Facultad Regional Concep. del Uruguay

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    Análisis del comportameinto al desgaste del acero AISI 420 nitrurado y nitrocarburado por plasma
    (edUTecNe, 2024-08-08) Chaparro, Nicolás Alfredo; Dalibón Bähler, Eugenia Laura
    El acero inoxidable martensítico AISI 420 es usado en aplicaciones que requiere buena resistencia al desgaste y a la corrosión. Los tratamientos de nitruración y nitrocarburación asistidos por plasma mejoran las propiedades superficiales a bajas temperaturas y con menor impacto ambiental que los tradicionales. En estos procesos, el nitrógeno y/o carbono difunden en la superficie del material, quedando en solución o formando compuestos. La capa modificada permite endurecer el material y mejorar su resistencia al desgaste y a la corrosión. En este trabajo, se evaluó el comportamiento al desgaste de muestras de acero AISI 420 nitruradas y nitrocarburadas por plasma donde el parámetro que se modificó fue el tiempo on en relación con el tiempo total (25% y 33%). Las muestras fueron tratadas a 440°C durante dos horas, en una atmósfera de 50% de H2 y 50% de N2 para la nitruración y de 48% de H2, 48% de N2 y 4% de CH4 para la nitrocarburación. Los tratamientos se llevaron a cabo en la Universidad Técnica de Freiberg (Alemania). Se observaron las capas modificadas mediante MO y se determinó su espesor. Se evaluó el comportamiento al desgaste mediante ensayos de Pin On Disk y abrasivo según la norma ASTM G65. El espesor de las capas modificadas fue mayor en las probetas nitruradas y nitrocarburadas con mayor tiempo on, alcanzando 12 μm y 12,6 μm respectivamente. A partir de los resultados, se determinó que en los ensayos de POD que las muestras con mayor tiempo on tuvieron un mejor comportamiento al desgaste y las muestras nitrocarburadas con 33% on tuvieron un rendimiento 41% mejor que las nitruradas con ese mismo tiempo on. En los ensayos de desgaste abrasivo, las probetas con mayor tiempo on tuvieron un mejor rendimiento, pero no hubo diferencia significativa entre las muestras nitruradas y nitrocarburadas.
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    Estudio de la resistencia al desgaste y a la corrosión de recubrimientos PVD de AlCrN depositados sobre AISI 4140 nitrurado y sin nitrurar
    (edUTecNe, 2024-10-08) Chaldain, Tomás Agustín; Romero, Víctor Mario; Maskavizan, Ana Justina; Dalibón Bähler, Eugenia Laura
    El acero AISI 4140 es ampliamente usado en la fabricación de piezas complejas debido a sus propiedades mecánicas que lo distingue, a pesar de sus deficientes propiedades tribológicas y resistencia a la corrosión. Para contrarrestar esto se pueden emplear recubrimientos cerámicos como AlCrN. Este tipo de recubrimiento ternario mejora la resistencia a la oxidación, su estabilidad térmica y resistencia al desgaste. Este estudio presenta resultados sobre la adhesión (indentación Rockwell C y scratch test), comportamiento al desgaste (pin-on-disk) y resistencia a la corrosión (ensayos potenciodinámicos) de una capa de AlCrN depositada sobre acero AISI 4140 sin tratar y endurecido mediante nitruración iónica (tratamiento dúplex). El recubrimiento, denominado comercialmente ALCRONA PRO, fue depositado mediante Physical Vapor Deposition (PVD) por arco catódico en la empresa Oerlikon Balzers, Argentina. El tratamiento de nitruración se hizo en un equipo industrial de la empresa IONAR S.A. La profundidad de penetración del tratamiento fue de aproximadamente 250 μm, logrando una durezasuperficial de 7,3 GPa. El espesor del recubrimiento fue de aproximadamente 3,1 μm con una dureza de 30,6 GPa. En los ensayos de adhesión, el acero nitrurado y recubierto alcanzó mejores resultados en comparación al no nitrurado. Frente a una carga estática aplicada, la adhesión del tratamiento dúplex se pudo clasificar como HF1, mientras que, la solo recubierta como HF5, acorde a la norma VDI 3198. En el ensayo dinámico, también el acero con tratamiento dúplex presentó un mejor comportamiento a mayores cargas. En lo que respecta al desgaste, tanto para el recubrimiento depositado sobre el acero nitrurado como sin nitrurar, se obtuvieron tasas de desgaste similares, mucho menores a la del sustrato. En cuanto a la corrosión, si bien la muestra dúplex presentó un mejor comportamiento, este depende de la cantidad y el tipo de defectos del recubrimiento independientemente del sustrato.
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    Estudio de la resistencia al desgaste y a la corrosión de distintos recubrimientos DLC depositados sobre acero AISI 4140.
    (edUTecNe, 2024-10-08) Romero, Lucas Emanuel; Maskavizan, Ana Justina; Delfín, Francisco Andrés
    Unodelosacerosdemediaaleaciónmásutilizadosenlafabricacióndeelementosdemáquinases el AISI 4140 que, si bien posee excelentes propiedades mecánicas, es relativamente blando y no esresistente a la corrosión. Para mejorar sus propiedades superficiales,se suelen usar diferentes métodos como los tratamientos superficiales y los recubrimientos, entre los cuales está la deposición de carbono amorfo o Diamond-like Carbon (DLC). Dependiendo de la aplicación en particular, puede optarse por utilizar un tratamiento de modificación superficial previo o incluso agregar dopantes al mismo recubrimiento durante el proceso de deposición para optimizar su desempeño. En este trabajo, se estudió el comportamiento a la corrosión y la abrasión de un recubrimiento DLC hidrogenado y un DLC hidrogenado dopado con Silicio. Estos recubrimientos fueron depositados utilizando un equipo PA-CVD sobre un sustrato de acero AISI4140 con y sin tratamiento previo de nitruración iónica. Su resistencia al desgaste abrasivo fue ensayada bajo norma ASTMG65(rueda de goma y arena seca) con cargas de 65N y 130N y un recorrido total 1400 metros. En cuanto al comportamiento frente a la corrosión, se realizaron ensayos electroquímicos de polarización anódica, utilizando un potenciostato, una celda electroquímica con solución de NaCl al 3,5%, un electrodo auxiliar de platino y un electrodo de referencia de calomel saturado. Como resultados de los ensayos realizados se pudo observar que las muestras con el recubrimiento DLC+Si tuvo mejor desempeño que el DLC en los ensayos de abrasión, mientras que la nitruración previa mejoró la resistencia a la abrasión de ambos recubrimientos. Del mismo modo, en cuanto a los ensayos de corrosión, se obtuvo una mejor respuesta de las probetas nitruradas y recubiertas con DLC+Si.
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    Comparación del comportamiento al desgaste de recubrimientos de AlCrN y TiAlN depositados por PVD sobre acero AISI 4140
    (2023-09-08) Pesce, Stefano Andrés; Maskavizan, Ana Justina
    Los recubrimientos cerámicos ternarios depositados mediante PVD presentan múltiples aplicaciones en herramientas para el corte y conformado de metales, entre otras industrias. La incorporación de aluminio en los recubrimientos de TiN y CrN mejora su estabilidad térmica y su resistencia al desgaste. En este trabajo se estudia la adhesión y resistencia al desgaste por deslizamiento y por abrasión de recubrimientos de AlCrN y TiAlN depositados sobre acero AISI 4140 templado y revenido. El recubrimiento de AlCrN presentó mejor adhesión, menor coeficiente de rozamiento y mayor resistencia al desgaste que el TiAlN.
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    Comparación de propiedades tribológicas de recubrimientos de TiAIN depositados en acero martensítico AISI 420 mediante PVD por arco catódico y magnetron sputtering
    (2023-09-08) Fleitas, Franco Emanuel; Dalibón Bähler, Eugenia Laura
    En el presente trabajo se compararon las propiedades tribológicas de dos recubrimientos de TiAlN depositados sobre acero martensítico AISI 420 mediante PVD, uno de ellos por arco catódico y el otro por Magnetrón Sputtering. Se midió el espesor de recubrimiento con un microscopio óptico, se realizaron ensayos de desgaste mediante Pin-on-disk y se evaluó su adhesión mediante ensayos de scratch test e indentaciones Rockwell C. Los resultados indicaron que el recubrimiento realizado mediante la técnica de PVD por arco catódico respondió de mejor manera tanto al desgaste como a la adhesión.
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    Análisis de microestructura y comportamiento a la corrosión de un acero inoxidable martensítico nitrurado y nitrucarburado asistido por plasma
    (2023-09-08) Munar, Lautaro; Dalibón Bähler, Eugenia Laura
    En el presente trabajo se estudió el comportamiento a la corrosión de un acero inoxidable martensítico DIN 1.4021, templado, nitrurado y nitrocarburado, durante 2 h, a dos temperaturas distintas: 420 °C y 440 °C. Se observaron las capas en un microscopio óptico. Se realizaron ensayos de microdureza. Se analizó la microestructura por difracción de rayos X. Y se realizaron ensayos de corrosión de niebla salina y potenciodinámicos. En el análisis de microestructura de las capas por DRX, se detectaron picos de “martensita expandida” (α’N ), de la fase ε-Fe 2-3 N y de la fase γ’-Fe 4 N en las muestras nitruradas y las muestras nitrocarburadas presentan cementita (Fe 3 C). Las muestras tratadas a 440 °C presentaron mayor espesor de capa y un mejor comportamiento a la corrosión.
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    Desarrollo de recubrimientos que aumenten el rendimiento al desgaste y a la corrosión en componentes de acero usadas en la industria del gas y petróleo
    (2023-04-26) Maskavizan, Ana Justina
    En numerosas ocasiones, los materiales utilizados en piezas metálicas presentan óptimas propiedades en volumen, pero, las superficies no siempre cumplen con los requisitos impuestos por la aplicación. Entre las metodologías existentes para la modificación superficial, se destacan las técnicas asistidas por plasma, que incluyen tratamientos de difusión y aplicación de recubrimientos. En los primeros se modifica la composición de la superficie mediante la interacción entre gases reactivos y el sustrato, generando un cambio gradual en las propiedades, en el segundo se depositan uno o más materiales distintos al sustrato, provocando una modificación abrupta de las propiedades. Los fenómenos de desgaste y corrosión producen el deterioro acelerado de las piezas metálicas, siendo especialmente severo en la industria del gas y petróleo. Estas fallas, generalmente, inician en defectos de las capas más externas del material. Por lo tanto, el estado de la superficie resulta crucial para determinar la vida útil y la calidad de las piezas. Esta tesis tiene como objetivo diseñar procesos que combinen técnicas de difusión con deposición de recubrimientos PVD sobre componentes de acero empleados en la industria de los hidrocarburos para mejorar su resistencia al desgaste y la corrosión. Los recubrimientos cerámicos depositados por PVD por arco catódico mejoran significativamente las propiedades superficiales de las piezas mecánicas. Estos procesos consisten en una descarga de alta corriente entre dos electrodos inmersos en una cámara de vacío que provoca la evaporación del cátodo generando un plasma metálico. Si se inyecta un gas reactivo en la cámara los iones pueden combinarse y formar compuestos, como óxidos, carburos o nitruros. Sin embargo, la adhesión de los recubrimientos duros a aceros blandos suele ser deficiente debido a que los materiales no sufren deformaciones de igual magnitud, lo cual representa una falla crítica. La combinación de recubrimientos con tratamientos de difusión, como nitruración en los denominados tratamientos dúplex mejora la adhesión y provee un soporte mecánico. Se ha estudiado el efecto de la nitruración previa en el comportamiento de recubrimientos de CrN depositados sobre acero AISI 4140 [1]. Los resultados obtenidos permiten concluir que la adhesión mejora al aplicar un tratamiento de difusión previo a la deposición.
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    Aceros inoxidables nitrurados y recubiertos : comportamiento al desgaste y a la corrosión
    (2023-04-24) Dalibón Bähler, Eugenia Laura
    Los objetivos del trabajo son: Diseñar procesos en forma individual o combinada que permitan mejorar el comportamiento a la fricción, al desgaste y a la corrosión. Comprender los cambios microestructurales que se producen en los aceros tratados. Determinar las condiciones óptimas del tratamiento previo que asegure mejor rendimiento mecánico y adhesión de los films.
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    Estudios tribológicos y de resistencia a la corrosión de recubrimientos T/TICNX1-X sobre AISI 4140 nitrurado
    (2022-05-02) Quintana, Juan Pablo; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Farina, Silvia Beatriz; Lamas, Diego Germán; Brühl, Sonia Patricia; Márquez, Adriana Beatriz
    En este trabajo se crecieron recubrimientos de base titanio en presencia de nitrógeno y/o acetileno con una intercapa de Ti empleando un equipo de arco catódico. Se empleó como sustrato acero AISI 4140 templado, revenido y nitrirado iónicamente. Se estudió la estructura cristalina de los recubrimientos mediante difracción de rayos X. Se evaluó la resistencia al desgaste y el coeficiente de fricción con ensayos de pink on disk. la corrosión fue evaluada mediante ensayos potenciodinámicos en una solución de cloruro de sodio.
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    Estudio del comportamiento al desgaste y a la corrosión de un recubrimiento Hiperlox Gold depositado sobre un acero inoxidable martensitico AISI 420 nitrurado
    (2022-05-02) Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Schierloh, Gonzalo José; Taglioretti, José; Brühl, Sonia Patricia
    En este trabajo se estudió el comportamiento al desgaste adhesivo y abrasivo de un recubrimiento Hyperlox Gold depositado por PVD utilizando la técnica de magnetronn sputtering en la Empresa Coating. Tech. Se evaluó su adhesión y resistencia a la corrosión cuando el recubrimiento fue depositado sobre el acero inoxidable martensítico nitrurado (muestra duplex) y sin nitrurar (muestra recubierta). La nitruración iónica se levó a cabo en el reactor industrial de la Empresa IONAR S.A. en una atmósfera de 20% N2 80 %H2, a 390ºC durante 10 horas.