Plasma nitriding of AISI 431 steel: surface hardness - hardness profile [Nitruración por plasma del acero AISI 431: dureza superficial – perfil de durezas]

Resumen

El presente trabajo investigó, el efecto del tiempo de nitruración en plasma en el rango de 5 a 15 horas, sobre el perfil de durezas de la sección transversal de muestras de acero inoxidable AISI 431; además de tomar y diferenciar los datos de la dureza superficial, profundidad de capa efectiva y espesor de capa de nitruros. El proceso de nitruración fue por plasma, la temperatura del proceso se mantuvo constante en 400 °C. Las muestras evaluadas fueron maquinadas (cilindradas y refrendadas), y se dejaron en un diámetro de una pulgada y una pulgada de longitud. Los tiempos de 10 y 15 horas de tiempo de nitruración se obtuvieron por acumulación de tiempo de 05 horas de nitruración por semana; los perfiles de dureza se obtuvieron mediante el uso del micro durómetro marca LECO modelo LMV-50V; la norma ASTM E3-91 fue utilizada para la toma de los datos de dureza mencionados, de estos se pudo determinar que las  durezas superficiales máximas son (1053, 1252 y 1327) HV_-0.01, para los tiempos de nitruración  de (5,10 y 15) horas respectivamente, los espesores de capa efectiva promedio fueron de (37.75, 33 y 28.75) μm; mientras que los espesores de capa de nitruros  fueron de  (4.9, 7.03 y 10.7) μm  correspondientes a tiempos de (5, 10 y 15) horas respectivamente.  La dureza en el núcleo después del tratamiento de nitruración se mantuvo en el rango de (275-277) HV_-0.01. Estos valores se determinaron mediante la evaluación microscópica de las muestras ensayadas, el reactivo para metalografía utilizado fue Nital al 3% mediante ataque electrolítico por 3 minutos en cada caso. El análisis estadístico correspondió a pruebas “t” de student, en la forma de comparación por pares, de la cual se determinó, la no diferencia significativa entre repeticiones y la diferencia significativa entre los diferentes niveles de estudio.