Resistencia a la corrosión de multicapas nanométricas de CrNx/Cr depositadas con magnetrón desbalanceado

Abstract

En el presente trabajo se evaluó la resistencia a la corrosión de las multicapas nanométricas de CrN/Cr depositadas sobre sustratos de acero inoxidable AISI 304 por el proceso de Sputtering con magnetrón desbalanceado. Los ensayos de corrosión se realizaron con técnicas electroquímicas de polarización potenciodinámica en una solución de 0.5M H2SO4 + 0.05M KSCN y de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) en una solución de NaCl al 3 % a temperatura ambiente. La evaluación del fenómeno de corrosión se hizo mediante la información suministrada por las curvas potenciodinámicas, los espectros EIS, La presencia de fases cristalinas mediante difracción de rayos X y la observación de las superficies degradadas por microscopía electrónica de barrido y microscopia de fuerza atómica. Estas pruebas se desarrollaron con el objetivo de establecer el efecto como barrera de protección de los recubrimientos con respecto al acero inoxidable e interpretar los posibles mecanismos de corrosión presentes sobre estas superficies, de manera que se puedan establecer diferencias y ventajas frente a los recubrimientos de cromo duro electrolíticos obtenidos directamente de la industria, los cuales que fueron evaluados mediante las mismas técnicas electroquímicas y bajo los mismos parámetros de prueba. De esta manera se estudió el efecto del espesor de las multicapas con valores de 0.2, 1 y 3 μm, y el del periodo de la bicapa con valores de 20, 100 y 200 nm, en el comportamiento de la resistencia a la corrosión del sistema sustrato-recubrimiento como resultado de la reducción de la porosidad con el número de interfaces, al igual que el efecto del sustrato debido a sus propiedades pasivantes. Dentro de los ensayos desarrollados tanto el periodo como el espesor mostraron ser variables relevantes para el control de la resistencia a la corrosión de las multicapas de CrN/Cr, que mostraron ser más eficientes como protección que los recubrimientos de cromo duro electrolítico. / Abstract. This paper reports corrosion resistance of CrN/Cr nano-multilayers deposited onto AISI 304 substrate by unbalanced magnetron sputtering. Corrosion tests were carried out by potentiodynamic polarization with 0.5M H2SO4 + 0.05M KSCN solution and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) with 3% NaCl solution at room temperature. Corrosion phenomena evaluation was carried out through the information of potentiodynamic curves, EIS spectrums and observation of degraded areas by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and X-ray diffraction (XRD). These tests were carried out to establish the coatings effect like protection barrier corrosion compared with stainless steel and to propose the possible corrosion mechanisms into their surfaces, to establish differences and advantages of the electrolytic hard chromium electrodeposition obtaining by industry, evaluated by the same electrochemical tests and same test parameters. Thus was studied the multilayer thickness effect -0.2, 1 and 3 μm- and bilayer period -20, 100 and 200 nm- on the corrosion resistance of substrate/coating system as a result of porosity reduction and number of interfaces, and at the same time the substrate passivation effect. This investigation aimed at assessing the nanometric CrN/Cr multilayers deposited by UBM as an alternative for replacing electrochemical coatings by studying the influence of period and number of interfaces on the corrosion resistance of multilayers having a combination of hard (CrN) and tough (Cr) phases. Bilayer period and thickness were relevant in the corrosion resistance control of CrN/Cr multilayers, that had showed been more efficiency as a barrier protection than hard chromium electrodeposition coatings.