Comportamiento tribológico de fundición blanca con alto contenido de cromo y calor

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 9229 (2023) Citar este artículo

Detalles de métricas

El sulfato de barita (BaSO4) se considera un material mineral muy importante que se emplea como agente densificante para todo tipo de fluidos de perforación. Mientras tanto, las trituradoras utilizadas para el paso de molienda durante la trituración de barita se ven afectadas por daños por desgaste catastrófico ubicados en las partes del martillo hechas de hierro fundido blanco con alto contenido de cromo (HCWCI). En el presente estudio, se realizó una comparación del desempeño tribológico entre HCWCI y acero tratado térmicamente AISI P20 para investigar la posible sustitución de HCWCI. La prueba tribológica se realizó bajo cargas normales entre 5 y 10 N para diferentes duraciones (60, 120, 180 y 240 min). El análisis de la respuesta al desgaste para ambos materiales mostró que el coeficiente de fricción aumenta a medida que aumenta la carga aplicada. Además, AISI P20 presentó el valor más bajo en comparación con el atribuido a HCWCI en todas las condiciones. Además, el análisis de la pista de desgaste obtenida mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) reveló que el daño era un fenómeno de desgaste abrasivo para HCWCI con detección de una red de grietas en toda la fase de carburo, que era más pronunciada bajo la carga más alta. Respecto al AISI P20, se detectó un mecanismo de desgaste abrasivo, caracterizado por varios surcos y fenómenos de arado. Además, el análisis de la pista de desgaste usando perfilometría 2D reveló que para ambas cargas, la profundidad máxima de desgaste de la pista de desgaste HCWCI fue significativamente mayor que la de AISI P20. Como resultado, en comparación con HCWCI, AISI P20 exhibe la mejor resistencia al desgaste. Además, a medida que aumenta la carga, también aumentan la profundidad de desgaste y el área desgastada. Además, el análisis de la tasa de desgaste respalda los hallazgos anteriores, que mostraron que bajo ambas cargas, AISI P20 fue más robusto que HCWCI.

El producto mineral barita, también conocido como sulfato de bario, tiene la fórmula química "BaSO4". El nombre de esta sustancia hace referencia a su tremenda densidad. La palabra "barita" en realidad deriva de la palabra griega "barys", que significa "pesado", debido al alto peso atómico del elemento bario, que es igual a 4,48 g/cm3 a una temperatura de 26 °C. No se debe pasar por alto el hecho de que este producto es ampliamente consumido en todo el mundo. De hecho, los sectores del petróleo y el gas, que son las principales industrias para el uso de la barita debido a una combinación poco común de sus características, como su alta densidad, suavidad e inercia química, son los principales beneficiarios de este uso global. El resto de aplicaciones se centran principalmente en la protección radiológica y la industria química. Es importante mencionar aquí los pasos necesarios para producir polvo de barita, que se muestran en la Fig. 1. Sin embargo, debido a la alta tasa de producción y las difíciles condiciones de trabajo, surgen varios problemas mecánicos y tribológicos (Fig. 2) a lo largo de esta trituración. proceso, causando en última instancia la falla del proceso. Estos problemas dan como resultado pérdidas financieras y de tiempo, una ralentización en la fabricación y una mala calidad en el producto final.

Proceso de trituración de barita.

Proceso de trituración: (a) Trituradora, (b) Martillo antes y después del daño, y (c) daño por desgaste.

En el mismo contexto, varios investigadores investigaron el daño de materiales metálicos1,2,3,4,5. De hecho, Arabnejad et al. examinó el efecto de la dureza de las partículas erosivas en el acero inoxidable y llegó a la conclusión de que la relación de erosión aumenta a medida que aumenta la dureza de las partículas2. Laguna-Camacho et al. analizó los fenómenos de erosión del acero inoxidable 304. La respuesta al desgaste demuestra que el mecanismo de desgaste por erosión del acero inoxidable 304 puede describirse como una fractura frágil de varios fragmentos grandes con un ángulo de impacto de 90 grados4.

Sin embargo, los estudios de literatura que tratan sobre el daño por desgaste de la trituradora en la industria son poco comunes6,7,8,9,10. Estos últimos7,9 centran su atención en el daño por desgaste de la trituradora utilizada en la industria de extracción de aceite de oliva y baritina. Una investigación general del daño superficial en el HCWCI empleado en las trituradoras de roca de barita revela ranuras continuas, profundas y anchas que están separadas por crestas provocadas por los residuos de desgaste generados en el contacto con la superficie. Debido al impacto continuo de las partículas de barita en el martillo, también se observan numerosos cráteres y una red de grietas en la superficie dañada. Como resultado, es posible inferir que el desgaste es resultado tanto de fenómenos de abrasión como de impacto9.

Además, Bahri et al.7 informaron en su investigación sobre la extracción de aceite de oliva que se produjo un fenómeno de desgaste por abrasión e impacto durante el proceso de extracción como resultado de los impactos repetidos de las partículas de semillas de oliva en la superficie del material. De hecho, este daño se manifiesta por la presencia de fenómenos de arado que conducen a la remoción de material, acción de pitting, y también algunos surcos que se observan como consecuencia del desprendimiento de grandes fragmentos.

Algunos investigadores centraron su trabajo en el estudio tribológico de HCWCI. De hecho, Scandian et al.11 analizaron la relación entre la microestructura y el comportamiento al desgaste de hierro fundido blanco con alto contenido de cromo usando un tribómetro pin-on-disc a temperatura ambiente bajo V = 0.31 m/s y F = 20 N. El análisis de los resultados revela que la microestructura tiene un fuerte efecto sobre la resistencia al desgaste del material. De hecho, la pérdida por desgaste es más importante con una matriz que es completamente ferrítica que multifásica. Además, Fernández et al.12 investigaron el comportamiento al desgaste de fundición blanca con alto contenido de cromo y alto y bajo contenido de carbono. Se comprobó que durante la prueba de desgaste, el daño de ambos materiales se inició inicialmente con un fenómeno de deformación plástica debido a la compresión de la zona de contacto, lo que provocó la aparición de varias grietas. Este último conduce a la fragmentación del material en pequeñas partículas. Asimismo, Coronado13 analizó el desgaste de fundición blanca utilizando granos abrasivos de alúmina bajo diversas cargas aplicadas (de 2 a 15 N) a una velocidad constante de V = 66 rpm. El estudio actual demuestra que la pérdida de masa aumenta a medida que aumenta la carga normal. Además, muestra la presencia de deformación plástica en la matriz, lo cual es revelado por el análisis SEM de la superficie desgastada de las probetas longitudinales y transversales.

También se informó que se están produciendo algunas grietas en el carburo M3C que forman un ángulo de alrededor de 45 grados con los arañazos cuando se aplica la carga máxima igual a 15 N.

Otros investigadores investigaron el comportamiento al desgaste del acero AISI P2014,15. De hecho, Lopes et al.14 estudiaron el desgaste microabrasivo del acero P20. El análisis de la cicatriz de desgaste revela la presencia de un mecanismo de desgaste abrasivo. Además, el modo de desgaste es una combinación de fenómenos de rodadura y rayado. También se presentó desgaste por oxidación debido a la exposición de los residuos de desgaste generados durante la prueba de desgaste.

En el mismo contexto, Pereira et al.15 elaboraron un estudio comparativo entre la resistencia al desgaste del acero AISI P20 después del tratamiento con nitrógeno y después de la deposición de una aleación de cobalto. Se realizaron pruebas de desgaste abrasivo siguiendo las normas ASTM G65-91. El análisis del resultado muestra que la pérdida de volumen de la muestra aumenta con el aumento tanto del flujo de abrasivo como de la carga aplicada. Además, es importante señalar que el efecto de este último es más significativo que el atribuido al flujo de abrasivo.

En este sentido, el acero AISI P20 del presente estudio se sometió a un tratamiento térmico particular para mejorar sus cualidades mecánicas y tribológicas. De acuerdo con la literatura, el tratamiento térmico en realidad mejora las cualidades del acero dulce, como la ductilidad, la tenacidad, la dureza y la resistencia a la tracción, como lo menciona Singh16.

Además, Chen et al.17 demostraron que las características mecánicas del acero inoxidable austenítico 316 L mejoraron después del tratamiento térmico, lo que se debe principalmente a la cantidad de fases que constituyen este material, así como a sus morfologías.

El objetivo de este trabajo es realizar un estudio comparativo entre HCWCI y AISI P20 con el fin de reducir las enormes pérdidas por desgaste que provoca el proceso de trituración. Para llevar a cabo esta tarea, se realizó un estudio tribológico de dichos materiales bajo diferentes cargas y duraciones de prueba.

En el estudio actual, se prepararon 40 × 40 × 4 mm3 de muestras tanto de HCWCI como de AISI P20 usando una máquina robotizada de alambre para cortar. De hecho, los HCWCI fueron proporcionados por SOFAP Company para análisis de pruebas adicionales. En cuanto al AISI P20, se compró a un fabricante industrial.

Vale la pena señalar que la composición química de HCWCI se determinó mediante un análisis espectroscópico de metales (Jobin Yvon JY 48®). Sin embargo, la composición química de AISI P20 fue determinada por los datos técnicos proporcionados por el proveedor. La Tabla 1 ilustra la composición química de ambos materiales.

Es importante señalar que antes de la prueba de desgaste, el acero AISI P20 fue sometido a un tratamiento térmico para mejorar sus propiedades mecánicas y tribológicas. De hecho, el tratamiento térmico adoptado se realizó de acuerdo con la base de datos del proveedor. Se lleva a cabo a una temperatura de 850 °C durante 20 min, seguido de temple en aceite. Finalmente, se realizó un paso de templado para minimizar las tensiones residuales.

Antes de la prueba de desgaste, se limpió bien la superficie de cada sustrato. Para lograr una superficie lisa con una rugosidad baja igual a Ra = 0,06 m medida mediante perfilometría 2D (Surtronic 25-Taylor Hobson), tanto HCWCI como acero tratado térmicamente AISI P20 se pulieron mecánicamente con papeles SiC. A continuación, las superficies se desengrasaron con una solución de acetona para eliminar las impurezas.

Además, se empleó un probador de microdurezas "Fisher Hardness Tester" para medir la microdureza de ambos materiales, que son iguales a HV0.05 = 742 y HV0.05 = 702 atribuidas a HCWCI y AISI P20, respectivamente.

Se utilizó un microscopio óptico tipo (ZEISS-Axiotech) equipado con cámara (ProgRes SpeedXTcore 5) para examinar la microestructura del acero tratado térmicamente AISI P20. Sin embargo, la microestructura de HCWCI se identificó mediante el uso de un microscopio electrónico de barrido (SEM, Jeol JSM-5410). Para llevar a cabo esta tarea, ambos especímenes se prepararon puliendo primero con papel de esmeril de SiC, seguido de un paso de grabado de 10 s en solución de Nital (3 %) para acero tratado térmicamente y 3 min en solución de Nital (4 %) para HCWCI. .

El HCWCI y el acero tratado térmicamente AISI P20 se sometieron a una investigación tribológica utilizando un tribómetro giratorio de bola sobre disco. Con base en la literatura18,19, se utilizó como contracuerpo una bola de alúmina (Al2O3). En nuestro estudio, se eligió una bola de alúmina con un diámetro de 10 mm.

Este último fue seleccionado como material de la contracara por una razón: su rendimiento mecánico único. Según investigaciones publicadas20,21, la alúmina en realidad tiene una dureza significativa que puede alcanzar más de 1400 HV y una rugosidad superficial de Ra = 0,02 µm22,23. Además, este material exhibe una excepcional resistencia al daño22.

Las pruebas de desgaste se llevaron a cabo utilizando una configuración de bola sobre disco bajo dos cargas normales de 5 N y 10 N a una velocidad de V = 0,31 m/s durante varias duraciones de prueba (t = 60, 120, 180 y 240 min). ). Por lo tanto, todos los experimentos de desgaste se realizaron en condiciones de deslizamiento en seco a temperatura ambiente (25 °C). Después de cada prueba de desgaste, los sustratos se limpiaron con una solución de acetona para eliminar los residuos de desgaste generados en la superficie.

Luego de la prueba de desgaste, se realizaron diferentes caracterizaciones para determinar el comportamiento de desgaste de las probetas. De hecho, la morfología y la composición química dentro y fuera de la pista de desgaste se determinaron mediante técnicas de microscopio electrónico de barrido SEM (FEI QUATRO) y espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDX), respectivamente. Además, se utilizó la máquina de perfilómetro 2D (Surtronic 25-Taylor Hobson) para cuantificar el desgaste.

Con base en la literatura24, la tasa de desgaste (\(K)\) se calculó utilizando la siguiente ecuación. (1):

donde F: Carga normal, D: Distancia de deslizamiento.

El volumen de pérdida de materiales de la sustancia desgastada se determinó utilizando la ecuación. (2):

donde R es el radio de la pista de desgaste; S: el promedio del área de la sección transversal de la pista de desgaste. R y S se midieron con una máquina de perfilómetro 2D. Se realizaron tres mediciones del área de la sección transversal y se promediaron los resultados.

La Figura 3 presenta la microestructura de HCWCI mediante el uso de imágenes de electrones secundarios y acero AISI P20 tratado térmicamente bajo microscopía óptica. El análisis de la Fig. 3a atribuido a HCWCI, reveló la presencia de una red eutéctica dentro de una matriz martensítica. Además, la ampliación en la Fig. 3a yb demuestra que la microestructura del HWCI está compuesta de carburos secundarios que han precipitado en una matriz martensítica. Karantzalis et al.25 observaron una microestructura similar y estudiaron el efecto de los tratamientos térmicos y las adiciones de aleaciones en la microestructura y las propiedades de las fundiciones con alto contenido de cromo. Sin embargo, se detectó una microestructura martensítica completa tras el análisis de la micrografía óptica del acero tratado térmicamente AISI P20 (Fig. 3c). Nuestros hallazgos son consistentes con los de Priyadarshini et al.26. De hecho, informaron en su estudio que la microestructura de AISI P20 se caracterizaba por una fase martensítica dura que se desarrollaba después del enfriamiento rápido.

Microestructura de: (a) HCWCI por SEM, (b) aumento de (a) y (c) microscopía óptica de acero tratado térmicamente AISI P20.

La evolución del rozamiento del HCWCI y el acero tratado térmicamente AISI P20 involucra dos etapas, según el análisis del coeficiente de rozamiento presentado en la (Fig. 4). Los ensayos se realizaron con dos cargas normales iguales a F = 5 N y 10 N a una velocidad igual a V = 0,31 m/s en estado seco. El coeficiente de fricción aumenta significativamente hasta un valor máximo en la primera etapa o etapa de "transición". Permanece constante para todo el espécimen durante la segunda etapa, conocida como estado estacionario, con ligeras oscilaciones que pueden ser causadas por los residuos formados en la pista de desgaste18. Además, está claro en la Fig. 4 que el aumento de la carga de 5 a 10 N elevó el coeficiente de fricción para HCWCI de 0,7 a 0,9 y para el acero tratado térmicamente AISI P20 de 0,5 a 0,7. Como consecuencia, la resistencia al desgaste del AISI P20 tratado térmicamente podría ser más interesante que el HCWCI. También se observa que el coeficiente de fricción aumenta al aumentar la carga aplicada para ambos materiales. Esta elevación fue aprobada por estudios de varios investigadores27,28. Mientras tanto, no se detectó un efecto significativo del número de ciclos sobre la evolución del coeficiente de fricción. Es importante señalar que la correlación entre la carga normal o la presión de contacto y el coeficiente de fricción fue tomada en cuenta en varias investigaciones29,30. En el presente estudio, el aumento en la carga normal da como resultado un aumento en el coeficiente de fricción del HCWCI y AISIP20 debido a varias razones: (i) Tal comportamiento tribológico puede estar relacionado con la creación de residuos de desgaste generados por el aumento de la superficie de contacto. cuando la carga normal aumenta. Los desechos de desgaste actúan como partículas abrasivas y aumentan la pista de desgaste; (ii) un aumento en la carga normal genera calor por fricción en la superficie de contacto; y las propiedades mecánicas, como la resistencia del material, pueden aumentar como resultado de la unión29. El motivo del aumento de la carga normal es detectar el efecto de la alta presión en las propiedades tribológicas tanto de HCWCI como de AISIP20. Durante el proceso de trituración de barita, varias partículas entraron en contacto con los materiales a diferentes niveles de presión de contacto, lo que puede afectar el comportamiento frente a daños de los materiales.

Evolución del coeficiente de fricción de HCWCI y AISI P20 bajo: (a) t = 60 min, (b) t = 120 min, (c) t = 180 min y (d) t = 240 min.

La figura 5 muestra la morfología SEM de la pista de desgaste tanto para HCWCI como para AISI P20. Al analizar la pista de desgaste de HCWCI, se pueden detectar varios fenómenos de desgaste. La figura 5a revela la presencia de residuos de desgaste ubicados en la pista de desgaste, lo que indica que el desprendimiento de material ocurre durante la prueba tribológica bajo una carga normal igual a 5 N. Como consecuencia, se pueden observar algunos surcos y cráteres. Al aumentar los aumentos, se observó la propagación de microfisuras en toda la fase de carburo; estas microfisuras aumentan la eliminación de material durante la fricción. En estudios de investigación anteriores, se obtuvieron resultados similares al analizar el daño por desgaste del martillo durante la trituración de barita9. Se informó que la intersección entre las microfisuras radiales y longitudinales a lo largo del carburo conduce a la remoción de material, que previamente sufre una deformación plástica9,12. Estos hallazgos confirman que la prueba tribológica reproduce el daño por desgaste real de HCWCI. Al aplicar una carga normal de 10 N, la micrografía SEM (Fig. 5b) muestra residuos de desgaste acumulados ya desprendidos de otra área y deformados plásticamente durante la prueba de desgaste, lo que lleva a su acumulación bajo una carga alta. Además, se realizó el SEM con gran aumento, es importante señalar que el aumento de la carga normal conduce a la creación de una red de grietas con microfisuras más profundas y anchas. Con respecto a la pista de desgaste de AISI P20 presentada en la Fig. 5c, se vio como un fenómeno de arado, y la presencia de ranuras indica un mecanismo de desgaste abrasivo que se debe a la creación de residuos de desgaste. El mismo fenómeno de desgaste fue encontrado por Lopes et al.14 en su estudio sobre el estudio del comportamiento de desgaste microabrasivo de la carburación y la nitruración por plasma iónico del acero P20. Además, los residuos de desgaste se adhieren dentro de la pista de desgaste debido a la deformación plástica durante el deslizamiento repetitivo. Aspectos similares se encontraron al aplicar una carga normal igual a 10 N (Fig. 5d).

Micrografía SEM de la pista de desgaste durante t = 240 min (144.000 ciclos). (a) HCWCI_F = 5 N, (b) HCWCI _F = 10 N, (c) acero tratado térmicamente AISI P20_F = 5 N, y (d) acero tratado térmicamente AISI P20_F = 10 N.

Al comparar los resultados obtenidos tanto para HCWCI como para AISI P20, vale la pena señalar que existe una diferencia en los aspectos de desgaste en términos de microfisuras, cráteres y fenómenos de arado. En términos de respuesta al desgaste, el efecto de la carga normal es más pronunciado para HCWCI que para AISI P20.

La Figura 6 presenta perfiles 2D de ambos materiales, HCWCI y AISI P20 bajo cargas normales iguales a 5 N y 10 N.

Pista de desgaste durante t = 240 min (144.000 ciclos). (a) HCWCI_F = 5 N, (b) HCWCI _F = 10 N, (c) Acero tratado térmicamente AISI P20_F = 5 N, y (d) Acero tratado térmicamente AISI P20_F = 10 N.

Del análisis de las curvas obtenidas se pudo ver que la resistencia al desgaste atribuida a AISI P20 es mejor que la relacionada con HCWCI. El ancho y la profundidad máxima de desgaste de la pista de desgaste de HCWCI son significativamente más importantes que AISI P20 para ambas cargas. Además, para cada material, se ve que el aumento de la carga conduce a un aumento de la profundidad de desgaste y del área desgastada de la pista de desgaste. En consecuencia, se podría mencionar que a mayor carga, mayor remoción de material31.

La figura 7 ilustra la variación de la tasa de desgaste de HCWCI y AISI P20 en función de la duración de la prueba. Se muestra claramente que todas las curvas muestran tendencias similares. De hecho, los resultados obtenidos muestran que la tasa de desgaste aumenta con el aumento de la duración de la prueba y la carga normal para ambos materiales (Fig. 7). Estos hallazgos concuerdan con varios estudios de investigación32,33. Hani Aziz et al.32 quienes estudiaron el efecto de la carga sobre la tasa de desgaste del acero, aluminio y latón, mencionaron que el aumento de la carga condujo a un aumento de la tasa de desgaste para todos los materiales. Además, Lakshminarayana et al.33 centraron su investigación en el estudio del efecto de la carga sobre la tasa de desgaste y la resistencia a la fricción del acero EN-8 al deslizamiento contra el acero EN-31. Descubrieron que el aumento de la carga de 20 a 200 N aumentó la tasa de desgaste de aproximadamente 4 × 10–4 a ​​77 × 10–4 mm3/N·m. Para mayor explicación, el aumento en la tasa de desgaste es la consecuencia de una mayor remoción de material debido a la elevación de la temperatura en el área de contacto lo que lleva a una modificación del comportamiento de la muestra a uno dúctil por el aumento en la fricción con la carga aplicada.

Evolución de la tasa de desgaste.

Además, se muestra claramente que la mejor resistencia al desgaste se mantuvo para AISI P20 bajo ambas cargas F = 5 N y F = 10 N debido a la disminución significativa de la tasa de desgaste entre ambos.

La Figura 8a yb ilustra una presentación sintética de la evolución del mecanismo de desgaste de HCWCI y AISI P20 al aumentar la carga normal de 5 a 10 N.

Evolución del mecanismo de desgaste al aumentar la carga normal de 5 a 10 N de: (a) HCWCI y (b) AISI P20.

En el presente trabajo se ha realizado un estudio comparativo entre las propiedades tribológicas tanto del HCWCI como del acero tratado térmicamente AISI P20 en condiciones secas a temperatura ambiente (25 °C). Los efectos de la carga aplicada y la duración de la prueba se estudiaron experimentalmente. De acuerdo con el trabajo realizado, se pueden extraer las siguientes conclusiones:

Los resultados de la prueba pin-on-disc bajo dos cargas F = 5 N y F = 10 N ilustran que la evolución de la fricción del HCWCI y el acero tratado térmicamente AISI P20 consta de dos etapas. La primera etapa, o de "transición", el COF aumenta rápidamente hasta alcanzar un valor máximo. Durante la segunda etapa, o estado estacionario, la fricción mantiene el mismo valor para todo el espécimen con la presencia de alguna fluctuación, lo que podría deberse a la presencia de algunos residuos generados en la pista de desgaste. El análisis de las curvas de fricción reporta que HCWCI se caracteriza por el mayor coeficiente de fricción cuando se compara con AISI P20 para todas las condiciones.

El aumento de la carga de F = 5 N a F = 10 N condujo a un aumento en los valores de COF de 0,7 a 0,9 para HCWCI y de 0,5 a 0,7 para acero tratado térmicamente AISI P20.

La morfología SEM de la pista de desgaste de HCWCI muestra diferentes características de desgaste que causan pérdida de material. De hecho, las microfisuras, el desgaste abrasivo y el desprendimiento de material provocan daños severos.

En cuanto a la pista de desgaste del acero tratado térmicamente AISI P20, se encontró que el daño combina fenómenos de arado y la presencia de ranuras, lo que indica un mecanismo de desgaste abrasivo que se debe a la creación de residuos de desgaste.

El análisis de la respuesta al desgaste mencionó que el efecto de la carga normal es más pronunciado para HCWCI que atribuible a AISI P20.

El análisis de perfilometría indica que la profundidad de desgaste atribuida al HCWCI es más importante que el acero tratado térmicamente AISI P20 indicando que este último presenta la mejor resistencia al desgaste.

El aumento de la carga de F = 5 N a F = 10 N aumenta la profundidad de desgaste y el área desgastada, causando más daño.

La tasa de desgaste aumenta con el aumento de las cargas normales aplicadas.

HCWCI presenta la tasa de desgaste más importante indicando que el acero tratado térmicamente AISI P20 tiene la mejor resistencia al desgaste.

Finalmente, HCWCI podría reemplazarse con AISI P20 para mejorar la resistencia al desgaste y reducir el daño.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

Kim, JJ & Park, SK Erosión de partículas sólidas de acero inoxidable AISI 403. J.Mater. Sci Lett. 17, 1503-1506 (1998).

Artículo CAS Google Académico

Arabnajed, H., Shirazi, SA, McLaury, BS, Subramani, HJ y Rhyne, LD El efecto de la dureza de las partículas de roedores en la erosión del acero inoxidable. Use 332–333, 1098–1103 (2015).

Artículo Google Académico

Shimizu, K., Xinba, Y. & Araya, S. Erosión de partículas sólidas y propiedades mecánicas de los aceros inoxidables a temperatura elevada. Ropa 271, 1357–1364 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Laguna-Camacho, J. R., Marquina-Chavez, A., Méndez-Méndez, J. V., Vite-Torres, M. & Gallardo-Hernandez, E. A. Solid particle erosion of AISI 304, 316 and 420 stainless steels. Wear 301, 398–405 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Liu, ZG, Wan, S., Nguyen, VB y Zhang, YW Análisis de elementos finitos del desgaste erosivo para estructuras en alta mar. En el 13.º Congreso Internacional sobre Fracturas, 16–21 (2013).

Bahri, A., Guermazi, N., Elleuch, K. & Ürgen, M. Rendimiento tribológico de los recubrimientos de TiN depositados en acero inoxidable 304 L utilizado para la extracción de aceite de oliva. Use 342–343, 77–84 (2015).

Artículo Google Académico

Bahri, A., Guermazi, N., Elleuch, K. & Ürgen, M. Sobre el desgaste erosivo del acero inoxidable 304 L causado por el impacto de partículas de semilla de olivo: Modelado y experimentos. J. Tribu. En t. 102, 608–619 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Bahri, A., Kaçar, E., Akkaya, SS, Elleuch, K. & Ürgen, M. Potencial de protección contra el desgaste de los recubrimientos de TiN para aceros inoxidables 304 utilizados en piezas giratorias durante la extracción de aceite de oliva. Navegar. Abrigo. Tecnología 304, 560–566 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Kallel, M., Zouch, F., Antar, Z., Bahri, A. y Elleuch, K. Desgaste prematuro del martillo utilizado en el proceso de trituración de minerales. J. Tribu. En t. 115, 493–505 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Jianxin, D., Fengfang, W., Yunson, GL, Youqiang, X. y Shipeng, L. Desgaste por erosión de los recubrimientos de nitruro CrN, TiN, CrAlN y TiAlN PVD. En t. J. Refractario Met. Materia dura. 35, 10–16 (2012).

Artículo Google Académico

Scandiana, C., Boher, C., De Melloc, JDB y Rézaï-Aria, F. Efecto del contenido de molibdeno y cromo en el desgaste por deslizamiento de hierro fundido blanco con alto contenido de cromo: la relación entre la microestructura y el desgaste. Ropa 267, 401–408 (2009).

Artículo Google Académico

Fernández, I. & Belzunce, FJ Comportamiento al desgaste y oxidación de fundiciones blancas con alto contenido de cromo. Mate. Carác. 59, 669–674 (2008).

Artículo Google Académico

Coronado, JJ Efecto de la carga y la orientación del carburo sobre la resistencia al desgaste abrasivo del hierro fundido blanco. Ropa 270, 823–827 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Lopes, HSM et al. Estudio del comportamiento al desgaste micro abrasivo de la carburación y nitruración por plasma iónico del acero P20. Mate. Res. 19(3), 686–694 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Pereira, NC, Carlini, G. & Bond, D. Comparación de la resistencia al desgaste abrasivo de AISI P20, nitrurado y recubierto por proceso de arco transferido por plasma. En el 21º Congreso Brasileño de Ingeniería Mecánica (2011).

Singh, G. Una revisión sobre el efecto del tratamiento térmico en las propiedades del acero dulce. Mate. Hoy. 37, 2266–2268 (2021).

CAS Google Académico

Chen, X., Li, J., Cheng, X., Wang, H. y Huang, Z. Efecto del tratamiento térmico en la microestructura, las propiedades mecánicas y de corrosión del acero inoxidable austenítico 316L mediante la fabricación aditiva por arco. Mate. ciencia Ing. A. 715, 307–314 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Zouch, F., Antar, Z., Bahri, A., Elleuch, K. y Ürgen, M. Estudio tribológico del revestimiento electrodepositado de Fe-WP en acero inoxidable 316 L. J. Tribu. 140, 1–9 (2018).

Artículo Google Académico

Kallel, M. et al. Propiedades tribológicas del recubrimiento compuesto de sol de Ni-B-TiO2 elaborado por proceso mejorado con sol: desgaste abrasivo y desgaste por impacto. J.Mater. Tecnología 13, 857–871 (2021).

CAS Google Académico

Madah, F., Amadeh, AA y Dehghanian, C. Investigación sobre la transformación de fase del recubrimiento de Ni-B electrolítico después del deslizamiento en seco contra una bola de alúmina. J. Aleaciones. compensación 658, 272–279 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Abrar, H., Vitali, P., Dmitri, G., Maksim, A. & Mart, V. Tribología de los materiales de alúmina para la economía circular de las industrias textiles manufactureras. Tribu. Fabricación 70, 215–220 (2021).

Google Académico

Arteaga-Hernández, LA et al. Estudio del tratamiento superficial de boruro en el comportamiento tribológico de un acero inoxidable AISI 316L. Use 477, 203825 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Mischler, S. & Ponthiaux, P. Un round robin sobre pruebas electroquímicas y de fricción combinadas en contactos de alúmina/acero inoxidable en ácido sulfúrico. Ropa 248, 211–225 (2001).

Artículo CAS Google Académico

Kraghelsky, IV Cálculo de la tasa de desgaste. J. Ing. Básica. 87(3), 785–790 (1965).

Artículo Google Académico

Karantzalis, E., Lekatou, A. & Mavros, H. Microestructura y propiedades de las fundiciones con alto contenido de cromo: efecto de los tratamientos térmicos y adiciones de aleaciones Int. J. Metales fundidos. Res. 22, 448–456 (2009).

Artículo CAS Google Académico

Priyadarshini, M., Behera, A., Biswas, CK y Rajak, DK Análisis experimental y caracterización mecánica del acero para herramientas AISI P20 mediante un proceso de tratamiento térmico. J. Bio-Tribo-Cor. (2021).

Zhang, L., Xiao, J. y Zhou, K. Comportamiento de desgaste deslizante del compuesto de disulfuro de plata y molibdeno. Tribu. Trans. 55, 473–480 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Kakas, D. et al. Influencia de la carga y la velocidad de deslizamiento sobre el coeficiente de fricción del TiN depositado en IBAD. Tribu. Ind. 31, 1–10 (2009).

Google Académico

Kar, S., Sahu, BB, Kousaka, H., Han, JG y Hor, M. Estudio del efecto de la carga normal sobre el coeficiente de fricción y las propiedades de desgaste de películas delgadas CNx. AIP Avanzado. 10, 1–10 (2020).

Artículo Google Académico

Maegawan, S., Itoigawa, F. y Nakamura, T. Efecto de la carga normal sobre el coeficiente de fricción para el contacto deslizante entre la superficie de goma áspera y el plano liso rígido. Tribu. En t. 92, 335–343 (2015).

Artículo Google Académico

Al-Samarai, RA, Haftirman, KRA y Al-Douri, Y. Efecto de la carga y la velocidad de deslizamiento sobre el desgaste y la fricción de la aleación de fundición de aluminio y silicio. Enterrar. J. Ciencia. Res. publ. 2, 1–4 (2012).

Google Académico

Hani Aziz, A., Khairia Salman, H. & Ethar, MMM Efecto de cargas, velocidades de deslizamiento y tiempos en la tasa de desgaste de diferentes materiales. Soy. J. Ciencia. Res. ind. 2(1), 99–106 (2011).

Google Académico

Lakshminarayana, V. & VincentBalu, P. Influencia de la carga variable en la tasa de desgaste y la resistencia a la fricción del deslizamiento del acero EN-8 contra el acero EN-31. J. Ing. aplicación ciencia 10, 1–10 (2015).

Google Académico

Descargar referencias

Este trabajo fue apoyado por el Ministerio de Educación Superior e Investigación Científica-Túnez.

Departamento de Ingeniería de Materiales, Laboratorio de Ingeniería de Materiales y Medio Ambiente (LGME), Escuela Nacional de Ingeniería de Sfax, Universidad de Sfax, BPW1173, 3038, Sfax, Túnez

F. Zouch, A. Bahri, Z. Antar y K. Elleuch

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

Todos los autores prepararon y revisaron el manuscrito juntos.

Correspondencia a A. Bahri.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Zouch, F., Bahri, A., Antar, Z. et al. Desempeño tribológico de hierro fundido blanco con alto contenido de cromo y acero tratado térmicamente utilizados en la industria de trituración de barita. Informe científico 13, 9229 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-29627-4

Descargar cita

Recibido: 18 Agosto 2022

Aceptado: 08 febrero 2023

Publicado: 07 junio 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-29627-4

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, un enlace para compartir no está disponible actualmente para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenido Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y Pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.