El documento evalúa el comportamiento a la fatiga y fatiga-corrosión de un acero AISI 4340 recubierto con una película cerámica nanoestructurada obtenida mediante PAPVD. Se realizaron ensayos mecánicos estáticos y de fatiga a diferentes niveles de esfuerzo. Los resultados mostraron que el recubrimiento mejoró la resistencia a la fatiga en aire y corrosión en comparación con el acero sin recubrir.

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. La Comunidad Europea Invierte en Ingeniería de Superficie Millardos

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. Motores Segmentos de pistón

6. Engranajes y componentes de rodamientos

7. Engranajes y componentes de rodamientos Unidades de engranajes Transmisiones para aviación WC/C

8. Que es la SOBERANIA ENERGETICA . Exploración Producción Manejo y Almacenamiento Refinación Distribución La Industria Petrolera Nacional

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. Exploración y Perforación Sistema integrado de perforación Condiciones de servicio del sistema Propiedades de los componentes que integran el sistema.

11. Exploración y Perforación Empacaduras Recuperables de compresión Empacaduras recuperables de tensión:

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

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

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

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

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

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

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)

22. Espesores y Perfil de Composición Química Balinit Futura

23. Espesores y Perfil de Composición Química Balinit Futura

24. Esfuerzos Residuales -2,956 GPa Los Esfuerzos Residuales y las Variables de Deposición de la Película

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

26. Ensayos Mecánicos

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)

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

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.

30. Evaluación de las Propiedades Mecánicas Estáticas: Nano Dureza

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

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 -

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

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

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

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.

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)

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

41. a) y b) Detalles de la intercara substrato – recubrimiento del Balinit Futura. a b

42. Gracias por su atención