Resumen

En este trabajo se depositaron recubrimientos de NbC sobre sustratos de acero AISI 316L utilizando el proceso de sputtering con magnetrón desbalanceado (UBM). Los recubrimientos se depositaron a temperatura ambiente para evitar alteraciones en la microestructura del sustrato, sin polarización y con un espesor de 200 nm. La microestructura de los recubrimientos depositados se caracterizó mediante difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (SEM), microscopia de fuerza atómica (AFM) y perfilometría. La adherencia se evaluó utilizando el ensayo de rayado y la resistencia a la corrosión se evaluó mediante polarización potenciodinámica y espectroscopia de impedancia electroquímica en solución de NaCl al 3,5%. Los resultados indican que el recubrimiento NbC tiene una orientación preferencial (111), con valores de carga crítica de 10 a 25 N, densidades de corriente de corrosión de 11,2 nA/cm2 y porcentajes de porosidad de 0,28% que dan una buena resistencia a la corrosión para proteger a los aceros inoxidables.

INTRODUCCIÓN

Para mejorar el desempeño y la durabilidad de gran variedad de componentes sometidos a un ambiente severo de degradación se usan películas delgadas duras a base de nitruros metálicos de transición debido a que presentan generalmente elevados puntos de fusión, alta dureza, buena estabilidad química, resistencia a la corrosión y al desgaste [1-3]. Dentro de los materiales para recubrimientos duros se destaca el carburo de niobio (NbC), este material posee alta dureza [4], alta tenacidad, elevado módulo de elasticidad, excelente estabilidad química, elevada resistencia al desgaste [5] y alta temperatura de fusión (3873 K) [6-7]. El NbC también presenta una elevada conductividad, buena resistencia a la corrosión e incluso una fase superconductora a bajas temperaturas, por estas razones se ha ensayado en aplicaciones que requieren biocompatibilidad [8] y en aplicaciones en componentes para microelectrónica [5].

El acero inoxidable 316L tiene buena resistencia a la corrosión y su razonable biocompatibilidad permite que esté siendo ampliamente usado como material de construcción y en el campo médico como material de implante [9]. En los últimos años diferentes técnicas de modificación superficial como la aplicación de recubrimientos han sido aplicadas para mejorar la resistencia a la corrosión de los aceros en general [10]. Ahora bien, en ambientes corrosivos donde está presente el cloro se recomienda un incremento adicional de la resistencia a la corrosión de estos aceros inoxidables. Para ello, una alternativa eficiente es el uso de recubrimientos que sean inertes a estos ambientes. Aunque es posible formar películas delgadas de distintos compuestos como óxidos o nitruros, estos últimos poseen una excelente combinación de propiedades debido a su alta dureza y resistencia al desgaste y a la corrosión; estas características los hacen ideales para proteger el acero AISI 316L.

• Materias:Microestructura Densidad electrónica Acero inoxidable
• Subjects:Microstructure electronic density Stainless steel
• Palabras claves:Carburo de niobio, pulverización catódica, corrosión, acero AISI 316L, películas delgadas.
• Keywords:Niobium carbide, magnetron sputtering, corrosion, AISI 316L steel, thin films.