Tesis

La tecnología de materiales ha experimentado grandes avances en los últimos años y los tratamientos de superficie se presentan como una alternativa económica que brinda la posibilidad de utilizar un núcleo con propiedades de calidad inferior a la requerida en la superficie. Entre ellos, se encuentran los procesos asistidos por plasma, que se destacan por ser métodos eficientes desde el punto de vista energético y no contaminantes del medio ambiente, entre otras ventajas. En la presente Tesis se estudiaron los resultados de la nitruración iónica en el acero inoxidable austenítico AISI 316L. Se nitruraron probetas en dos condiciones de proceso diferentes y se realizó un proceso dúplex, donde la nitruración iónica fue el proceso previo a un recubrimiento duro de TiN, logrado con la técnica de PVD por arco catódico. A todas las muestras nitruradas y recubiertas se le realizaron, análisis microestructural, ensayos de corrosión en NaCl y solución de Ringer, y ensayos de desgaste por la técnica de pin-on-disc. Al grupo de probetas de la primera condición también se le realizó un extensivo análisis de desgaste en rodadura-10% de deslizamiento y ensayos de simulación de cadera en caminata normal, ambos en una máquina AMSLER con diferentes condiciones de ensayo. El primer grupo de probetas nitruradas fue tratado a una temperatura inferior a 400ºC, de forma de evitar la precipitación de nitruros de cromo, y como consecuencia, la pérdida de resistencia a la corrosión. Finalizados los ensayos de desgaste y corrosión, se observó que los segundos no se correspondían con lo reportado por otros autores en probetas tratadas a la misma temperatura. Fue este hecho el que motivó la realización de un segundo grupo de probetas con una reducción de la presión parcial de nitrógeno. Los resultados, mostraron que la capa nitrurada del segundo grupo resultó más delgada, menos dura y con una resistencia al desgaste menor en comparación al primero; sin embargo, su resistencia a la corrosión fue mejor. Aun así, en todos los casos, se demostró una mejora sustancial en el comportamiento frente al desgaste comparado con el material sin tratar, realizándose un análisis exhaustivo de los mecanismos involucrados. El análisis microestructural permitió relacionar las características de las capas nitruradas obtenidas con los parámetros de proceso. Finalmente, cabe destacar que los tratamientos de nitruración asistida por plasma y la aplicación de recubrimientos duros fueron realizados en reactores industriales, hecho que facilita la transferencia directa de los resultados obtenidos a la industria.