Estudio mecánico de un acero cromo-molibdeno con recubrimiento duro

Mechanical Study of a Chrome-Molybdenum Steel with Hard Coating

Daniel Sánchez-Huerta
Universidad Autónoma Metropolitana | Universidad Politécnica del Valle de México, MÉXICO

José Antonio Juanico-Loran
Universidad Autónoma Metropolitana, MÉXICO

Víctor Jorge Cortes-Suarez
Universidad Politécnica del Valle de México, MÉXICO

Noé López-Perrusquia
Universidad Politécnica del Valle de México, MÉXICO

Recibido 06-10-2020, aceptado 15-12-2020.

Resumen

Se evalúa el tratamiento termoquímico de boro a temperaturas de 950 y 1000 °C, con un tiempo de exposición de 2 y 0.5 h; la adhesión de la capa se analiza mediante la técnica de Rockwell C prescrita por la norma alemana VDI 3198 y obtener una clasificación cualitativa; por microscopía óptica se observa la tasa de crecimiento y la morfología de la capa de FeB / Fe₂B en la superficie del material; la presencia de fases FeB / Fe₂B se determinó por difracción de rayos X (XRD). La técnica de microscopía electrónica de barrido (EDS) muestra la distribución de los elementos de aleación en la capa del sustrato FeB / Fe₂B formada en la superficie del acero de medio carbón. El módulo elástico y la dureza se obtuvieron con ensayos de nanoindentación en la capa bifásica generada. Esta investigación tiene como objetivo caracterizar la morfología, comportamiento adhesivo y mecánico del recubrimiento de boruro formado en un acero AISI 4140 mediante la técnica de pasta deshidratada, con bajos tiempos de difusión que evitan la formación en demasía de la fase frágil FeB.

Abstract

The thermochemical treatment of boron is evaluated at temperatures of 950 and 1000°C, with an exposure time of 2 and 0.5 h; the adhesion of the layer is analyzed using the Rockwell C technique by the German VDI 3198 standard and a qualitative classification is obtained. By optical microscopy the growth and morphology of the FeB/Fe₂B layer on the surface of the material is observed; the presence of FeB/Fe₂B phases was determined by X-ray diffraction (XRD). The scanning electron microscopy (SEM) technique shows the distribution of the alloy elements in the substrate FeB / Fe₂B layer formed on the surface of the medium carbon steel. The elastic modulus and hardness obtained with nanoindentation tests on the generated two-phase layer. The aim of this research is to characterize the morphology, adhesive and mechanical behavior of the boride coating formed on an AISI 4140 steel by means of the dehydrated paste technique, with low diffusion times that prevent the formation of too much of the fragile FeB phase.

Palabras clave: adherencia, borurado, delaminación.
Index terms: adherence, boriding, delamination.

ISO 690 reference:
Sánchez-Huerta, Daniel; Juanico-Loran, José Antonio; Cortes-Suarez, Víctor Jorge; López-Perrusquia, Noé, 2021, Estudio mecánico de un acero cromo-molibdeno con recubrimiento duro, Científica, Revista Mexicana de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, vol. 25, no. 1, ISSN 2594-2921, DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v25n1a10