Volumen II - SAM

2. PROCEDIMIETO EXPERIMETAL
2.1 Material, tratamiento y análisis de la superficie
Las probetas de PH-X SUPRA, cuya composición química se muestra en la Tabla 1, fueron cortadas,
rectificadas y envejecidas a 495 o C por cuatro horas. Luego se lijaron con granulometría creciente y se
pulieron con pasta diamantada de 1 µm. Un grupo de probetas, referidas como “patrón”, se separó y no fue
nitrurado para comparar con las tratadas en los ensayos de dureza, corrosión y erosión-corrosión.
Tabla 1. Composición química del acero según fabricante.
% en peso C Cr Mn Si i Otros
PH-X SUPRA 0,05 15,00 0,45 0,25 4,50 Cu 3,50; Nb
Las probetas se nitruraron en un equipo industrial de la empresa IONAR SA (Buenos Aires), en dos ensayos
de 12 horas, a 390 o C de temperatura y a una presión de 5 hPa, con diferentes porcentajes de gases; el primero
con 25% de N2 y 75% de H2 y el segundo con 20% de N2 y 80% de H2.
Las probetas, una vez nitruradas, se enviaron al grupo GIS-UTN, donde luego de una leve limpieza
superficial, para quitar óxidos, se les midió dureza en superficie con un Microdurómetro Shimadzu con punta
Vickers, carga de 0,05 kg y tiempo de indentación de 10 seg. Posteriormente se cortó e incluyó en resina una
probeta nitrurada correspondiente a cada condición de nitruración para observar, al microscopio óptico, la
estructura de la capa modificada, utilizando el reactivo de Marble (20 ml HCl, 20 ml H2O y 4 g de CuSO4)
para revelar la estructura de la capa superficial.
2.2 Ensayos de corrosión
La resistencia a la corrosión se evaluó con tres métodos. En primer lugar se realizó una prueba de pasivación,
con una gota de sulfato de cobre penta hidratado, con un agregado de ácido sulfúrico, según sugiere la norma
ASTM A967-05, en la práctica “D”. La deposición de cobre antes de 6 minutos indica la presencia de hierro
libre, por ende una falla de la capa de óxido pasivante.
En segundo lugar, se midió el potencial de corrosión en un electrolito de NaCl al 5% en circuito abierto con
respecto a un electrodo de referencia de calomel saturado (SCE). Se tomó el valor de equilibrio después de
30 minutos y se realizó el promedio de los valores en tres puntos de la superficie de cada probeta.
En tercer lugar, las probetas fueron sometidas a un ensayo de corrosión en niebla salina, en una cámara
construida según la norma ASTM B117. Se utilizó una solución de NaCl al 5% y con ph 6,8, que se atomizó
sobre las muestras durante 100 horas. La temperatura en la zona de las probetas se mantuvo a 35°C. Se
expuso sólo una cara de las probetas, las restantes se enmascararon. Se midió la corrosión semicuantitativamente,
indicando la presencia o no de picaduras, y el grado de afectación de la corrosión
generalizada, con un método diseñado a partir de metodologías de análisis descritas en otras normas como
ASTM G46, D610 y G33.
2.3 Erosión-corrosión
Los ensayos de erosión-corrosión se realizaron en una máquina que fue diseñada y construida en la FRCU-
UTN, la cual consta de un sistema motriz y un brazo que hace girar las probetas en una solución de agua
salada con arena en suspensión, formando un flujo turbulento. Las probetas se enfrentan en forma normal
con el flujo de agua y arena a una velocidad media de 7 m/s, pudiéndose ensayar cuatro probetas a la vez. La
arena es de granulometría AFS 50 y se agrega en la proporción 125 g/l. La concentración de sales en el agua
es: NaCl al 1% y MgCl al 0,3% (similar al agua de mar). Los ensayos tuvieron una duración de 24 horas y se
alcanzó una temperatura promedio de 60 o C. En cada ensayo se colocaron dos probetas patrones y dos
nitruradas, en la condición 1 para el primer ensayo y dos patrones y dos nitruradas en la condición 2 para el
segundo. Antes y después de cada ensayo se registraron las masas de las probetas, utilizando una balanza con
precisión de 1mg y sobre un promedio de cinco pesadas de cada una se halló la pérdida de masa relativa a la
patrón para determinar la resistencia al desgaste. Posteriormente al ensayo se las observó al microscopio para
evaluar las zonas afectadas por la erosión y la corrosión.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓ
3.1 Microestructura y dureza
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