Examinando por Materia "Desgaste mecánico"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Análisis del running-in en el comportamiento tribológico de materiales susceptibles a endurecimiento por deformación.
    (2018-04-18) Rodríguez, Sara Aida; Coronado, John Jairo; Delgado, Fernando; Iglesias, Brian; Muñoz, Camilo; Saltarén, Sebastián; Caicedo, Joyner; Arcila, Bryan; Zambrano, Oscar; Muñoz, Jonathan
    El termino running-in hace referencia a una etapa de transición en un sistema tribológico. La transición tribológica puede ser inducida o impuesta por cambios en las condiciones de operación o puede ocurrir naturalmente como consecuencia del tiempo de operación del sistema sin intervención externa. Durante el running-in la fricción, temperatura y la tasa de desgaste cambian con el tiempo, este cambio es consecuencia de alteraciones en la rugosidad superficial, cambios en la composición química de las superficies, microestructura, dureza y distribución del tercer cuerpo. En este proyecto se analizó i) el efecto de la dureza inicial, ii) el endurecimiento por deformación, iii) la carga, iv) la rugosidad superficial, v) velocidad de deslizamiento, y vii) tamaño de abrasivo sobre el coeficiente de fricción y tasa de desgaste en la etapa de running-in y en su subsecuente etapa estable o estacionaria en materiales susceptibles a endurecimiento por deformación: fermanal, aceros al manganeso (Hadfield), y dos aceros inoxidables austeníticos, bajo condición de desgaste por deslizamiento, desgaste abrasivo a dos cuerpos, desgaste por impacto y fatiga en flexión rotatoria. Para lograr estos objetivos se realizaron ensayos de desgaste abrasivo (configuración pin-lija), ensayos de deslizamiento (configuración pin-disco), ensayos de desgaste por impacto por martillos basculantes y ensayos de fatiga en flexión rotativa y se usó microscopia electrónica de barrido para caracterizar las superficies de desgaste y fractura. Se medió la pérdida de masa usando una balanza analítica y se registró el coeficiente de fricción como una función del tiempo de ensayo para cada material. Todas las variables se correlacionaron usando métodos estadísticos. Los resultados permitieron incrementar el conocimiento del fenómeno de desgaste, entender la influencia de cada una de las variables evaluadas e identificar los materiales con mejores características para ser usados en aplicaciones industriales; contribuyendo al fortalecimiento de las líneas de investigación en tribología y fatiga e integridad de componentes mecánicos del Grupo de Investigación en Fatiga y Superficies. En el marco de este proyecto se realizó una tesis de maestría y tres trabajos de pregrado en ingeniería mecánica. Y se publicó un artículo en la revista Wear indexada en categoría A1, se sometió a publicación un artículo a la revista International journal of fatigue indexada en categoría A1 y se presentaron cuatro trabajos en el simposio de ingeniería
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    PublicaciónAcceso abierto
    Estudio de la tribocorrosión en aceros austeníticos fe-20mn-xal-0,9c en un fluido corporal simulado
    (Universidad del Valle, 2022) Barona Osorio, Gisselle Marcela; Coronado Marín, John Jairo; Rodriguez Pulecio, Sara Aida
    En distintas aplicaciones de ingeniería, el rendimiento a largo plazo de los aceros se veafectado por las cargas a las que están sujetas y al entorno en el que se encuentran debido a la acción simultánea de dos fenómenos, el desgaste y la corrosión. Dicha combinación se conoce como tribocorrosión y su estudio es de gran importancia para comprender y mejorar la vida útil de las aleaciones. En este trabajo se investigó la respuesta frente a la tribocorrosión de cuatro aceros austeníticos, un acero comercial AISI 316L y tres aleaciones Fe-Mn-Al-C con 0,0, 3,5 y 8,3 % de Al. Se utilizó un tribómetro pin sobre disco adaptado con una celda de corrosión de tres electrodos y solución de inger como electrolito, la cual se usa típicamente para simular fluidos corporales. Se observó que las tasas de desgaste total y desgaste puro fueron mayores para la aleación de 3,5% Al debido a la mayor precipitación e incrustación de minerales de calcio e hidróxidos de hierro dentro y fuera de la pista durante el desgaste puro, al desprendimiento de la capa endurecida y a la adhesión de esta al contracuerpo, así como la formación de óxidos de hierro y manganeso sobre la superficie durante el desgaste total. Respecto a la tasa de corrosión se encontró que disminuyó al aumentar el contenido de Al. Adicionalmente, la aleación de 8,3% Al exhibió el mayor efecto de sinergia, indicando que esta aleación es más sensible a este efecto que los otros aceros. En todos los materiales el cambio en la tasa de desgaste debida a la corrosión tuvo mayor aporte a la sinergia que el cambio en la corrosión debida al desgaste y el deterioro en los materiales se derivó principalmente del desgaste mecánico puro y el desgaste inducido por corrosión. El acero inoxidable AISI 316L mostró las mejores propiedades frente a los fenómenos de desgaste y corrosión, lo cual se atribuye a su alto contenido de Cr y alto valor de energía de falla de apilamiento lo cual genera una proporción de transformación de austenita a martensita y una capa endurecida en la superficie. Finalmente, en este caso de desgaste por deslizamiento en sinergia con la corrosión, la adición de Al, la formación de precipitados y el endurecimiento debido a la deformación influyeron en el comportamiento de la resistencia al desgaste total de los materiales, independientemente de su valor de dureza inicial, de forma que las aleaciones sufrieron un aumento en la dureza debido a la deformación plástica durante el desgaste y posteriormente la capa endurecida fue removida ya que no es soportada por el material base (material más blando) produciendo una mayor eliminación del material a causa del paso posterior del contracuerpo con material base y óxidos duros adheridos a este. En el caso de 0% Al se tiene un mayor coeficiente de endurecimiento por deformación debido a que alguna porción de la austenita metaestable se transforma en martensita y al mismo tiempo se forman maclas desde el inicio de la deformación, mientras que para las otras dos aleaciones el inicio del maclado se produce a mayores deformaciones. Por otra parte, la aleación de 3,5% Al sufrió un mayor desprendimiento de material endurecido, adhesión de este sobre el contracuerpo y la formación de óxidos de hierro y manganeso lo cual causó una mayor tasa de desgaste total.