Estudio de las propiedades tribológicas y a la corrosión de un acero de media aleación nitrurado por plasma y con un proceso de post oxidación

DALIBÓN, E.; BRÜHL, SONIA P.; PRIETO, G.; SILVA CÁRDENAS, I. H.; TUCKART, W. R.; KARGES, E.; CABO, A.

Ciudad de México

Otro; 1er Reunión Latinoamericana de Ingeniería de Superficies y Tribología; 2022

AISI 4140 es un acero de media aleación usado en construcciones mecánicas. La nitruración gaseosa y por plasma se han aplicado con éxito en este material para aumentar su dureza en superficie y por ende la resistencia al desgaste. Sin embargo, la nitruración no siempre produce buenos resultados en cuanto a la corrosión. En este trabajo se propone la combinación de nitruración iónica con un tratamiento de post oxidación como solución, para incrementar la dureza, las propiedades tribológicas y la resistencia a la corrosión. Muestras de acero AISI 4140 cortadas de una barra bonificada, se nitruraron por plasma en la empresa IONAR S.A., de Argentina, en un proceso de 15 horas y a 500 °C. Luego, en la misma cámara de trabajo se realizó un proceso de oxidación en una atmósfera de vapor de agua durante una hora y a una temperatura de 400 °C. La microestructura se analizó con microscopio óptico, electrónico y DRX. La resistencia al desgate se evaluó en un ensayo pin on disk y el coeficiente de fricción se midió en seco y en condiciones de lubricación a baja carga. La resistencia a la corrosión se evaluó en un ensayo de niebla salina de 100 h y a través de ensayos potenciodinámicos en una solución de NaCl. La capa de óxido resultó de aproximadamente 0,5 micrones de espesor, y capa de compuestos generada por la nitruración, de 3 micrones, por debajo de la primera. La difracción de RX indicó la presencia del óxido de Fe de tipo magnetita y la presencia de nitruros de Fe tipo gama prima y epsilon. En los ensayos pin on disk, la resistencia al desgaste y el coeficiente de fricción no alteraron con la oxidación, al compararla con la muestra sólo nitrurada. Sólo con lubricación y en baja carga y duración se detectó una mejora. Por el otro lado, en los ensayos de niebla salina, sólo las muestras oxidadas presentaron una resistencia a la corrosión apreciable, que fue también confirmada en los ensayos potenciodinámicos mostrando una amplia zona pseudo pasiva, mejor que la muestra sólo nitrurada y que el material sin nitrurar, que sufrió disolución activa en este electrolito.