Caracterización microestructural de recubrimientos de superaleaciones obtenidas por deposición térmica

Abstract

[EN] Temperature can have a significant effect on the extent of wear damage of metallic components. MCrAlY alloy can improve the high temperature tribological and friction wear behavior. In this work the dry friction and wear behavior at room temperature to high temperature of new developed NiCoCrAlY and CoNiCrAlY coatings were evaluated, bonding to the AISI 304 substrate by thermal spray High Velocity Oxygen Fuel. Tribological wear tests were performed by sliding wear at room temperature, 350 ºC and 500 ºC, with an Al2O3 ball on disk configuration tribometer. The wear scar surface was evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) microanalysis and diffraction (XRD) analysis. The wear test results show a reduction in wear rate at high temperature for all materials tested. For the NiCoCrAlY coating, the high temperature also reduces the friction coefficient, while it significantly increases the friction coefficient of CoNiCrAlY coating. The main damage mode is abrasion and adhesion, caused by oxides and partially-oxidized particles in the contact surface. The coatings and stainless steel substrate results were compared, resulting in a not improved wear behavior.

[ES] La temperatura puede tener un efecto significativo sobre la magnitud de los daños desgaste de los componentes metálicos. aleaciónes de MCrAlY puede mejorar a alta temperatura el comportamiento tribológico de desgaste y fricción. En este trabajo se evaluó la fricción y el desgaste en seco desde temperatura ambiente asta alta temperatura de los nuevos recubrimientos, NiCoCrAlY CoNiCrAlY, el recubriminto al sustrato AISI 304 se ha realizado por proyección térmica HVOF . Pruebas de desgaste han sido realizadas desde temperatura ambiente, 350 ºC y 500 ºC, con una bola de Al2O3 con tribómetro en configuración de disco. La superficie de desgastada ha sido evaluada por microscopía electrónica de barrido (SEM) y el análisis de espectroscopia de dispersión de energía (EDS) y la difracción de rayos X (XRD). Los resultados de la prueba muestran una reducción en la tasa de desgaste a alta temperatura para todos los materiales ensayados. Para el recubrimiento NiCoCrAlY, la alta temperatura también se reduce el coeficiente de fricción, mientras que aumenta significativamente el coeficiente de fricción en el CoNiCrAlY. El principal motivo de desgaste fué la abrasión y la falta de adherencia, causada por óxidos y partículas oxidadas parcialmente en la superficie de contacto. Los recubrmintos y el sustrato de acero inoxidable se fueron comparados, no obteniendo una mejora sustancial en un comportamiento a desgaste.

[CA] La temperatura pot tindre un efecte significatiu sobre la magnitud dels danys a desgast dels components metàl·lics. Aliatges de MCrAlY poden millorar a alta temperatura el comportament tribològic de desgast i fricció. En aquest treball es va avaluar la fricció i el desgast en sec des de temperatura ambient fins alta temperatura dels nous recobriments, NiCoCrAlY i CoNiCrAlY. El recubriment al substrat AISI 304 s'ha realitzat per projecció tèrmica HVOF. Proves de desgast han estat realitzades des de temperatura ambient, 350 ºC i 500 ºC, amb una bola de Al2O3 amb Tribómetro en configuració de disc. La superfície de desgastada ha estat avaluada per microscòpia electrònica de rastreig (SEM) i l'anàlisi d'espectroscòpia de dispersió d'energia (EDS) i la difracció de raigs X (XRD). Els resultats de la prova mostren una reducció en la taxa de desgast a alta temperatura per a tots els materials assajats. Per al recobriment NiCoCrAlY, l'alta temperatura també es redueix el coeficient de fricció, mentre que augmenta significativament el coeficient de fricció en el CoNiCrAlY. El principal motiu de desgast va ser l'abrasió i la falta d'adherència, causada per òxids i partícules oxidades parcialment en la superfície de contacte. Els recubrmintos i el substrat d'acer inoxidable es van ser comparats, no obtenint una millora substancial en un comportament de desgast.