Determinación de los mecanismos de desgaste en un acero Carbo-Austemperado sometido al ensayo tribológico Disco-Disco

Abstract

RESUMEN: Los aceros carbo-austemperados, con estructura CFB (Carbide-Free Bainite) en la capa, se establecen como una interesante alternativa para la sustitución de aceros convencionales tratados térmicamente mediante cementación, sobre todo en aplicaciones que demanden alta estabilidad y fiabilidad frente a fenómenos de desgaste. A partir de esto, en el presente trabajo se evaluaron los mecanismos de desgaste, que sufre el acero fundido, de composición química: 0.30C-1.87Si-0.55Mn-0.92Cr (% peso), sometido a tratamiento térmico de carbo-austemperado. La superficie fue carburada a 0.7%C wt. y sometido a tratamientos isotérmicos a 250°C y 300°C con tiempos de sostenimiento de 8 y 4 horas respectivamente. Los ensayos de desgaste tribológicos se llevaron a cabo en un tribómetro disco sobre disco, en la cual se controlaron variables como: número de ciclos, porcentaje de deslizamiento, lubricación, acabado superficial y velocidad lineal. Con el fin de analizar los mecanismos de falla, se llevó a cabo el cálculo de las tasas de desgaste (norma ASTM G98-17) y el análisis microestructural de las pistas de desgaste mediante microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB) y difracción de rayos X (DRX). Los resultados, muestran que las capas superficiales desgastadas están formadas por estructuras de dimensiones nanométrica, lo que resultó en una mayor resistencia al desgaste de estos materiales, en los cuales se identificaron mecanismos de abrasión y fatiga principalmente. Además, las tasas de desgaste disminuyó al reducir la la temperatura del tratamiento isotérmico. Los resultados obtenidos en este trabajo de investigación, brindan elementos importantes para el entendimiento de los diferentes tipos de desgaste en condiciones rodante/deslizante en las estructuras bainíticas libres de carburos con variaciones en el contenido de austenita retenida.