muestra patrón y la profundidad de penetración fue de 20 μm en las muestras tratadas a 420 y 440 °C. La muestra nitrurada a 440°C tuvo un espesor de capa de 15,4 ± 0,5 μm. En los ensayos de desgaste, en general todas las muestras mostraron mejoría con respecto a la muestra patrón, se destacan las dos muestras tratadas a 440 °C, nitruradas y nitrocarburadas, pues lograron menores pérdidas de volumen y masa durante los ensayos. En cuanto a los ensayos de corrosión, en el ensayo de niebla salina desarrollaron una combinación de corrosión general y por picado, siendo la muestra nitrurada a 440 °C la que menos área corroída tuvo. Mientras que en el ensayo de potenciodinámico se destacó la muestra nitrocarburada a 440 oC al mostrar una zona cuasi-pasiva, mayor potencial de corrosión y menor cantidad de pits de corrosión. Los resultados obtenidos muestran una mejora significativa en la dureza y resistencia al desgaste de las muestras tratados mediante nitruración y nitrocarburación y una moderada mejora en el comportamiento a la corrosión comparado con el acero sin tratar. Estos resultados demuestran que estos tratamientos de corta duración aplicados al acero inoxidable martensítico DIN 1.4021 son efectivos para mejorar sus propiedades superficiales.Item Automatización del reactor de nitruración por plasma laboratorio UTN-FRCU(2013-10-21) Fallini Blanco, Edgar David; Schaaf, Matías Leonel; Antivero, JorgeEl presente proyecto está orientado a la eliminación del trabajo manual y rutinario realizado por el operador del equipo de Nitruración por Plasma, perteneciente al Grupo de Ingeniería de Superficies de la UTN Facultad Regional de Concepción del Uruguay. Como consecuencia de ello, se logra el máximo aprovechamiento del talento humano y mejora la confiabilidad de los ensayos realizados. Con la finalidad de brindar las herramientas necesarias para la implementación de un sistema de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA), se lleva a cabo la adecuación, diseño y/o selección de componentes involucrados en el proceso. En el caso, las variables eléctricas de tensión y corriente poseen características atípicas a las existentes en la industria, donde el mercado se encuentra poco desarrollado. Ante esto, se recurre al diseño de los instrumentos de medición, y su posterior simulación por medio de un software con el fin de verificar el cumplimiento de objetivos. Cada una de las decisiones tomadas surge luego de evaluar diferentes alternativas, mediante la justificación basada en criterios tanto económicos como técnicos. Finalmente el proyecto devuelve a los usuarios una tabla valorizada de las posibles opciones para elegir el nivel de control, facilitando la decisión acorde a criterios preferenciales en el momento de implementación.Item Estudio de las condiciones óptimas de nitruración iónica para el acero AISI 420(Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Concepción del Uruguay., 2018-10-23) Regis, Matías Sebastián; Charadía, Raúl; Dalibón Bähler, Eugenia LauraLos aceros inoxidables son un grupo de aceros de alta aleación que poseen una buena resistencia a la corrosión en diferentes ambientes. Esta característica se debe al contenido de cromo que tienen en su composición (superior al 10%), el cual forma una película delgada de óxido que lo aísla del ambiente agresivo, por lo cual estos aceros son muy utilizados en la industria alimenticia, petroquímica, médica, etc. Estos aceros de acuerdo a su estructura se pueden clasificar en ferríticos, austeníticos y martensíticos. Estos últimos poseen buenas propiedades mecánicas y aceptable resistencia a la corrosión. Para mejorar sus propiedades superficiales, pueden ser sometidos a tratamientosde modificación superficial asistidos por plasma. La nitruración iónica es una buenaopción para incrementar la dureza superficial y resistencia al desgaste en estos aceros,sin disminuir la resistencia a la corrosión característica del material. En este trabajo se realizaron diferentes ensayos de nitruración, analizando comoafecta a la capa modificada la variación del tiempo y la temperatura de los mismos, sobre un único sustrato de acero inoxidable martensítico, el AISI 420. De acuerdo a los resultados obtenidos, puede indicarse que con tratamientos de corta duración y mayor temperatura se obtienen valores similares de dureza y espesor de capa que en los tratamientos tradicionales. En cuanto al comportamiento a la corrosión y al desgaste, algunos de los tratamientos cortos de nitruración presentaron una mayor resistencia en ambas propiedades que los ensayos característicos de largo tiempo.Item Adquisición de las variables principales del reactor de nitruración(2018-10-22) Caballero, Mario Alberto; Morales, Juan Cruz; Puente, Gustavo; De Carli, Anibal CarlosActualmente la lectura y toma de datos del reactor de nitruración perteneciente al Grupo de investigación de Ingeniería en Superficies (GIS) de la FRCU, se realiza manualmente, quedando la totalidad de los datos relevados por ensayo y su fiabilidad, en manos del operario. Por esto surgió la necesidad de diseñar un sistema de adquisición de datos autónomo para su posterior construcción e implementación, que se ajuste a las necesidades técnicas y a las restricciones económicas que presenta actualmente el GIS, por lo que se volcó a utilizar los elementos de mejor características técnicas disponibles en la facultad y para los elementos faltantes se buscó aquellos que tengan los costes más bajos