Evaluación del Comportamiento a la Fatiga y Fatiga-Corrosión de un Acero AISI 4340 Recubierto con una Película Cerámica na...
La Comunidad Europea  Invierte en Ingeniería de Superficie Millardos
Inyección de Aluminio.  Director Técnico en TAPSA.   <ul><li>Costos de fabricación más reducidos   </li></ul><ul><li>Mejor...
Fuentes:  Renault S.A. Lubricación ( Por Mes) Vida de la Herramienta 7.000 Litros De solución 50 Litros de Solución 100 % ...
Motores  Segmentos de pistón
Engranajes y componentes de rodamientos
Engranajes y componentes de rodamientos  Unidades de engranajes   Transmisiones para aviación WC/C
Que es la   SOBERANIA ENERGETICA .  Exploración Producción Manejo y Almacenamiento Refinación Distribución  La Industria P...
Perforación Petrolera Desarrollo de piezas, con tecnología Venezolana, que permitirá una menor dependencia de actores forá...
Exploración y Perforación Sistema integrado de perforación Condiciones de servicio del sistema Propiedades de los componen...
Exploración y Perforación Empacaduras Recuperables de compresión Empacaduras recuperables de tensión:
<ul><li>ambientes agresivos </li></ul><ul><li>condiciones de operación criticas </li></ul>Distribución
Procesamiento de Materiales por Plasma Procesos Asistidos por Plasma PAPVD Proyección por Plasma PACVD Nitruración Plasmas...
 
El Mecanizado y las cargas fluctuantes en la herramienta. Los mecanismos de formación de la viruta, condicionan las necesi...
Mecanizado <ul><li>Modelo de Corte Ortogonal: </li></ul><ul><li>ángulo de ataque </li></ul><ul><li>ángulo de incidencia  <...
Mecanizado Mecánica de formación de la viruta Menor ángulo de incidencia, mayor deformación involucrada en el proceso de c...
Estructura del recubrimiento Estructura nano Propiedades del recubrimiento *mayor estabilidad térmica y química *mejores p...
Microscopia Óptica del Substrato.   Microestructura del substrato de la probeta recubierta en la sección longitudinal Micr...
Condiciones superficiales de la Película Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) Espesores y Perfil de Composición Química Mic...
(AFM) Reporte del Análisis Superficial:   Superficie Analizada:  222,410   m 2   Rugosidad Ra:  82nm   Skewness Rsk:  0,9...
Espesores y Perfil de Composición Química Balinit Futura
Espesores y Perfil de Composición Química Balinit Futura
Esfuerzos Residuales -2,956 GPa Los Esfuerzos Residuales y las Variables de Deposición de la Película
Sección transversal de un recubrimiento de Nitruro de Titanio tomada por MET.   (a) Sección transversal tomada por MET de ...
Ensayos Mecánicos
Análisis Fractográfico de especímenes ensayados en tracción de  muestras de aceros de baja aleación y alta resistencia rec...
Módulo de Young en función de la profundidad de penetración (calibración “ G2005_05_10_05” ). Dureza en función de la prof...
Evaluación de las Propiedades Mecánicas Estáticas: Carga máxima:  65 g. Velocidad:  50 nm/s. Se asignó al sistema capa-sub...
Evaluación de las Propiedades Mecánicas Estáticas: Nano Dureza
Resultados de la distribución de Weibull para los ensayos de fatiga al aire  del material base Gráfico de función de proba...
Resultados de la distribución de Weibull para los ensayos de fatigal corrosión del material base Gráfico de función de pro...
Gráfico de función de probabilidad de Weibull Resultados de la distribución de Weibull para los ensayos de fatiga  Aire 43...
Resultados de la distribución de Weibull para los ensayos de fatiga  Corrosión 4340+BF Gráfico de función de probabilidad ...
Resultados de la distribución de Weibull para todas las condiciones AISI 4340 Aire AISI 4340 Corrosión AISI 4340 +BF Aire ...
 
 
(a), (b) y (c) muestran las macrograf í as de la superficie de fractura de espec í menes de conjunto AISI 4340 BON+ Balini...
(a), (b), (c)  Micrograf í as de la superficie de fractura de esp é cimen del conjunto AISI 4340 BON+ Balinit Futura, Ensa...
Micrograf í as de las probetas recubiertas con Balinit Futura. a) S f =612 ,b) S f =650  , c) S f = 688 y d) S f =726. Ens...
a) y b) Detalles de la intercara substrato – recubrimiento del Balinit Futura. a b
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Plasma para recubrimientos de materiales

  1. 1. Evaluación del Comportamiento a la Fatiga y Fatiga-Corrosión de un Acero AISI 4340 Recubierto con una Película Cerámica nanoestructurada Obtenida a Través de una Técnica de PAPVD Crisanto José Villalobos G La Física de Plasma en el Desarrollo Tecnológico de Materiales y sus Aplicaciones
  2. 2. La Comunidad Europea Invierte en Ingeniería de Superficie Millardos
  3. 3. Inyección de Aluminio. Director Técnico en TAPSA. <ul><li>Costos de fabricación más reducidos </li></ul><ul><li>Mejor llenado del molde </li></ul><ul><li>Menor fuerza de liberación del molde </li></ul><ul><li>Mayor resistencia al uso </li></ul><ul><li>Mejor calidad de los productos moldeados por inyección </li></ul><ul><li>Buen indicador de desgaste </li></ul>Molde de inyección de aluminio Descripción Sin recubrimiento Con Recubrimiento Inyecciones 50,000 130,000 Mantenimiento cada 25,000 inyecciones 0 Limpieza menor  1 (turno) 8 (turnos)
  4. 4. Fuentes: Renault S.A. Lubricación ( Por Mes) Vida de la Herramienta 7.000 Litros De solución 50 Litros de Solución 100 % 300% Substrato Recubrimiento
  5. 5. Motores Segmentos de pistón
  6. 6. Engranajes y componentes de rodamientos
  7. 7. Engranajes y componentes de rodamientos Unidades de engranajes Transmisiones para aviación WC/C
  8. 8. Que es la SOBERANIA ENERGETICA . Exploración Producción Manejo y Almacenamiento Refinación Distribución La Industria Petrolera Nacional
  9. 9. Perforación Petrolera Desarrollo de piezas, con tecnología Venezolana, que permitirá una menor dependencia de actores foráneos en el proceso de extracción de crudo
  10. 10. Exploración y Perforación Sistema integrado de perforación Condiciones de servicio del sistema Propiedades de los componentes que integran el sistema.
  11. 11. Exploración y Perforación Empacaduras Recuperables de compresión Empacaduras recuperables de tensión:
  12. 12. <ul><li>ambientes agresivos </li></ul><ul><li>condiciones de operación criticas </li></ul>Distribución
  13. 13. Procesamiento de Materiales por Plasma Procesos Asistidos por Plasma PAPVD Proyección por Plasma PACVD Nitruración Plasmas Térmicos Plasmas de Baja densidad Corte y Soldadura Sputtering evaporación reactivo:/ no reactivo Con o sin bombardeo Iónico
  14. 15. El Mecanizado y las cargas fluctuantes en la herramienta. Los mecanismos de formación de la viruta, condicionan las necesidades de fuerzas y potencia , el aumento de la temperatura causado por la acción del corte, la vida de la herramienta , el acabado superficial y maquinabilidad , lo cual permitirá planificar operaciones eficientes económicas, así mismo seleccionar el equipo y herramienta mas adecuada. Porque estudiar fatiga en estos sistemas
  15. 16. Mecanizado <ul><li>Modelo de Corte Ortogonal: </li></ul><ul><li>ángulo de ataque </li></ul><ul><li>ángulo de incidencia </li></ul>Mecánica de formación de la viruta d Viruta Pieza Plano Cortante  Angulo de Ataque Herramienta  90° B A C O  
  16. 17. Mecanizado Mecánica de formación de la viruta Menor ángulo de incidencia, mayor deformación involucrada en el proceso de corte.    1  B A B 2 B 1 C O O 1 O 2
  17. 18. Estructura del recubrimiento Estructura nano Propiedades del recubrimiento *mayor estabilidad térmica y química *mejores propiedades deslizantes *mejor resistencia al desgaste Aplicación Herramientas bajo altas cargas térmicas y abrasivas TiAIN/TiN/Ti   HV* 3300  Coeficiente de fricción 0,30 - 0,35  Tensiones internas (GPa)* -1,3 / -1,5  Temperatura máx.de aplicación (°C)* 900  Balinit Futura
  18. 19. Microscopia Óptica del Substrato. Microestructura del substrato de la probeta recubierta en la sección longitudinal Microestructura del substrato de la probeta sin recubrir en la sección longitudinal
  19. 20. Condiciones superficiales de la Película Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) Espesores y Perfil de Composición Química Microscopia Electrónica de Barrido Análisis Espectroscópico por Electrones Auger AES Difracción de Rayos X Esfuerzos Residuales
  20. 21. (AFM) Reporte del Análisis Superficial:   Superficie Analizada: 222,410  m 2   Rugosidad Ra: 82nm   Skewness Rsk: 0,982   Pico Máximo Rmax: 135,719 nm   Desviación E. Rq: 68,518 nm   Kurtosis Rku: 5,095                  Imagen en 2D de la superficie de un espécimen de Acero AISI 4340, recubierto con una Película de Balinit Futura y (b) la correspondiente imagen en 3D de la misma zona utilizando para ello un Microscopio de Fuerza Atómica. (a)
  21. 22. Espesores y Perfil de Composición Química Balinit Futura
  22. 23. Espesores y Perfil de Composición Química Balinit Futura
  23. 24. Esfuerzos Residuales -2,956 GPa Los Esfuerzos Residuales y las Variables de Deposición de la Película
  24. 25. Sección transversal de un recubrimiento de Nitruro de Titanio tomada por MET. (a) Sección transversal tomada por MET de una película multicapa de TiN/NbN, (b) Imagen en alta resolución de una película de TiN–SiNx 8 at.% Si
  25. 26. Ensayos Mecánicos
  26. 27. Análisis Fractográfico de especímenes ensayados en tracción de muestras de aceros de baja aleación y alta resistencia recubiertos con depósitos cerámicos. (a) , (b) y (c) . Imagen de las condiciones de la superficie lateral de especímenes ensayados en tracción del conjunto substrato- recubrimiento Balinit Futura . (a) (c) (b)
  27. 28. Módulo de Young en función de la profundidad de penetración (calibración “ G2005_05_10_05” ). Dureza en función de la profundidad de penetración (calibración “ G2005_05_10_05” ). Muestra patrón de sílica fundida (módulo elástico nominal = 72 GPa, dureza universal nominal = 9.5 GPa). Nano Indentación
  28. 29. Evaluación de las Propiedades Mecánicas Estáticas: Carga máxima: 65 g. Velocidad: 50 nm/s. Se asignó al sistema capa-substrato un coeficiente de Poisson de  = 0.25. Ritmo de deformación: 0.050 1/s. Desplazamiento harmónico: 2 nm. Frecuencia: 45 Hz.
  29. 30. Evaluación de las Propiedades Mecánicas Estáticas: Nano Dureza
  30. 31. Resultados de la distribución de Weibull para los ensayos de fatiga al aire del material base Gráfico de función de probabilidad de Weibull Esfuerzo [Mpa] Vida Media Distribución empleada β α δ 625,3 200.990 Weibull 3 parámetros 1,6686 99.323 112.250 673,4 51.745 Weibull 3 parámetros 4,3169 77.169 -18.507 769,6 15.752 Weibull 2 parámetros 0,4666 1.473 12.376 865,8 4.350 Weibull 3 parámetros 10,27 4.285 269
  31. 32. Resultados de la distribución de Weibull para los ensayos de fatigal corrosión del material base Gráfico de función de probabilidad de Weibull Esfuerzo [Mpa] Vida Media Distribución empleada β α δ 625,3 39.743 Weibull 3 parámetros 1,1196 8.499 31.588 673,4 24.044 Weibull 3 parámetros 2,0933 13.976 11.665 769,6 10.921 Weibull 3 parámetros 7,8907 21.488 -9.494 865,8 3.599 Weibull 2 parámetros 8,5226 3.810 -
  32. 33. Gráfico de función de probabilidad de Weibull Resultados de la distribución de Weibull para los ensayos de fatiga Aire 4340+BF Esfuerzo [Mpa] Vida Mediana Distribución empleada 612 569.230 Weibull 2 parámetros 650 156.460 Weibull 2 parámetros 688 114.050 Weibull 2 parámetros 726 60.739 Weibull 2 parámetros
  33. 34. Resultados de la distribución de Weibull para los ensayos de fatiga Corrosión 4340+BF Gráfico de función de probabilidad de Weibull Esfuerzo [Mpa] Vida Mediana Distribución empleada 612 90.824 Weibull 2 parámetros 650 44.038 Weibull 2 parámetros 688 36.778 Weibull 2 parámetros 726 35.427 Weibull 2 parámetros
  34. 35. Resultados de la distribución de Weibull para todas las condiciones AISI 4340 Aire AISI 4340 Corrosión AISI 4340 +BF Aire AISI 4340 +BF Corrosión
  35. 38. (a), (b) y (c) muestran las macrograf í as de la superficie de fractura de espec í menes de conjunto AISI 4340 BON+ Balinit Futura, Ensayados a distintos esfuerzos en Fatiga al Aire. (a) 681A: 20 KeV, 14X, Se., Sa:612MPa. B.F. Fatiga al Aire. (b) 683A-01: 20 KeV, 13X, SE., Sa: 688 MPa. BF. Fatiga al Aire. (c) 684A-01: 20 KeV, 15X, SE., Sa: 726 MPa. BF. Fatiga al Aire.
  36. 39. (a), (b), (c) Micrograf í as de la superficie de fractura de esp é cimen del conjunto AISI 4340 BON+ Balinit Futura, Ensayado a un esfuerzo alternante de 612 MPa. en Fatiga al Aire. (a) (c) (b)
  37. 40. Micrograf í as de las probetas recubiertas con Balinit Futura. a) S f =612 ,b) S f =650 , c) S f = 688 y d) S f =726. Ensayados en condiciones de Fatiga Corrosi ó n a c d b
  38. 41. a) y b) Detalles de la intercara substrato – recubrimiento del Balinit Futura. a b
  39. 42. Gracias por su atención

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