Análisis del comportamiento al desgaste abrasivo en el recubrimiento 140MXC-560AS producido mediante termo aspersión por arco eléctrico

En Colombia, la entidad encargada de velar por la reparación y mantenimiento de las unidades de combate oceánicas y fluviales pertenecientes a la Armada Nacional es la Corporación de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo de la Industria Naval, Marítima Fluvial de Colombia “COTECMAR” la cual por...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores Principales: Ospina Villa, Diego Alejandro, Beltran Solano, Nathalia Andrea
Otros Autores: Pérez Cepeda, Jaime Andrés
Formato: Trabajo de grado (Bachelor Thesis)
Publicado: 2022
Materias:
id ir-10901-22635
recordtype dspace
institution Universidad Libre de Colombia
collection DSpace
topic Aspersión térmica
Arco eléctrico
Desgaste abrasivo
Recubrimiento 140MXC-560AS
Metalografía
Thermal spray
Electric arc
Abrasive wear
Coating 140MXC-560AS
Metallography
Ingeniería mecánica
spellingShingle Aspersión térmica
Arco eléctrico
Desgaste abrasivo
Recubrimiento 140MXC-560AS
Metalografía
Thermal spray
Electric arc
Abrasive wear
Coating 140MXC-560AS
Metallography
Ingeniería mecánica
Ospina Villa, Diego Alejandro
Beltran Solano, Nathalia Andrea
Análisis del comportamiento al desgaste abrasivo en el recubrimiento 140MXC-560AS producido mediante termo aspersión por arco eléctrico
description En Colombia, la entidad encargada de velar por la reparación y mantenimiento de las unidades de combate oceánicas y fluviales pertenecientes a la Armada Nacional es la Corporación de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo de la Industria Naval, Marítima Fluvial de Colombia “COTECMAR” la cual por medio de diversos convenios con instituciones educativas busca maneras de hacer que sus procesos de reparación y mantenimiento sean cada vez más efectivos debido a los fuertes ambientes de desgaste y corrosión a los cuales se ven sometidas las unidades en el ejercicio de su función. Es por esta razón que se está buscando con la utilización de técnicas no convencionales, como la aspersión térmica, y principalmente con la técnica por arco eléctrico, optimizar el proceso y hacerlo eficiente en miras de obtener la mejor relación costo/beneficio para COTECMAR, la Armada Nacional y la industria en que se apliquen estos procesos. En el presente trabajo se produjeron recubrimientos a base de hierro con el fin de mejorar la respuesta de materiales estructurales como el acero ASTM A36 como sustrato de aplicación de los recubrimientos, los cuales están compuestos por capas simultáneas de alambre nanocompuesto (140MXC) y acero inoxidable (560AS) mediante un equipo de aspersión térmica por arco, con variables eléctricas de voltaje y amperaje y parámetros de proyección ( presión de aire primario y presión de aire secundario), definidos previamente y relacionados mediante un diseño experimental factorial 3k , para encontrar la relación entre estas variables y el comportamiento de los recubrimientos ante condiciones fuertes de desgaste. Se realizó el análisis de pérdida volumétrica de material mediante el ensayo de desgaste ASTM G-65 y posterior a esto un estudio estructural del recubrimiento para determinar espesores y conformación de capas, así como ensayo de microdureza Vickers y microscopía óptica metalográfica con el objetivo de determinar las propiedades de los recubrimientos y realizar un análisis del comportamiento morfológico del desgaste.
author2 Pérez Cepeda, Jaime Andrés
author_facet Pérez Cepeda, Jaime Andrés
Ospina Villa, Diego Alejandro
Beltran Solano, Nathalia Andrea
format Trabajo de grado (Bachelor Thesis)
author Ospina Villa, Diego Alejandro
Beltran Solano, Nathalia Andrea
author_sort Ospina Villa, Diego Alejandro
title Análisis del comportamiento al desgaste abrasivo en el recubrimiento 140MXC-560AS producido mediante termo aspersión por arco eléctrico
title_short Análisis del comportamiento al desgaste abrasivo en el recubrimiento 140MXC-560AS producido mediante termo aspersión por arco eléctrico
title_full Análisis del comportamiento al desgaste abrasivo en el recubrimiento 140MXC-560AS producido mediante termo aspersión por arco eléctrico
title_fullStr Análisis del comportamiento al desgaste abrasivo en el recubrimiento 140MXC-560AS producido mediante termo aspersión por arco eléctrico
title_full_unstemmed Análisis del comportamiento al desgaste abrasivo en el recubrimiento 140MXC-560AS producido mediante termo aspersión por arco eléctrico
title_sort análisis del comportamiento al desgaste abrasivo en el recubrimiento 140mxc-560as producido mediante termo aspersión por arco eléctrico
publishDate 2022
_version_ 1741872881858510848
spelling ir-10901-226352022-06-07T11:00:32Z Análisis del comportamiento al desgaste abrasivo en el recubrimiento 140MXC-560AS producido mediante termo aspersión por arco eléctrico Ospina Villa, Diego Alejandro Beltran Solano, Nathalia Andrea Pérez Cepeda, Jaime Andrés Rojas Molano, Héctor Fernando Aspersión térmica Arco eléctrico Desgaste abrasivo Recubrimiento 140MXC-560AS Metalografía Thermal spray Electric arc Abrasive wear Coating 140MXC-560AS Metallography Ingeniería mecánica En Colombia, la entidad encargada de velar por la reparación y mantenimiento de las unidades de combate oceánicas y fluviales pertenecientes a la Armada Nacional es la Corporación de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo de la Industria Naval, Marítima Fluvial de Colombia “COTECMAR” la cual por medio de diversos convenios con instituciones educativas busca maneras de hacer que sus procesos de reparación y mantenimiento sean cada vez más efectivos debido a los fuertes ambientes de desgaste y corrosión a los cuales se ven sometidas las unidades en el ejercicio de su función. Es por esta razón que se está buscando con la utilización de técnicas no convencionales, como la aspersión térmica, y principalmente con la técnica por arco eléctrico, optimizar el proceso y hacerlo eficiente en miras de obtener la mejor relación costo/beneficio para COTECMAR, la Armada Nacional y la industria en que se apliquen estos procesos. En el presente trabajo se produjeron recubrimientos a base de hierro con el fin de mejorar la respuesta de materiales estructurales como el acero ASTM A36 como sustrato de aplicación de los recubrimientos, los cuales están compuestos por capas simultáneas de alambre nanocompuesto (140MXC) y acero inoxidable (560AS) mediante un equipo de aspersión térmica por arco, con variables eléctricas de voltaje y amperaje y parámetros de proyección ( presión de aire primario y presión de aire secundario), definidos previamente y relacionados mediante un diseño experimental factorial 3k , para encontrar la relación entre estas variables y el comportamiento de los recubrimientos ante condiciones fuertes de desgaste. Se realizó el análisis de pérdida volumétrica de material mediante el ensayo de desgaste ASTM G-65 y posterior a esto un estudio estructural del recubrimiento para determinar espesores y conformación de capas, así como ensayo de microdureza Vickers y microscopía óptica metalográfica con el objetivo de determinar las propiedades de los recubrimientos y realizar un análisis del comportamiento morfológico del desgaste. Universidad Libre – Facultad de Ingeniería -- Ingeniería Mecánica In Colombia, the entity in charge of ensuring the repair and maintenance of the ocean and river combat units belonging to the National Navy is the Science and Technology Corporation for the Development of the Naval, Maritime and River Industry of Colombia "COTECMAR" which Through various agreements with educational institutions, it seeks ways to make its repair and maintenance processes more and more effective. due to the strong environments of wear and corrosion to which the units are subjected in the exercise of their function. It is for this reason that the use of unconventional techniques, such as thermal spraying, and mainly the electric arc technique, is being sought to optimize the process and make it efficient in order to obtain the best cost/benefit ratio for COTECMAR, the National Navy and the industry in which these processes are applied. In the present work, iron-based coatings were produced in order to improve the response of structural materials such as ASTM A36 steel as a substrate for applying the coatings, which are composed of simultaneous layers of nanocomposite wire (140MXC) and stainless steel. (560AS) by means of an arc thermal spray equipment, with electrical variables of voltage and amperage and projection parameters (primary air pressure and secondary air pressure), previously defined and related through a 3k factorial experimental design, to find the relationship between these variables and the behavior of the coatings under strong wear conditions. The analysis of volumetric loss of material was carried out by means of the ASTM G-65 wear test and, after this, a structural study of the coating to determine thickness and conformation of layers, as well as Vickers microhardness test and metallographic optical microscopy with the objective of determining the properties of the coatings and carry out an analysis of the morphological behavior of wear. 2022-06-06T15:14:36Z 2022-06-06T15:14:36Z 2015 Tesis de Pregrado https://hdl.handle.net/10901/22635 DALLAIRE, S. et al. (Junio de 1995). Abrasion Wear Resistance of ArcSprayed Stainless Steel and Composite Stainless Steel Coatings. Journal of Thermal Spray Technology BAO, J.; NEWKIRK, J.W. y BAO, S. (10 de Febrero de 2004). WearResistant WC Composite Hard Coatings by Brazing. ASM International , 5. MACHIO, C.N.; et al. (30 de octubre de 2004). Performance of WC-VC-Co Thermal Spray Coatings in Abrasion and Slurry Erosion Tests. WEAR , 9 CAICEDO, Holman; VALDÉS Jairo y Coronado Jairo. (2005). Caracterización de Recubrimientos Duros frente al Desgaste Abrasivo a Tres cuerpos GUILERMANY, J.M.; et al. (Agosto de 2008). Caracterización de las propiedades de resistencia a la oxidación y desgaste de recubrimientos de proyección térmica de alta velocidad para la protección de incineradoras de residuos sólidos urbanos. Revista de Metalurgia , 9 HAN, Min-Su; et al. (10 de Marzo de 2011). Effects of Thickness of Al Thermal Spray Coating for STS 304. (ELSEVIER, Ed.) Transactions of Nonferrous Metals Society if China , 5 Grupo Social y Empresarial de la Defensa. (2009). Estudio de Caracterización de Recubrimientos Producidos por Proyección Térmica. En COTECMAR, Recuperación de Piezas Metálicas por Proyección Térmica (pág. 277). Cartagena DIMATÉ, L.M. et al. (2010). RECUBRIMIENTOS PRODUCIDOS POR PROYECCIÓN TÉRMICA POR ARCO PARA APLICACIONES EN LA INDUSTRIA NAVAL. En D. d. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá LEÓN, Lisys Margarita. (2010). Optimización de Parámetros en la Fabricación de Cuchillas Trozadoras. Medellín: Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín AL ASKANDARANI, A. et al. (2010). Arc Spraying of Nano-Structured Wire Carbon Steel: Examination of Coating Microestructures. International Conference on Advances in Materials and Procesing Technologies , 7 BARLETTA M. (16 de Junio de 2011). Dry Sliding Wear Response of Some Industrial Powder Coatings. Tribology International , 15 MARANHO, O.; RODRIGUEZ, D; y SINATORA, A. (26 de Agosto de 2011). Mass Loss and Wear Mechanisms of HVOF-Sprayed Multicomponent White 71 Cast Iron Coatings. (ELSEVIER, Ed.) WEAR an International Journal on the Schience and Technology of Friction, Lubrication and Wear , 6 LIMA, Carlos; SOUZA, Natália y CAMARGO Flávio. (14 de Mayo de 2012). Study of Wear and Corrosion Performance of Thermal Sprayed Engineering Polymers. Surface & Coatings Technology , 4 SÁ BRITO, V.R.S.; et al. (15 de Mayo de 2012). Corrosion Resistance and Characterization of Metallic Coatings Deposited by thermal Spray on Carnon Steel. Materials and Design , 7 LOPEZ, Edwin. (2012). Resistencia a la Corrosión y al Desgaste de Recubrimientos de 140MXC-530AS y 140MXC-560AS sobre Acero AISI/SAE 4340 Usando la Técnica de Proyección Térmica por Arco. En U. N. Ingeniería.. Bogotá INTERNATIONAL, A. (1992). ASM metals handbook: Friction, Lubrication and Wear Technology (Vol. 18). United States of America: ASM INTERNATIONAL Andes, A.-U. d. (2009). Control de la Corrosión. Bogotá D.C PEREZ, J. (2011). INFLUENCIA DE LA MICROESTRUCTURA EN EL COMPORTAMIENDO A DESGASTE ABRASIVO EVALUADO BAJO NORMA ASTM G-65 DE DEPÓSITOS DE SOLDADURA ANTIDESGASTE APLICADOS SOBRE SUSTRATOS DE ACERO DE BAJA ALEACIÓN Y BAJO CARBONO. Bogotá D.C.: Universidad Nacional de Colombia GEDZEVICIUS, A. (2008). Analysis of Wire Arc Spraying Process Variables on Coatings Properties. Journal of Thermal Spray Technology DIMATE, L. (2011). Electric Arc Spray Coatings for The Naval Industry. Ship Science and Technology , 4 ASTM G65-10 Standard. “STANDARD TEST METHOD FOR MEASURING ABRASION USING THE DRY SAND/RUBBER WHEEL APPARATUS”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2010. DOI:10.1520/G0065-04R10, www.astm.org; 5p Eutronic, Eutronic arc 560 wire, Eutronic, Editor. 2007: Menomonee Falls. p.2 Praxair, T.a., Nanocomposite wire 140 MXC. 2006. p. 5 MONTGOMERY, D. (2006). Diseño de Experimentos TYLCZAK, J. (1992). ASM Handbook, Friction, Lubrication and Wear Technology (Vol. 18). ASM International ASM Handbook, Thermal Spray Technology. ASM International VALDEZ, Alberto. (2010). Estudio experimental del fenómeno de erosión seca empleando partículas abrasivas de silica sobre aceros herramentales. En escuela superior de ingeniería mecánica y eléctrica. México Vázquez, A. González, J (2000). Ciencia e Ingeniería de la superficie de los materiales metálicos. Consejo Superior de Investigaciones Científicas STACHOWIAK, G. (2006). Wear-Materials, Mechanisms and PRactice (Vol. 1). Southern Gate: John Wiley & Sons Ltd Davis J. R.(2001) Surface Engineering for Corrosion and Wear Resistance. ASM International BHUSHAN B. (2013). Principles and Applications of Tribology. Ed Wiley BRAUNOVIC, M. KONCHITS, V. MYSHKIN, K.(2007) Fundamentals, Applications and Technology. Taylor & francis book CHAVEZ F. Tribología: Ciencia y técnica para el mantenimiento. Limusa, Mexico D.C MELLOR, B. (2009). Surface Coatings for Protection Against Wear. Cambridge: Woodhead Publishing LASERN, J. (1975). Influence of Atmospheric Humidity on Abrasive Wear; 3 Body Abrasion . WEAR , 1, p 373-379 BASSE, J. (1975). Influence of Atmospheric Humidity on Abrasive Wear II; 2- Body Abrasion. WEAR , p 9-14 G65 Standard Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand/Rubber Wheel Apparatus, ASTM, 2010, p. 12 LÓPEZ, C, E.A.(2013) Resistencia al desgaste de recubrimientos AISI 1020 y AISI 420 producidos por proyección térmica por arco eléctrico, Revista de Metalurgia, 49,p. 1-9 APPOLD. H, FEILER. K, REINHARD. A.(2005) Tecnología de los metales. Editorial Reverté. P.99 MARTIN GAGO J.A. La microscopia para el estudio de materiales y láminas delgadas. Capítulo 19 Eutronic, Eutronic arc 530 wire, Eutronic, Editor. 2007: Menomonee Falls. p. 2 ASTM E407 Standard Practice for Microetching Metals and Alloys. 2007 Praxair, T.a., Nanocomposite wire 140 MXC. 2006. p. 5 ASM, Handbook of thermal spray technology. 2004 Pasandideh-Fard, M., et al., Splat Shapes in a Thermal Spray Coating Process: Simulations and Experiments. Journal of Thermal Spray Technology, 2002. 11(2) R. Norton. “Coeficiente de desgaste” en Diseño de Máquinas, 4 edición., vol. 1, Ed. Pearson, México, 2011, pp. 359 ASTM E92-82(2003) Standard Test Method for Vickers Hardness of Metallic Materials (Withdrawn 2010) http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 PDF Bogotá
score 12,111491