Efecto de los parámetros de depósito sobre la resistencia a la corrosión y al desgaste abrasivo de recubrimientos 140MCX-530AS y 140MXC-560AS producidos con la técnica de proyección térmica por arco eléctrico para su aplicación en la industria naval

Abstract

En esta investigación, se produjeron los recubrimientos 140MXC-530AS y 140MXC-560AS mediante la técnica de proyección térmica por arco eléctrico sobre un acero AISI/SAE 4340, con el fin evaluar el efecto de los parámetros de depósito sobre la resistencia a la corrosión y al desgaste en la industria naval, utilizando el método experimental de arreglos ortogonales factoriales fraccionales Taguchi L9(34-2). Las técnicas de caracterización empleadas para la identificación química, morfológica y microestructural fueron EDX, AES, XPS, COM, SEM, CLM y XRD. Para determinar el comportamiento mecánico y desgaste abrasivo y adhesivo (Pin on disc), se realizaron los ensayos de microdureza Vickers (HV) y adherencia (tensión) y para la evaluación de la resistencia a la corrosión, se efectuaron las pruebas de cámara salina y potencio dinámicas TAFEL y EIS. Se realizó un modelamiento computacional que permitió analizar los perfiles de presión y velocidad del flujo de aire en la campana de proyección, estimar los esfuerzos cortantes en las puntas de los alambres y predecir el comportamiento térmico y dinámico de las partículas en la fase de transporte, en función de los tamaños supuestos para tal fin. Estos tamaños se aproximaron a los obtenidos experimentalmente ejerciendo influencia en las propiedades finales de los recubrimientos. La microdureza y el tamaño de partícula fueron seleccionados como atributos para el planteamiento del modelo de optimización del proceso de proyección térmica por arco eléctrico mediante el algoritmo genético NSGA-II, frente a la resistencia al desgaste y a la corrosión. Los resultados obtenidos permitieron ver la bondad de los recubrimientos 140MXC-560AS frente a las propiedades evaluadas, los cuales se consideraron para este caso como la mejor opción de implementación, con la recuperación finalmente de un componente naval.

Abstract. In this research, 140MXC-530AS and 140MXC-560AS coatings were produced using electric wire arc-spraying on an AISI / SAE 4340 steel, in order to evaluate the effect of the deposit parameters on corrosion resistance and wear in the shipbuilding industry, using the experimental method of fractional factorial orthogonal Taguchi arrays L9 (34-2). The characterization techniques used for chemical, morphological and microstructural identification were EDX, AES, XPS, COM, SEM, CLM and XRD; to establish the mechanical behavior and the abrasive and adhesive wear (Pin on disc) Vickers microhardness (HV) and adhesion (tension) tests were performed and to evaluate the corrosion resistance, the saline chamber and potentiodynamic TAFEL and EIS tests were carried out. The computational modeling carried out allowed analyzing the pressure and velocity profiles of the air flow in the projection hood, estimating the shearing efforts at the tips of the wires and predicting the thermal and dynamic behavior of the particles in the transport phase in function of the sizes assumed for this purpose. These sizes were approximate to those obtained experimentally by exerting influence on the final properties of the coatings. The microhardness and particle size were selected as attributes for the approach of the optimization model of the electric wire arc-spraying technique using the NSGA-II genetic algorithm against wear resistance and corrosion. The results obtained showed that the 140MXC-560AS coatings performed better regarding the properties evaluated. It is considered the best option, with the finalrecovery of a naval component.