Caracterización Microestructural de un Acero AISI 4140 Nitrurado por Post-Descarga Microondas, con Aplicación de Técnicas de Simulación Molecular

Hdl Handle:
http://hdl.handle.net/11285/572595
Title:
Caracterización Microestructural de un Acero AISI 4140 Nitrurado por Post-Descarga Microondas, con Aplicación de Técnicas de Simulación Molecular
Authors:
Medina Flores, Ariosto
Issue Date:
01/10/2005
Abstract:
El objetivo de la investigación realizada fue someter un acero AISI 4140 a un proceso de nitruración por el método de post-descarga micro-ondas, caracterizar la estructura y fases presentes, analizar su efecto en las propiedades mecánicas y comportamiento a la corrosión mediante la aplicación de diferentes técnicas electroquímicas. Así mismo, obtener los modelos cristalinos, morfología e imágenes de HRTEM de las muestras nitruradas, con la aplicación de técnicas de simulación molecular, los cuales se compararon con las obtenidas experimentalmente. Para el estudio de los efectos provocados por la nitruración por postdescarga micro-ondas, las muestras se nitruraron variando el tiempo de nitruración con valores desde 5 hasta 25 minutos a una temperatura y mezcla de gases constante de 810 K y 40-20-100 de NrAr-Hi, respectivamente. La temperatura de nitruración fue abajo del punto de transformación eutectoide del sistema Fe-N (908 K). La microestructura de la capa nitrurada fue analizada por microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB), espectrometría de energía dispersiva (EDS), difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de transmisión convencional (MET) y microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM). Se realizaron mediciones de la microdureza para determinar las correlaciones profundidad de capa vs microdureza alcanzada. Técnicas de simulación molecular fueron aplicadas, para optimizar el análisis microestructural y profundizar en el estudio de los nitruros. Se utilizaron técnicas de procesamiento y simulación de imágenes (método multicapas) utilizando el software Cerius2 , versión 3.0. Los cálculos teóricos fueron hechos en una estación de trabajo Indigo2 SGI con un procesador R10000. Se evalÚo la resistencia a la corrosión utilizando los métodos técnicos referidos por la NACE (National Association of Corrosión Engineers). La resistencia a la corrosión de las muestras no nitruradas y nitruradas fue evaluado mediante diferentes pruebas electroquímicas 5 6 potenciodinámicas, tales como: Táfel, polarización anódica, polarización cíclica, ruido electroquímico, en una solución del tipo NACE TM 0177. Los resultados de la caracterización microestructural mostraron que con tiempos de nitruración de 5 minutos se forma una capa compacta y homogénea en espesor, la cual obtuvo el valor más alto de microdureza seguidas de la muestra nitrurada durante 15 y 25 minutos de nitruración respectivamente, observándose que el perfil de dureza es más pronunciado para tiempos de nitruración de 5 minutos que para los tiempos de nitruración con 15 y 25 minutos, dónde este perfil es menos pronunciado. La capa nitrurada formada con un tiempo de 5 minutos está formada por pequeños cristales de los nitruros E - Fe2-3N y y' - Fe4N, los cuáles fueron identificados mediante difracción de rayos X y HRTEM. De los resultados de microscopía electrónica de transmisión de alta resolución, se establecieron las relaciones de coherencia entre precipitados y matriz: (010) Fe-a; (100) s-Fe2.3N; (110) y'-Fe4N Los resultados de los análisis EDS mostraron un perfil de concentración del N, de la superficie al centro del material, se obtuvo un valor máximo de microdureza de 1120 HV en la superficie del material nitrurado, comparado con el valor inicial de microdureza 330 HV para el acero de llegada. Se observó que el acero nitrurado presenta un perfil de microdureza el cual disminuye hacia el interior del material. Los resultados de las pruebas electroquímicas obtenidas mediante polarización anódica y tafel, sobre las muestras nitruradas, mostraron que el valor de potencial de corrosión (Ecorr) más noble y el valor más bajo de velocidad de corrosión se obtuvo en la muestra nitrurada durante 5 minutos, indicando claramente que la nitruración por post-descarga micro-ondas en tiempos cortos es un proceso muy eficiente para la protección de la corrosión del acero AISI 4140.
Keywords:
Microestructura; Nitruración; Microscopía
Degree Program:
Programa para Graduados
Advisors:
Dr. Joaquín Oseguera Peña
Committee Member / Sinodal:
Dra. Patricia Santiago Jacinto
Degree Level:
Doctor en ciencia e ingeniería de los materiales
School:
Escuela de Ciencias E Ingeniería
Campus Program:
Campus Estado de México
Discipline:
Ingeniería y Ciencias Aplicadas / Engineering & Applied Sciences
Appears in Collections:
Ciencias Exactas

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DC FieldValue Language
dc.contributor.advisorDr. Joaquín Oseguera Peñaes
dc.contributor.authorMedina Flores, Ariostoes
dc.date.accessioned2015-08-17T11:36:08Zen
dc.date.available2015-08-17T11:36:08Zen
dc.date.issued01/10/2005-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11285/572595en
dc.description.abstractEl objetivo de la investigación realizada fue someter un acero AISI 4140 a un proceso de nitruración por el método de post-descarga micro-ondas, caracterizar la estructura y fases presentes, analizar su efecto en las propiedades mecánicas y comportamiento a la corrosión mediante la aplicación de diferentes técnicas electroquímicas. Así mismo, obtener los modelos cristalinos, morfología e imágenes de HRTEM de las muestras nitruradas, con la aplicación de técnicas de simulación molecular, los cuales se compararon con las obtenidas experimentalmente. Para el estudio de los efectos provocados por la nitruración por postdescarga micro-ondas, las muestras se nitruraron variando el tiempo de nitruración con valores desde 5 hasta 25 minutos a una temperatura y mezcla de gases constante de 810 K y 40-20-100 de NrAr-Hi, respectivamente. La temperatura de nitruración fue abajo del punto de transformación eutectoide del sistema Fe-N (908 K). La microestructura de la capa nitrurada fue analizada por microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB), espectrometría de energía dispersiva (EDS), difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de transmisión convencional (MET) y microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM). Se realizaron mediciones de la microdureza para determinar las correlaciones profundidad de capa vs microdureza alcanzada. Técnicas de simulación molecular fueron aplicadas, para optimizar el análisis microestructural y profundizar en el estudio de los nitruros. Se utilizaron técnicas de procesamiento y simulación de imágenes (método multicapas) utilizando el software Cerius2 , versión 3.0. Los cálculos teóricos fueron hechos en una estación de trabajo Indigo2 SGI con un procesador R10000. Se evalÚo la resistencia a la corrosión utilizando los métodos técnicos referidos por la NACE (National Association of Corrosión Engineers). La resistencia a la corrosión de las muestras no nitruradas y nitruradas fue evaluado mediante diferentes pruebas electroquímicas 5 6 potenciodinámicas, tales como: Táfel, polarización anódica, polarización cíclica, ruido electroquímico, en una solución del tipo NACE TM 0177. Los resultados de la caracterización microestructural mostraron que con tiempos de nitruración de 5 minutos se forma una capa compacta y homogénea en espesor, la cual obtuvo el valor más alto de microdureza seguidas de la muestra nitrurada durante 15 y 25 minutos de nitruración respectivamente, observándose que el perfil de dureza es más pronunciado para tiempos de nitruración de 5 minutos que para los tiempos de nitruración con 15 y 25 minutos, dónde este perfil es menos pronunciado. La capa nitrurada formada con un tiempo de 5 minutos está formada por pequeños cristales de los nitruros E - Fe2-3N y y' - Fe4N, los cuáles fueron identificados mediante difracción de rayos X y HRTEM. De los resultados de microscopía electrónica de transmisión de alta resolución, se establecieron las relaciones de coherencia entre precipitados y matriz: (010) Fe-aes
dc.description.abstract(100) s-Fe2.3Nes
dc.description.abstract(110) y'-Fe4N Los resultados de los análisis EDS mostraron un perfil de concentración del N, de la superficie al centro del material, se obtuvo un valor máximo de microdureza de 1120 HV en la superficie del material nitrurado, comparado con el valor inicial de microdureza 330 HV para el acero de llegada. Se observó que el acero nitrurado presenta un perfil de microdureza el cual disminuye hacia el interior del material. Los resultados de las pruebas electroquímicas obtenidas mediante polarización anódica y tafel, sobre las muestras nitruradas, mostraron que el valor de potencial de corrosión (Ecorr) más noble y el valor más bajo de velocidad de corrosión se obtuvo en la muestra nitrurada durante 5 minutos, indicando claramente que la nitruración por post-descarga micro-ondas en tiempos cortos es un proceso muy eficiente para la protección de la corrosión del acero AISI 4140.es
dc.language.isoesen
dc.rightsOpen Accessen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.titleCaracterización Microestructural de un Acero AISI 4140 Nitrurado por Post-Descarga Microondas, con Aplicación de Técnicas de Simulación Moleculares
dc.typeTesis de Doctoradoes
thesis.degree.grantorInstituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterreyes
thesis.degree.levelDoctor en ciencia e ingeniería de los materialeses
dc.contributor.committeememberDra. Patricia Santiago Jacintoes
thesis.degree.disciplineEscuela de Ciencias E Ingenieríaes
thesis.degree.namePrograma para Graduadoses
dc.subject.keywordMicroestructuraes
dc.subject.keywordNitruraciónes
dc.subject.keywordMicroscopíaes
thesis.degree.programCampus Estado de Méxicoes
dc.subject.disciplineIngeniería y Ciencias Aplicadas / Engineering & Applied Scienceses
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