Recubrimientos de 560 as producidos con el sistema de proyección térmica por arco

Atendiendo la importancia en el desarrollo de nuevos recubrimientos para mejorar las propiedades de los materiales, en particular en las aplicaciones expuestas a desgaste abrasivo y corrosión, se ha estudiado el comportamiento del recubrimiento en acero inoxidable AS 560, similar a los aceros de la familia ASTM 420, aplicado sobre sustratos AISI/SAE 1045 y ASTM 316L, utilizando la técnica de rociado térmico por arco, orientado a la potencial recuperación dimensional de piezas utilizadas en ambiente marino. Fue realizado un diseño de experimentos del tipo Taguchi modificando las presiones de depósito, así como el voltaje de arco eléctrico y la corriente de aplicación de los recubrimientos. La caracterización microestructural se llevó a cabo mediante difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica (SEM), microscopía óptica y energía de dispersión (EDAX). Los recubrimientos presentan una estructura cristalina BCC con dureza en el orden de 540 HV, apropiadas para aplicaciones en algunos componentes navales. Por otra parte fueron realizados ensayos de corrosión mediante técnicas electroquímicas de polarización potencio dinámica, siguiendo las procedimientos descritos en la norma ASTM G3 G5 y G102 [1-3], y ensayos de desgaste por abrasión siguiendo las recomendaciones de la norma ASTM G-65 [4]. La microdureza de los recubrimientos varió entre 320 y 550 HVN en la superficie y entre 300 y 430 HVN en la proximidad del sustrato, evidenciando una tendencia descendente hacia el sustrato, explicable por la falta de homogeneidad del recubrimiento en la sección transversal. En los resultados de resistencia a corrosión se obtuvieron valores en el rango entre 0.0001856 y 0.0092348 mA/cm2 que son comparables con los presentados en la literatura, particularmente en los estudios realizados por Castelleti y colaboradores. El tipo de falla por corrosión es de delaminación del recubrimiento por difusión del electrolito desde la superficie del recubrimiento hasta la superficie del acero. El mecanismo de falla predominante es picadura y también se observa rendija. Las tasas de corrosión varían entre o.50 y1.418 mmpy El recubrimiento en AS560 muestra valores de protección contra corrosión para el sustrato AISI 1045 más no así para el ASTM 316L, ya que este último material debido a su naturaleza de acero inoxidable con mayor contenido de cromo, níquel y molibdeno,asi como una microestructura más homogénea, presenta un mejor desempeño al ambiente corrosivo utilizado en esta investigación. Los valores de los parámetros que se recomiendan para obtener una menor tasa de desgaste son corriente 120 amperios, voltaje 30 voltios y presión principal 3.2 bares, siendo la corriente el parámetro que mayor incidencia tiene, seguido por el voltaje. La tasa de desgaste se evaluó mediante el cálculo del coeficiente de desgaste K, de acuerdo con la ecuación de Archard. Este valor varió entre 0.00113806 y 0.000780707 mm3/N-m. Los anteriores valores son comparables con otras investigaciones que relacionan la resistencia al desgaste abrasivo y los parámetros de aplicación del recubrimiento. Sin embargo, son mayores a los obtenidos para los sustratos. Los modos de desgaste corresponden a abrasión, desgaste por fatiga superficial y delaminaciòn por contacto entre tres cuerpos. Los micromecanismos de desgaste abrasivo son microcorte, microfractura y microsurcado. Los valores recomendados de los parámetros estudiados, para disminuir el desgaste, son: voltaje 34 voltios, corriente 185 amperios y presión principal 4 bares. Se observa que entre mayor voltaje y presión, la resistencia al desgaste es mayor. En el caso de la presión principal de atomización, se obtuvieron valores bajos de desgaste para presiones cercanas a 4 bares. Este recubrimiento también mejora la resistencia a desgaste del sustrato AISI 1045, mientras en el caso del ASTM 316L aunque la diferencia entre la resistencia al desgaste del sustrato y la del recubrimiento es menor, también es una buena alternativa. De acuerdo con lo anterior, la aplicación de recubrimientos en el material comercial AS560 no es una buena alternativa para obtener una protección duradera en el ambiente marino, debido a su relativamente alta velocidad de corrosión, sin embargo pueden constituir una alternativa interesante desde el punto de vista económico, para la recuperación dimensional de componentes deteriorados, previa verificación de su integridad estructural.

• Autores: Vélez Sánchez, Hernando
• Fecha de publicación: 2013
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/20815
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/20815; http://bdigital.unal.edu.co/11477/
• Palabra clave: 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Rociado térmico por arco; AISI 1045; ASTM 316L AS560; Corrosión; Desgaste; Ambiente marino; Arc spray; AISI 1045; ASTM 316L; AS560; Corrosion; Wear; Marine environment
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