Effect of Thermal Cycling on Abrasive Wear Response of Cu-1.9Be-0.25(Co+Ni) Alloy

Efecto del ciclo térmico sobre el comportamiento ante el desgaste abrasivo de la aleación Cu-1.9Be-0.25(Co+Ni)

Las aleaciones Cu-Be son consideradas aleaciones de alta resistencia cuando contiene entre 0,2% y 2% en peso de Be, de 0,2%a 2,7% en peso de Co y hasta 2,2% en peso de Ni, ya que pueden presentar un límite elástico superior a 1380 MPa después de envejecido (endurecimiento por precipitación), mientras que, sin tratamiento térmico, presentan un límite elástico entre 205 MPa y 690 MPa[1].Por lo que la complejidad de la microestructura es un factor determinante en el comportamiento mecánico de este tipo de aleaciones. En Este trabajo se analizó el efecto de las variaciones microestructurales obtenidas por enfriamiento en agua y al aire desde tres diferentes temperaturas de solubilización (750 °C, 800 °C y 850 °C) durante 1 h, con y sin envejecido, sobre el comportamiento ante el desgaste abrasivo de la aleación Cu-1.9Be-0.25(Co+Ni). La caracterización química y microestructural se realizó mediante Fluorescencia de Rayos X por Energía Dispersiva (EDXRF) y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM-EDS), respectivamente. El comportamiento ante el desgaste abrasivo se evaluó bajo los lineamientos de la norma ASTM G65-16. El procedimiento E fue usado en este estudio. Todas las pruebas se hicieron por duplicado, mostrando una mejora significativa en el comportamiento ante el desgaste abrasivo de la aleación, en comparación con el material en condición de suministro (T6). Las menores velocidades de desgaste (<0.3g/min) y pérdida volumétrica (<200 mm ³) se obtuvieron para las probetas en condición solubilizada con enfriamiento en agua y sin envejecido. Los coeficientes de desgaste para las probetas con la mayor resistencia al desgaste abrasivo son inferiores a K_s=7x10^-3.

I. INTRODUCCIÓN

Durante la aplicación industrial, es común que los materiales sean sometidos a procesos que implican condiciones de desgaste abrasivo, que pueden producir daños en los elementos de la máquina que están en servicio. Dependiendo de su aplicación, los materiales presentarán una mayor degradación superficial debido a la constante fricción entre las partículas abrasivas (de alta dureza) y la superficie del material base, produciendo su remoción y provocando un deterioro considerable en los componentes útiles a lo largo del tiempo [2, 3]. Algunos de los materiales más utilizados para aplicaciones que implican condiciones de desgaste son las fundiciones de hierro aleado, los aceros para herramientas tipo D, M o T, el acero Hardox, los aceros ASTM A 128 [4], y las aleaciones metálicas recubiertas por proyección de llama [5], entre otros. En cuanto a las aleaciones no ferrosas, destacan las aleaciones de cobre como los latones (Cu-Zn), el bronce (Cu-Sn), las aleaciones Cu-Cr, Cu-Ag y Cu-Be. Estas se endurecen tanto por mecanismos de solución sólida como de precipitación durante el tratamiento térmico de envejecimiento [6]. Un grupo de materiales que ha cobrado importancia es el de las aleaciones de cobre-berilio, ya que presentan una alta resistencia mecánica y una elevada conductividad térmica o eléctrica según su composición química o el tratamiento térmico aplicado.