Facultad Regional Concep. del Uruguay
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Item Nitruración iónica de acero inoxidable martensítico en procesos cortos : estudio de la resistencia al desgaste y a la corrosión(2023-11-10) Brühl, Sonia Patricia; Carmona, Aníbal Emilio; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Charadía, Raúl; Dalke, AnkeEn este trabajo se presentan resultados de un trabajo conjunto donde se nitruraron algunas muestras en un equipo semi industrial en la TU Freiberg en Alemania, y otras en un equipo experimental del Grupo GIS, en UTN, Argentina.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 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 Estudio de la resistencia al desgaste del acero AISI 1045 nitrurado y nitrocarburado por plasma(2014-10-21) Regis, Matías Sebastián; Schierloh, Gonzalo José; Brühl, Sonia PatriciaLos aceros al carbono son muy utilizados en la fabricación de componentes de maquinarias donde se requiere mediana resistencia mecánica y tenacidad a bajo costo ya que son endurecibles mediante un tratamiento térmico de temple y revenido, sin perder maquinabilidad. Para mejorar más aún sus propiedades mecánicas y aumentar su resistencia al desgaste, se los puede someter a diferentes tratamientos de endurecimiento superficial como son la nitruración y la nitrocarburación iónica. Ambas son técnicas de difusión asistidas por plasma, aplicadas con éxito para endurecer aceros mediante la difusión de nitrógeno, o bien carbono y nitrógeno dentro del material. En este trabajo se presentan los resultados del AISI 1045 nitrurado y nitrocarburado por plasma. Se midió dureza superficial y en el núcleo, se analizó la microestructura por microscopia óptica y por difracción de Rayos X, y se realizaron ensayos de desgaste en una máquina pin-on-disk con y sin lubricación. En las probetas nitrocarburadas se obtuvo una dureza algo mayor que en las nitruradas, y una profundidad de penetración también superior. Además el espesor de la capa nitrocarburada fue 4 veces mayor que la capa nitrurada. Sin embargo, la resistencia al desgaste en el ensayo sin lubricación, utilizando una carga de 1N resultó mejor en la muestra nitrurada. Al trabajar con una carga de 2 N, aunque la diferencia de volúmenes desgastados es menor, sigue presentando un mejor comportamiento la muestra nitrurada. En los ensayos lubricados, la muestra nitrurada presentó una leve mejora (aproximadamente 3%, teniendo en cuenta los errores de medición) en el comportamiento tribológico con respecto a la nitrocarburada.Item Evaluación de la resistencia al desgaste en pistones de fractura hidraúlica recubiertos con PVD(2017-08-17) Ronconi, Valentín Darío; Lonardi, Tomás; Uccellini Bermúdez, Massimo Nicola; Brühl, Sonia PatriciaEn la industria petrolera, las bombas de fractura hidráulica tienen la tarea de bombear cíclicamente el fluido de fractura, el cual debe llegar a la formación rocosa con un gran caudal ya alta presión. Este fluido presenta en su composición agentes abrasivos tales como arena o cerámico. La compresión del fluido es realizada por los pistones de dichas bombas mediante el movimiento alternativo delos mismos, en el cual produce el ingreso de finos de arena a la superficie intermedia al pistón y sellos, provocando el desgaste localizado de este. La tecnología tradicional con que se fabrican los pistones consiste en un recubrimiento de Thermal Spray sobre un sustrato de Acero SAE 1020 La nueva tecnología desarrollada por Y-TEC y IONAR S.A., consiste en aplicar un recubrimiento dúplex a un acero de Nitruración DIN 34 CrAINi7. Este recubrimiento dúplex consta de un primer proceso de nitruración por plasma, y se complementa con un segundo tratamiento basado en la tecnología PVD, que consiste en la deposición de una monocapa de AI-Cr-N. El objetivo del presente trabajo consiste en evaluar el desempeño de esta nueva tecnología respecto a la actual. Se evaluó la adhesión del recubrimiento a través de Sratch Test con diferentes cargas y su resistencia a la abrasión mediante desgaste abrasivo, según norma ASTM G-65. Los resultados arrojaron que en el ensayo de abrasión, la muestra tratada con dúplex perdió el 2% de la masa perdida por la tratada con Thermal Spray. Para el ensayo de Scratch Test se identifico la carga crítica en 130 N, respecto a los 85N soportados por la técnica reemplazada, es decir, una mejora del 50 %.Item Comparación del comportamiento al desgaste de un acero AISI 1045 nitrurado y seguido de un temple por inducción(2016-10) Schierloh, Gonzalo José; Regis, Matías Sebastián; Charadía, Raúl; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Brühl, Sonia PatriciaSe estudió el comportamiento al desgaste del acero AISI1045 con un tratamiento de nitruración iónica y posterior temple por inducción. Se midió dureza en superficie y perfil en profundidad. Se analizó la microestructura y evaluó el comportamiento al desgaste. Como resultado de la nitruración se obtuvo una zona formada por una capa de compuestos seguida por una zona de difusión de nitrógeno. La dureza superficial del acero templado y revenido aumentó en un 50% y, con el temple por inducción posterior, resultó aún superior con incremento en la dureza del núcleo. El comportamiento al desgaste resultó mejor que la del acero sólo nitrurado, debido al incremento de la capacidad de soporte de carga del sistema.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 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.