Efecto del espesor de la capa sobre la adhesión práctica de la aleación Monel 400 borurada
Date
2024-11-07Author
Alfonso Reyes, Francisco Javier
Martínez Trinidad, José
Moreno Pacheco, Luis Alfonso
Quintana Hernández, Osvaldo
Wong Ángel, Wilbert
García León, Ricardo Andrés
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Este estudio presenta nuevos resultados sobre el comportamiento práctico de adhesión de una capa de boruro formada sobre aleación Monel 400, desarrollada mediante boruración en paquete de polvo (PPBP) a 1223 K durante 2, 4 y 6 h de tiempos de exposición, obteniendo espesores de capa de aproximadamente 7,9 a 23,8 µm. Las capas de boruro de níquel se caracterizaron mediante microscopía óptica, nanoindentación Berkovich, difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (MEB) para determinar la microestructura, la distribución de la dureza y los mecanismos de falla sobre las pistas desgastadas. Se realizaron pruebas de rayado en la aleación Monel 400 borurada de acuerdo con la norma ASTM C-1624, aplicando una carga normal progresivamente creciente de 1 a 85 N utilizando un penetrador de diamante Rockwell-C, revelando que las cargas críticas (L C1 , L C2 y L C3 ) aumentaron con el espesor de la capa. Las pruebas monitorearon el coeficiente de fricción y la tensión residual en tiempo real. Las cargas críticas se determinaron con base en la correlación entre la fuerza normal y la inspección visual de la superficie desgastada, identificando grietas (falla cohesiva) o desprendimiento (falla adhesiva). Los resultados expusieron las fallas cohesivas que aparecieron como grietas hertzianas, mientras que las fallas adhesivas fueron astillamiento y delaminación, con cargas críticas que alcanzaron hasta 49.0 N para las muestras boruradas durante 6 h. Además, los resultados indicaron que las cargas críticas aumentaron con un mayor espesor de capa. La dureza de la capa de boruro fue de aproximadamente 12 ± 0.3 GPa, ~4.0 veces mayor que la del sustrato, y el módulo de Young alcanzó 268 ± 15 GPa. Estos hallazgos subrayan que el PPBP mejora significativamente las propiedades mecánicas de la superficie, demostrando el potencial para aplicaciones que exigen alta resistencia al desgaste y fuerte adhesión de la capa.
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