Title

COMPORTAMIENTO TRIBOLÓGICO DE UN ACERO INOXIDABLE AUSTENÍTICO AISI 316L NITRURADO POR PLASMA DC-PULSADO

WEAR BEHAVIOUR OF PLASMA NITRIDED AISI 316L AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Authorship

Heras, E. De Las; Walther, F.; Corengia, P. A.; Cabo, C.; Brühl, D. S.

DOI

10.5151/2594-5327-0347

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Abstract

Los aceros inoxidables austeníticos son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones debido a su elevada resistencia a la corrosión. En la actualidad la nitruración iónica ha mostrado ser una técnica adecuada para efectuar modificaciones en este tipo de aceros, de forma de mejorar su resistencia al desgaste sin que por ello se vea disminuida su resistencia a la corrosión. Si bien numerosos trabajos han reportado mejoras en las propiedades tribológicas del AISI 316 nitrurado, resulta de interés realizar estudios sistemáticos que evalúen dicho comportamiento utilizando equipos industriales para su tratamiento termoquímico. En este trabajo se estudió el comportamiento tribológico por medio de ensayos de desgaste con diferentes condiciones en una máquina Amsler-disc-machine A 135 de un acero AISI 316L nitrurado por plasma DC-pulsado en un equipo industrial bajo una atmósfera 25% N2 y 75% H2 durante 20 h a 400 oC. Para caracterizar las muestras desgastadas se realizaron perfiles de microdureza y microscopía óptica y electrónica de barrido y determinar los mecanismos de desgaste actuantes. Los resultados obtenidos mostraron una mejora sustancial en la resistencia al desgaste de las muestras nitruradas frente a las no tratadas y se discutieron los diferentes mecanismos de desgaste para explicar los resultados experimentales.

 

Austenitic stainless steels are widely used in industrial applications, mainly due to its good corrosion resistance; however, its low hardness and poor wear performance impose strong limitations in many cases. During the last decade plasma nitriding has gained acceptance as a technology for surface modification which seems to overcame these problems; on the other hand, several works carried out at laboratory scale have reported improvements on wear characteristics of plasma nitrided samples; consequently, it became of interest to study the wear behaviour of samples nitrided with an industrial equipment. In this work we present results of wear tests performed on AISI 316L stainless steel samples nitrided with an industrial DC-pulsed plasma equipment during 20 h at 400oC in a plasma formed with 25%N2+75%H2. The wear tests were made with an Amsler-Disc-Machine A 135 under rolling-sliding conditions; the surface and subsurface were studied by optical microscope (OM) and microhardness. Wear debris generated under dry rolling-sliding condition were observed by scanning electron microscope (SEM). Analysis and discussion of results show that plasma nitriding improves the wear resistance of the surface on austenitic stainless steel and the main wear mechanism appears to be delamination. Consequences on the load bearing capacity are discussed.

Keywords

Nitruración iónica; Tribología; Aceros inoxidables.

Ionic nitriding; Tribology; Stainless steels.