Resistencia a la corrosión y al desgaste de recubrimientos de 140 mxc-530AS y 140mxc-560AS sobre acero AISI-SAE 4340 usando la técnica de proyección térmica por arco

Abstract

Mediante proyección térmica de arco eléctrico, fueron depositados con las condiciones ambientales de Cartagena de Indias tres materiales comercialmente conocidos como 140MXC, 530AS y 560AS, sobre acero AISI/SAE 4340. Con el objetivo de evaluar la mejor estrategia para preservar la resistencia a la corrosión y al desgaste del sistema capa-sustrato los recubrimientos fueron depositados de tres formas: (1) Monocapas homogéneas de cada material; (2) Bicapas compuestas de una monocapa de 140MXC sobre una de 530AS o de 560AS y (3) recubrimientos tipo monocapas disimiles utilizando dos materiales simultáneamente 140MXC+530AS en el primer caso y 140MXC+560AS en el segundo caso. La resistencia a la corrosión y al desgaste fue evaluada mediante ensayos de polarización potenciodinamica, espectroscopia de impedancia electroquímica y desgaste abrasivo con arena seca y rueda con caucho. La caracterización estructural y morfológica se realizó mediante microscopía óptica, microscopia laser confocal, microscopia electrónica de barrido, microscopia electrónica de transmisión, difracción de electrones, difracción de rayos X y micro dureza. Fue encontrado que el recubrimiento llamado 140MXC posee dureza de alrededor de 10GPa y que se depositó con estructura de matriz amorfa que embebe nanocristales, esto fue encontrado mediante microscopia electrónica de transmisión, además su combinación en monocapas disimiles produjo seudoaleaciones en las que las tasas de desgaste fueron ligeramente superiores a las del 140MXC y estas fueron las menores tasa de todo el estudio. Por otra parte los productos de corrosión posiblemente causaron que los depósitos tipo bicapa incrementaran su resistencia a la polarización con respecto al tiempo, debido a taponamiento de defectos estructurales como poros y grietas interconectados. Los resultados de corrosión y desgaste, así como los mecanismos de falla se describen en esta investigación. / Abstract: Using thermal spray wire arc were deposited with atmospheric condition of Cartagena de Indias three materials commercially known as 140MXC, 530AS and 560AS, above steel AISI / SAE 4340. With the aim to evaluate the best strategy for preserving the corrosion and wear resistance of the system coating-substrate; Coatings were deposited in three ways: (1) homogeneous single layers of each material, (2) bilayers consist of a monolayer of 140MXC above 530AS or 560AS and (3) type monolayer coatings using two different materials 140MXC + 530AS in the first case and 140MXC + 560AS in the second case, the corrosion and wear resistance was evaluated by potentiodynamic polarization test, spectroscopy electrochemical impedance and abrasive wear with dry sand rubber wheel, on the other hand, the structural and morphological characterization were made by, optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction and hardness; Were found that the coating call 140MXC has a hardness of 10GPa. and was deposited with an amorphous structure that inbedts nano crystals, also it combination at single layers produced pseudo-alloys in which the wear resistance was lightly greater than 140MXC, and those was the best wear rates of all the investigation. On the other hand the corrosion products possibly caused the bilayers increased the polarization resistance with time, due to the clogging of structural defects connected as cracks and pores. The corrosion and wear results and failure mechanisms are described in this research.