Estudio del comportamiento a la fatiga a corrosión de un acero estructural recubierto por una película pseudo cerámica obtenida por un proceso de deposición física en fase vapor asistido por plasma

Abstract

En el presente trabajo se evaluó el comportamiento a la fatiga corrosión de un acero AISI 4340 recubierto por una película pseudo cerámica de nombre comercial Balinit® Helica (AlCrN), depositada por medio de la técnica de deposición física en fase vapor asistida por plasma (PAPVD). La dureza del recubrimiento se determinó a partir de ensayos de microindentación realizados en la superficie de las muestras recubiertas, empleando discos de acero de herramienta AISI H13. Para la evaluación de las propiedades mecánicas estáticas del material se mecanizaron muestras de acuerdo a la norma ASTM A-370. A través de ensayos de tracción se determinó el esfuerzo de fluencia, esfuerzo real a carga máxima y porcentaje de reducción de área. Los ensayos de fatiga se llevaron a cabo en condiciones de flexión rotativa, empleando muestras del substrato recubierto y sin recubrir. Para lograr este propósito, se mecanizaron 37 probetas según la norma E-606. El medio corrosivo empleado fue una solución acuosa de NaCl al 3% y los ensayos se realizaron a esfuerzos alternantes máximos en el intervalo de 180 a 574 MPa, dependiendo de la condición del material. La variación del máximo esfuerzo alternante con el número de ciclos a falla se describió por medio de la ecuación de Basquin. Finalmente se realizó un análisis mediante técnicas de microscopía electrónica de barrido (MEB) a algunas muestras selectas, ensayadas a los esfuerzos alternantes extremos. El estudio ha podido corroborar que las grietas de fatiga se forman en la superficie libre del recubrimiento y posteriormente se transfieren al sustrato. La presencia de la película da lugar a un incremento en la vida a la fatiga corrosión del substrato, del orden de 64 a 84%, siendo el mayor incremento porcentual para el menor nivel de esfuerzo. Estos resultados sugieren que la película depositada posee una elevada resistencia frente a la corrosión.