Mapa de desgaste de materiales compuestos de matriz de aluminio

ROMINA BORELLI, MARIO ROSENBERGER, ALICIA ARES, ELENA FORLERER; CARLOS SCHVEZOV,

Posadas, Argentina

Congreso; 3as Jornadas de Investigación Científico Tecnológicas 2005 de la UNaM; 2005

fceqyn y segcyt - unam

Los materiales sometidos a desgaste pueden responder de manera diferente según la magnitud de las solicitaciones del sistema. Esta diferencia radica en diferentes mecanismos de deterioro del material por desgaste. Los factores más determinantes del mecanismo de desgaste son: la carga aplicada y la velocidad de deslizamiento. Los mapas de desgaste señalan las regiones donde se circunscriben dichos mecanismos, esto los convierte en herramientas útiles para la selección de materiales, ya que permiten determinar de una manera clara y rápida el rango de aplicación de un material, en función de las solicitaciones de desgaste [1]. Para la construcción de los mapas de desgaste es necesario realizar múltiples ensayos a diferentes condiciones de carga y velocidad manteniendo los otros parámetros de proceso constante: lubricación, temperatura y humedad ambiente. El estudio emprendido en este trabajo se sitúa en caracterizar el desgaste a diferentes cargas manteniendo la velocidad de deslizamiento constante e identificar la transición de regimenes de desgaste de moderado a severo, para continuar en subsiguientes trabajos la confección del mapa completo. Por lo tanto se determinó la resistencia al desgaste de probetas cilíndricas de la aleación de aluminio 1060 reforzada con 15% en volumen de partículas de Alúmina, en un equipo pin-on-ring. El ensayo se realizó a una velocidad de 2,7 m/s en un rango de cargas comprendido entre los 4,9 N y 91,2 N, finalizando al alcanzar el estado estacionario de desgaste. En todos los casos la contraparte fue un disco de acero al carbono de 272 HB de dureza. Para la identificación de los mecanismos se realizó la caracterización de las superficies y subsuperficies de desgaste, tanto en morfología y propiedades mecánicas como en composición química ya que procesos de transferencia de materiales y oxidación pueden estar presentes. Para ello se emplearon microscopia óptica y electrónica, así como análisis de dispersión en energía de rayos X, tanto en la superficie desgastada como en cortes longitudinales de las probetas. Los resultados indican la presencia de dos regimenes de desgaste, uno de características moderadas manifestado a cargas menores a 80 N, y otro de desgaste severo a cargas superiores. En el régimen moderado se formó una Capa de material Mecánicamente Mezclado (CMM), entre el hierro de la contraparte y el material de la matriz, el cual contribuyó en gran medida a la resistencia al desgaste. A cargas elevadas se generaron condiciones que volvieron inestable a la CMM lo que impide su asentamiento y, por lo tanto, eliminando su acción protectora.