TESIS
Estudio del proceso de recocido por difusión en una aleación borurada ASTM F1537 aleación 1
Fecha
2018-11-05Registro en:
Tadeo Rosas, Gerardo. (2018). Estudio del proceso de recocido por difusión en una aleación borurada ASTM F1537 aleación 1 (Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco, México.
Autor
Tadeo Rosas, Gerardo
Institución
Resumen
RESUMEN:
En el presente trabajo, se validó y aplicó el modelo matemático que describe la evolución que presentan las fases CoB y Co2B durante el proceso de recocido por difusión (PRD), en el cual fue posible estimar el tiempo requerido para lograr disolver parcial y totalmente la fase CoB, previamente formada en una aleación borurada ASTM F1537 aleación 1.
El procedo de borurización en caja se realizó a una temperatura de 1260 K a un tiempo de 4.5 horas, con un agente borurante de la marca Ekabor 2, obteniendo una capa bifásica CoB/Co2B de 21 μm de espesor promedio.
De acuerdo a las ecuaciones de balance de masa en las interfaces de crecimiento, se estimó el coeficiente de difusión del boro en la fase Co2B y, con los espesores obtenidos por el proceso de borurización, se aplicó al modelo matemático de recocido por difusión para obtener el tiempo de recocido para la disolución total de la fase CoB.
Se realizaron cuatro tiempos de recocido a las probetas boruradas, siendo el de 6 horas de recocido para la disolución total de CoB, y tres tiempos menores con la finalidad de evaluar la disolución gradual de CoB, y el incremento de Co2B. El proceso de recocido por difusión se realizó a una temperatura constante de 1260 K, usando una atmósfera de SiC y considerando le valores teóricos del tiempo del PRD estimado por el modelo matemático de recocido por difusión.
Por último, se presenta un comparativo de los tiempos obtenidos para la disolución total de fase CoB, los cuales fueron estimados por dos métodos: el primero fue utilizando la solución analítica propuesta por Campos y cols. (2016). El segundo método fue utilizando las ecuaciones de balance de masa para obtener una solución numérica. La evolución de las capas boruradas se presentó con las velocidades interfaciales en CoB/Co2B y Co2B/sustrato, conforme a la relación entre el crecimiento de fase Co2B a expensas de la fase CoB.
ABSTRACT:
New results about the evolution of the CoB-Co2B layers during a diffusion annealing process (DAP) are presented. First, the growth of the boride layers over the surface of the ASTM F1537 alloy was developed by means of the powder-pack boriding process at temperature of 1260 K with a exposure time of 4.5 hours. The boron diffusion coefficients in the CoB and Co2B were estimated according to the mass balance equations on the growth nterphases, and expressed as a function of the boriding temperatures by the Arrhenius equation. Moreover, the DAP was performed on the borided ASTM F1537 alloy at 1260 K with 6 hours of exposure (to dissolve completely the CoB phase), using a SiC atmosphere, and considering the theoretical value of annealing times proposed by the diffusion model. The evolution of the microstructure of the boride layer during the DAP was represented by the interphase velocities of the CoB/Co2B and Co2B/substrate, and the relationships between the growth of the Co2B at the expense of the CoB layer for the applied range of annealing times.