COMPORTAMIENTO DE UN ACERO 4140 NITRURADO
Páginas: 15 (3643 palabras)
Publicado: 1 de abril de 2014
COMPORTAMIENTO DE UN ACERO 4140 NITRURADO
RESUMEN
El objetivo de la investigación realizada fue someter un acero AISI 4140 a un proceso de nitruración por el método de post-descarga micro-ondas, caracterizar la estructura y fases presentes, analizar su efecto en las propiedades mecánicas y comportamiento a la corrosiónmediante la aplicación de diferentes técnicas electroquímicas.
Para el estudio de los efectos provocados por la nitruración por postdescarga micro-ondas, las muestras se nitruraron variando el tiempo de nitruración con valores desde 5 hasta 25 minutos a una temperatura y mezcla de gases constante de 810 K y 40-20-100 de N2-Ar-H2, respectivamente. La temperatura de nitruración fue abajo del punto detransformación eutectoide del sistema Fe-N (908 K).
Los resultados de la caracterización microestructural mostraron que con tiempos de nitruración de 5 minutos se forma una capa compacta y homogénea en espesor, la cual obtuvo el valor más alto de microdureza seguidas de la muestra nitrurada durante 15 y 25 minutos de nitruración respectivamente, observándose que el perfil de dureza es máspronunciado para tiempos de nitruración de 5 minutos que para los tiempos de nitruración con 15 y 25 minutos, dónde este perfil es menos pronunciado. La capa nitrurada formada con un tiempo de 5 minutos está formada por pequeños cristales de los nitruros - Fe2-3N y ’ - Fe4N, los cuáles fueron identificados mediante difracción de rayos X.
ABSTRACT
The goal of the present work was tostudy the microstructural changes produced in an AISI 4140 steel nitrided by a post-discharge generated by microwaves. Structural and microsctructural techniques were used to characterize its structure and phases formed and their effect on the mechanicals properties and corrosion resistance measured by different electrochemical techniques.
To study the effects of post-discharge nitriding, thesamples were nitrided a different times from 5 to 25 min at 810 K (below of the transformation eutectoid point (908 K)) in flow of 40-20-100 (N2-Ar-H2 respectively).
The microstructural characterization results showed that at 5 min of nitriding time a compact and homogeneous layer was formed, which had the higher hardness values that the layers formed during 15 and 25 min of nitriding time, theinterface case/core is less pronounced when the time is increased and the hardening reaches a higher depth. The nitriding layer formed during 5 min are formed for smaller crystals of the - Fe2-3N and ’ - Fe4N nitrides, which were identified by XRD.
CAPITULO 1
1. INTRODUCCIÓN
1.1ANTECEDENTES Y PLANTEAMIENTO DELPROBLEMA
La nitruración es un tratamiento termoquímico utilizado en aceros para modificar las propiedades en la superficie a través de la difusión de nitrógeno que genera un gradiente de concentración de nitrógeno desde la superficie hasta alcanzar cierta profundidad. Este gradiente de concentración da como resultado la formación de capas compactas de nitruros, además de una zona de difusión denitrógeno disuelto en los huecos intersticiales de la ferrita. En el sistema Fe-N-C, a temperaturas cercanas o inferiores al punto de transformación eutectoide, la nitruración de acero al carbono produce las siguientes fases: e-Fe2-3(N, C), g’-Fe4N1-x(N, C), o una solución sólida de nitrógeno en la ferrita a[1]. Esta configuración produce una mejorara notable en las propiedades tribológicas y defatiga del material.
Hace más de 80 años, Fry [2], describió por primera vez el proceso de nitruración en aceros, al realizar nitruraciones en baños de sales. A partir de este momento, el tratamiento de nitruración fue rápidamente implementado en aplicaciones comerciales, aunque aún existía muy poco conocimiento de los fundamentos del proceso. En 1932 Fry [3], describió, que el endurecimiento...
COMPORTAMIENTO DE UN ACERO 4140 NITRURADO
RESUMEN
El objetivo de la investigación realizada fue someter un acero AISI 4140 a un proceso de nitruración por el método de post-descarga micro-ondas, caracterizar la estructura y fases presentes, analizar su efecto en las propiedades mecánicas y comportamiento a la corrosiónmediante la aplicación de diferentes técnicas electroquímicas.
Para el estudio de los efectos provocados por la nitruración por postdescarga micro-ondas, las muestras se nitruraron variando el tiempo de nitruración con valores desde 5 hasta 25 minutos a una temperatura y mezcla de gases constante de 810 K y 40-20-100 de N2-Ar-H2, respectivamente. La temperatura de nitruración fue abajo del punto detransformación eutectoide del sistema Fe-N (908 K).
Los resultados de la caracterización microestructural mostraron que con tiempos de nitruración de 5 minutos se forma una capa compacta y homogénea en espesor, la cual obtuvo el valor más alto de microdureza seguidas de la muestra nitrurada durante 15 y 25 minutos de nitruración respectivamente, observándose que el perfil de dureza es máspronunciado para tiempos de nitruración de 5 minutos que para los tiempos de nitruración con 15 y 25 minutos, dónde este perfil es menos pronunciado. La capa nitrurada formada con un tiempo de 5 minutos está formada por pequeños cristales de los nitruros - Fe2-3N y ’ - Fe4N, los cuáles fueron identificados mediante difracción de rayos X.
ABSTRACT
The goal of the present work was tostudy the microstructural changes produced in an AISI 4140 steel nitrided by a post-discharge generated by microwaves. Structural and microsctructural techniques were used to characterize its structure and phases formed and their effect on the mechanicals properties and corrosion resistance measured by different electrochemical techniques.
To study the effects of post-discharge nitriding, thesamples were nitrided a different times from 5 to 25 min at 810 K (below of the transformation eutectoid point (908 K)) in flow of 40-20-100 (N2-Ar-H2 respectively).
The microstructural characterization results showed that at 5 min of nitriding time a compact and homogeneous layer was formed, which had the higher hardness values that the layers formed during 15 and 25 min of nitriding time, theinterface case/core is less pronounced when the time is increased and the hardening reaches a higher depth. The nitriding layer formed during 5 min are formed for smaller crystals of the - Fe2-3N and ’ - Fe4N nitrides, which were identified by XRD.
CAPITULO 1
1. INTRODUCCIÓN
1.1ANTECEDENTES Y PLANTEAMIENTO DELPROBLEMA
La nitruración es un tratamiento termoquímico utilizado en aceros para modificar las propiedades en la superficie a través de la difusión de nitrógeno que genera un gradiente de concentración de nitrógeno desde la superficie hasta alcanzar cierta profundidad. Este gradiente de concentración da como resultado la formación de capas compactas de nitruros, además de una zona de difusión denitrógeno disuelto en los huecos intersticiales de la ferrita. En el sistema Fe-N-C, a temperaturas cercanas o inferiores al punto de transformación eutectoide, la nitruración de acero al carbono produce las siguientes fases: e-Fe2-3(N, C), g’-Fe4N1-x(N, C), o una solución sólida de nitrógeno en la ferrita a[1]. Esta configuración produce una mejorara notable en las propiedades tribológicas y defatiga del material.
Hace más de 80 años, Fry [2], describió por primera vez el proceso de nitruración en aceros, al realizar nitruraciones en baños de sales. A partir de este momento, el tratamiento de nitruración fue rápidamente implementado en aplicaciones comerciales, aunque aún existía muy poco conocimiento de los fundamentos del proceso. En 1932 Fry [3], describió, que el endurecimiento...
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