Wear of 16MnCrS5 steel surface layers in the pulsing contact loads

Desgaste de las capas superficiales de acero 16MnCrS5 en las cargas de contacto pulsantes

Se proponen enfoques para actualizar el uso de los modernos aceros aleados que se demandan en el espacio tecnológico euroasiático. Según el criterio de resistencia a la fatiga por contacto, se revelaron indicadores cuantitativos del desgaste de las capas endurecidas superficialmente del acero 16MnCrS5. Con la amplitud de tensión de contacto de hasta 950 MPa, el material compuesto de capas carbonizadas y nitrocementadas se caracteriza por un período de alta resistencia con mínimas manifestaciones de endurecimiento estructural por el mecanismo de ablandamiento del material. El material compuesto obtenido con capas carbonizadas y nitrocementadas se caracteriza por un período de alta resistencia de hasta 15 000 ciclos.

INTRODUCCIÓN

Las cargas cíclicas de contacto que actúan sobre las superficies de trabajo de las piezas de máquinas y mecanismos son la causa de la pérdida de su operatividad [1-3]. Entre las posibles formas de aumentar la resistencia al contacto de dichas piezas, se presta mucha atención a las tecnologías de refuerzo, creando la estructura necesaria de la capa superficial. Uno de los métodos conocidos que puede formar una capa endurecida de alta dureza y considerable profundidad, lo que conduce a un aumento de la durabilidad bajo la acción de cargas cíclicas de contacto, es el carburizado [4-5]. La saturación simultánea de las superficies de acero con carbono y nitrógeno se denomina nitrocarburación. Este método también influye eficazmente en la resistencia al desgaste de las piezas mecanizadas [6-7]. También se sabe que el uso de la deformación plástica superficial crea una capa endurecida en gradiente con tensiones residuales de compresión y mayor dureza [8-9].

Con dicho procesamiento, no se produce una transición brusca del material endurecido a la base, lo que elimina su descascarillado. Al mismo tiempo, la naturaleza del cambio en las propiedades metálicas de la región de transición entre la capa endurecida y la base es de gran importancia. El tratamiento por impulsos estáticos afecta a la superficie con una onda de deformación, lo que permite cambiar la estructura resultante de la capa endurecida y sus propiedades dentro de un amplio rango a una profundidad superior a la profundidad de cementación [10-11]. Es posible crear tecnológicamente una superficie endurecida heterogénea, cuya eficacia será bastante alta cuando se trabaje con piezas sometidas a cargas de fatiga por contacto. El uso de tecnologías combinadas de endurecimiento, por ejemplo, cambiando la estructura cristalina de la superficie mediante deformación plástica preliminar, tiene un efecto beneficioso en la carburación posterior. Por lo tanto, una tecnología prometedora para crear una capa superficial de trabajo con la posibilidad de regular sus propiedades en un rango más amplio será el endurecimiento combinado de tratamiento estático-impulsivo o deformación plástica superficial con carburación o nitrocarburación.