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Nov 06, 2023

Rendimiento tribológico del hierro fundido blanco con alto contenido de cromo y calor.

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 9229 (2023) Citar este artículo

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El sulfato de barita (BaSO4) se considera un material mineral muy importante y se emplea como agente densificante para todo tipo de fluidos de perforación. Mientras tanto, las trituradoras utilizadas para la etapa de molienda durante la trituración de barita se ven afectadas por daños catastróficos por desgaste ubicados en las piezas del martillo hechas de hierro fundido blanco con alto contenido de cromo (HCWCI). En el presente estudio, se realizó una comparación del rendimiento tribológico entre HCWCI y acero tratado térmicamente AISI P20 para investigar la posible sustitución de HCWCI. La prueba tribológica se realizó bajo cargas normales entre 5 y 10 N durante diferentes duraciones (60, 120, 180 y 240 min). El análisis de la respuesta al desgaste para ambos materiales mostró que el coeficiente de fricción aumenta a medida que aumenta la carga aplicada. Además, AISI P20 presentó el valor más bajo comparado con el atribuido a HCWCI en todas las condiciones. Además, el análisis de la huella de desgaste obtenido mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) reveló que el daño era un fenómeno de desgaste abrasivo para HCWCI con detección de una red de grietas en toda la fase de carburo, que era más pronunciada bajo la carga más alta. Respecto al AISI P20, se detectó un mecanismo de desgaste abrasivo, caracterizado por varios surcos y fenómenos de arado. Además, el análisis de la pista de desgaste utilizando perfilometría 2D reveló que para ambas cargas, la profundidad máxima de desgaste de la pista de desgaste HCWCI fue significativamente mayor que la de AISI P20. Como resultado, en comparación con HCWCI, AISI P20 presenta la mejor resistencia al desgaste. Además, a medida que aumenta la carga, también aumentan la profundidad del desgaste y el área desgastada. Además, el análisis de la tasa de desgaste respalda los hallazgos anteriores, que mostraron que bajo ambas cargas, AISI P20 era más robusto que HCWCI.

El producto mineral barita, también conocido como sulfato de bario, tiene la fórmula química "BaSO4". El nombre de esta sustancia hace referencia a su tremenda densidad. La palabra "barita" en realidad deriva de la palabra griega "barys", que significa "pesado", debido al elevado peso atómico del elemento bario, que es igual a 4,48 g/cm3 a una temperatura de 26 °C. No se debe pasar por alto el hecho de que este producto es ampliamente consumido en todo el mundo. De hecho, los sectores del petróleo y el gas, que son las principales industrias para el uso de barita debido a una combinación poco común de sus características como su alta densidad, suavidad e inercia química, son los principales beneficiarios de este uso global. El resto de aplicaciones se centran principalmente en la protección radiológica y la industria química. Es importante mencionar aquí los pasos necesarios para producir barita en polvo, que se muestran en la Fig. 1. Sin embargo, debido a la alta tasa de producción y las desafiantes condiciones de trabajo, surgen varios problemas mecánicos y tribológicos (Fig. 2) durante toda esta trituración. proceso, provocando en última instancia un fallo en el mismo. Estos problemas resultan en pérdidas de tiempo y financieras, una desaceleración en la fabricación y una mala calidad en el producto final.

Proceso de trituración de barita.

Proceso de trituración: (a) Trituradora, (b) Martillo antes y después del daño, y (c) daño por desgaste.

En el mismo contexto, varios investigadores investigaron el daño de los materiales metálicos1,2,3,4,5. De hecho, Arabnejad et al. examinaron el efecto de la dureza de las partículas erosionantes en el acero inoxidable y llegaron a la conclusión de que la relación de erosión aumenta a medida que aumenta la dureza de las partículas2. Laguna-Camacho et al. analizó los fenómenos de erosión del acero inoxidable 304. La respuesta al desgaste demuestra que el mecanismo de desgaste por erosión del acero inoxidable 304 puede describirse como una fractura frágil de varios fragmentos grandes con un ángulo de impacto de 90 grados4.

Sin embargo, los estudios bibliográficos que abordan el daño por desgaste de la trituradora en la industria son poco comunes6,7,8,9,10. Estos últimos7,9 centran su atención en los daños por desgaste del triturador utilizado en la extracción de aceite de oliva y en la industria de la barita. Una investigación general del daño superficial en el HCWCI empleado en las trituradoras de roca de barita revela surcos continuos, profundos y anchos que están separados por crestas provocadas por los desechos de desgaste generados en el contacto superficial. Debido al continuo impacto de las partículas de barita sobre el martillo, también se pueden observar numerosos cráteres y una red de grietas en la superficie dañada. Como resultado, es posible inferir que el desgaste es resultado tanto de fenómenos de abrasión como de impacto9.

Además, Bahri et al.7 informaron en su investigación sobre la extracción de aceite de oliva que durante el proceso de extracción se producía un fenómeno de abrasión y desgaste por impacto como resultado de los impactos repetidos de las partículas de semillas de oliva sobre la superficie del material. De hecho, estos daños se manifiestan por la presencia de fenómenos de arado que conducen a la eliminación de material, acción de picaduras y también algunos surcos que se observan como consecuencia del desprendimiento de grandes fragmentos.

Algunos investigadores centraron su trabajo en el estudio tribológico de HCWCI. De hecho, Scandian et al.11 analizaron la relación entre la microestructura y el comportamiento de desgaste del hierro fundido blanco con alto contenido de cromo utilizando un tribómetro de pasador sobre disco a temperatura ambiente bajo V = 0,31 m/s y F = 20 N. El análisis Los resultados revelan que la microestructura tiene un fuerte efecto sobre la resistencia al desgaste del material. De hecho, la pérdida por desgaste es más importante en una matriz totalmente ferrítica que en una multifásica. Además, Fernández et al.12 investigaron el comportamiento de desgaste de hierro fundido blanco con alto contenido de cromo con alto y bajo contenido de carbono. Se encontró que durante la prueba de desgaste, el daño de ambos materiales comenzó inicialmente con un fenómeno de deformación plástica debido a la compresión del área de contacto, lo que llevó a la aparición de varias grietas. Esto último provoca la fragmentación del material en pequeñas partículas. Además, Coronado13 analizó el desgaste de fundición blanca utilizando granos abrasivos de alúmina bajo diversas cargas aplicadas (de 2 a 15 N) a una velocidad constante de V = 66 rpm. El estudio actual demuestra que la pérdida de masa aumenta a medida que aumenta la carga normal. Además, muestra la presencia de deformación plástica en la matriz, que se revela mediante el análisis SEM de la superficie desgastada de las muestras longitudinales y transversales.

También se informó que se están produciendo algunas grietas en el carburo M3C que forman un ángulo de alrededor de 45 grados con los rayones cuando se aplica la carga máxima igual a 15 N.

Otros investigadores investigaron el comportamiento de desgaste del acero AISI P2014,15. De hecho, Lopes et al.14 estudiaron el desgaste microabrasivo del acero P20. El análisis de la cicatriz de desgaste revela la presencia de un mecanismo de desgaste abrasivo. Además, el modo de desgaste es una combinación de fenómenos de rodadura y rayado. También se presentó desgaste por oxidación debido a la exposición de los restos de desgaste generados durante la prueba de desgaste.

En el mismo contexto, Pereira et al.15 elaboraron un estudio comparativo entre la resistencia al desgaste del acero AISI P20 después del tratamiento con nitrógeno y después de la deposición de una aleación de cobalto. Las pruebas de desgaste abrasivo se realizaron siguiendo las normas ASTM G65-91. El análisis del resultado muestra que la pérdida de volumen de la muestra aumenta con el aumento tanto del flujo abrasivo como de la carga aplicada. Además, es importante señalar que el efecto de este último es más significativo que el atribuido al flujo abrasivo.

En este sentido, el acero AISI P20 del presente estudio se sometió a un tratamiento térmico particular para mejorar sus cualidades mecánicas y tribológicas. Según la literatura, el tratamiento térmico en realidad mejora las cualidades del acero dulce, como la ductilidad, la tenacidad, la dureza y la resistencia a la tracción, como lo menciona Singh16.

Además, Chen et al.17 demostraron que las características mecánicas del acero inoxidable austenítico 316 L mejoraron después del tratamiento térmico, lo que se debe en gran medida al número de fases que constituyen este material, así como a sus morfologías.

El objetivo de este trabajo es realizar un estudio comparativo entre HCWCI y AISI P20 para reducir la enorme pérdida por desgaste provocada por el proceso de trituración. Para lograr esta tarea, se realizó un estudio tribológico de dichos materiales bajo diferentes cargas y duraciones de prueba.

En el estudio actual, se prepararon 40 × 40 × 4 mm3 de muestras de HCWCI y AISI P20 utilizando una máquina de alambre robot para cortar. De hecho, SOFAP Company proporcionó HCWCI para realizar análisis de pruebas adicionales. En cuanto al AISI P20, fue adquirido a un fabricante industrial.

Vale la pena señalar que la composición química del HCWCI se determinó mediante un análisis espectroscópico de metales (Jobin Yvon JY 48®). Sin embargo, la composición química del AISI P20 fue determinada por los datos técnicos proporcionados por el proveedor. La Tabla 1 ilustra la composición química de ambos materiales.

Es importante señalar que antes de la prueba de desgaste, el acero AISI P20 fue sometido a un tratamiento térmico para mejorar sus propiedades mecánicas y tribológicas. De hecho, el tratamiento térmico adoptado se realizó según la base de datos del proveedor. Se lleva a cabo a una temperatura de 850 °C durante 20 min, seguido de enfriamiento en aceite. Finalmente, se realizó una etapa de templado para minimizar las tensiones residuales.

Antes de la prueba de desgaste, se limpió bien la superficie de cada sustrato. Para lograr una superficie lisa con una rugosidad baja igual a Ra = 0,06 m medida mediante perfilometría 2D (Surtronic 25-Taylor Hobson), tanto el HCWCI como el acero tratado térmicamente AISI P20 se pulieron mecánicamente con papeles de SiC. Luego se desengrasaron las superficies con una solución de acetona para eliminar posibles impurezas.

Además, se empleó un probador de microdureza “Fisher Hardness Tester” para medir la microdureza de ambos materiales, que son iguales a HV0.05 = 742 y HV0.05 = 702 atribuidos a HCWCI y AISI P20, respectivamente.

Se utilizó un microscopio óptico (ZEISS-Axiotech) equipado con una cámara (ProgRes SpeedXTcore 5) para examinar la microestructura del acero tratado térmicamente AISI P20. Sin embargo, la microestructura de HCWCI se identificó mediante el uso de un microscopio electrónico de barrido (SEM, Jeol JSM-5410). Para realizar esta tarea, ambas muestras se prepararon puliéndolas primero con papeles de lija de SiC, seguido de un paso de grabado de 10 s en solución de Nital (3%) para acero tratado térmicamente y 3 minutos en solución de Nital (4%) para HCWCI. .

HCWCI y acero tratado térmicamente AISI P20 se sometieron a una investigación tribológica utilizando un tribómetro de bola sobre disco giratorio. Con base en la literatura18,19, se utilizó como contracuerpo una bola de alúmina (Al2O3). En nuestro estudio se eligió una bola de alúmina con un diámetro de 10 mm.

Este último fue seleccionado como material de contracara por una razón: su rendimiento mecánico único. Según investigaciones publicadas20,21, la alúmina en realidad tiene una dureza significativa que puede alcanzar más de 1400 HV y una rugosidad superficial de Ra = 0,02 µm22,23. Además, este material presenta una excepcional resistencia a los daños22.

Las pruebas de desgaste se llevaron a cabo utilizando una configuración de bola sobre disco bajo dos cargas normales de 5 N y 10 N a una velocidad de V = 0,31 m/s durante varias duraciones de prueba (t = 60, 120, 180 y 240 min). ). Por lo tanto, todos los experimentos de desgaste se realizaron en condiciones de deslizamiento seco a temperatura ambiente (25 °C). Después de cada prueba de desgaste, los sustratos se limpiaron con una solución de acetona para eliminar los restos de desgaste generados en la superficie.

Luego del ensayo de desgaste, se realizaron diferentes caracterizaciones para determinar el comportamiento al desgaste de las probetas. De hecho, la morfología y la composición química dentro y fuera de la pista de desgaste se determinaron mediante técnicas de microscopio electrónico de barrido SEM (FEI QUATRO) y espectroscopía de rayos X de energía dispersiva (EDX), respectivamente. Además, se utilizó la máquina perfilómetro 2D (Surtronic 25-Taylor Hobson) para cuantificar el desgaste.

Con base en la literatura24, la tasa de desgaste (\(K)\) se calculó utilizando la siguiente ecuación. (1):

donde F: Carga normal, D: Distancia de deslizamiento.

El volumen de pérdida de material desgastado se determinó utilizando la ecuación. (2):

donde R es el radio de la pista de desgaste; S: el promedio del área de la sección transversal de la pista de desgaste. R y S se midieron mediante una máquina perfilómetro 2D. Se realizaron tres mediciones del área de la sección transversal y se promediaron los resultados.

La Figura 3 presenta la microestructura de HCWCI mediante el uso de imágenes electrónicas secundarias y acero tratado térmicamente AISI P20 bajo microscopía óptica. El análisis de la Fig. 3a atribuido a HCWCI reveló la presencia de una red eutéctica dentro de una matriz martensítica. Además, la ampliación en las figuras 3a y b demuestra que la microestructura del HWCI está compuesta de carburos secundarios que han precipitado en una matriz martensítica. Karantzalis et al.25 observaron una microestructura similar y estudiaron el efecto de los tratamientos térmicos y las adiciones de aleaciones sobre la microestructura y las propiedades de las fundiciones con alto contenido de cromo. Sin embargo, se detectó una microestructura martensítica completa al analizar la micrografía óptica del acero AISI P20 tratado térmicamente (Fig. 3c). Nuestros hallazgos son consistentes con los de Priyadarshini et al.26. De hecho, informaron en su estudio que la microestructura del AISI P20 se caracterizaba por una fase martensítica dura que se desarrolló después del enfriamiento directo.

Microestructura de: (a) HCWCI por SEM, (b) magnificación de (a) y (c) microscopía óptica de acero tratado térmicamente AISI P20.

La evolución de la fricción del HCWCI y del acero tratado térmicamente AISI P20 implica dos etapas, según el análisis del coeficiente de fricción presentado en (Fig. 4). Las pruebas se realizaron con dos cargas normales iguales a F = 5 N y 10 N a una velocidad igual a V = 0,31 m/s en condición seca. El coeficiente de fricción aumenta significativamente hasta un valor máximo en la primera etapa o etapa de "transición". Permanece constante para toda la muestra durante la segunda etapa, conocida como estado estacionario, con ligeras oscilaciones que pueden ser causadas por desechos formados en la pista de desgaste18. Además, queda claro en la Fig. 4 que el aumento de la carga de 5 a 10 N aumentó el coeficiente de fricción para HCWCI de 0,7 a 0,9 y para el acero tratado térmicamente AISI P20 de 0,5 a 0,7. Como consecuencia, la resistencia al desgaste del AISI P20 tratado térmicamente podría ser más interesante que la del HCWCI. También se observa que el coeficiente de fricción aumenta al aumentar la carga aplicada para ambos materiales. Esta elevación fue aprobada por estudios de varios investigadores27,28. Mientras tanto, no se detectó ningún efecto significativo del número de ciclos sobre la evolución del coeficiente de fricción. Es importante señalar que la correlación entre la carga normal o la presión de contacto y el coeficiente de fricción se tuvo en cuenta en varios estudios de investigación29,30. En el presente estudio, el aumento de la carga normal da como resultado un aumento en el coeficiente de fricción del HCWCI y AISIP20 debido a varias razones: (i) Dicho comportamiento tribológico puede estar relacionado con la creación de residuos de desgaste generados por el aumento de la superficie de contacto. cuando la carga normal aumenta. Los restos de desgaste actúan como partículas abrasivas y aumentan la huella de desgaste; (ii) un aumento en la carga normal genera calor por fricción en la superficie de contacto; y las propiedades mecánicas, como la resistencia del material, pueden aumentar como resultado de la unión29. La razón detrás del aumento de la carga normal es detectar el efecto de la alta presión sobre las propiedades tribológicas tanto de HCWCI como de AISIP20. Durante el proceso de trituración de barita, varias partículas entraron en contacto con los materiales a diferentes niveles de presión de contacto, lo que puede afectar el comportamiento de daño de los materiales.

Evolución del coeficiente de fricción tanto de HCWCI como de AISI P20 en: (a) t = 60 min, (b) t = 120 min, (c) t = 180 min y (d) t = 240 min.

La Figura 5 muestra la morfología SEM de la pista de desgaste tanto para HCWCI como para AISI P20. Al analizar la trayectoria de desgaste del HCWCI, se pueden detectar varios fenómenos de desgaste. La Figura 5a revela la presencia de restos de desgaste ubicados en la pista de desgaste, lo que indica que el desprendimiento de material se produce durante la prueba tribológica bajo una carga normal igual a 5 N. Como consecuencia, se pueden observar algunos surcos y cráteres. Al aumentar el aumento, se observó la propagación de microfisuras a lo largo de la fase de carburo; Estas microfisuras aumentan la eliminación de material durante la fricción. En estudios de investigación anteriores se obtuvieron resultados similares al analizar el daño por desgaste del martillo durante la trituración de barita9. Se informó que la intersección entre microfisuras radiales y longitudinales a lo largo del carburo conduce a la eliminación de material, que previamente sufre una deformación plástica9,12. Estos hallazgos confirman que la prueba tribológica reproduce el daño real por desgaste del HCWCI. Al aplicar una carga normal de 10 N, la micrografía SEM (Fig. 5b) muestra restos de desgaste acumulados ya desprendidos de otra área y deformados plásticamente durante la prueba de desgaste, lo que lleva a su acumulación bajo una carga elevada. Además, se realizó el SEM con gran aumento, es importante señalar que el aumento de la carga normal conduce a la creación de una red de fisuras con microfisuras más profundas y anchas. Con respecto a la pista de desgaste de AISI P20 presentada en la Fig. 5c, se vio como un fenómeno de arado, y la presencia de ranuras indica un mecanismo de desgaste abrasivo que se debe a la creación de residuos de desgaste. Lopes et al.14 encontraron el mismo fenómeno de desgaste en su estudio sobre el comportamiento del desgaste microabrasivo de la carburación y la nitruración por plasma iónico del acero P20. Además, los restos de desgaste se adhieren dentro de la pista de desgaste debido a la deformación plástica durante el deslizamiento repetitivo. Se encontraron aspectos similares al aplicar una carga normal igual a 10 N (Fig. 5d).

Micrografía SEM de la pista de desgaste durante t = 240 min (144.000 ciclos). (a) HCWCI_F = 5 N, (b) HCWCI _F = 10 N, (c) acero tratado térmicamente AISI P20_F = 5 N, y (d) acero tratado térmicamente AISI P20_F = 10 N.

Al comparar los resultados obtenidos tanto para HCWCI como para AISI P20, vale la pena señalar que existe una diferencia en los aspectos de desgaste en términos de microfisuras, cráteres y fenómenos de arado. En términos de respuesta al desgaste, el efecto de la carga normal es más pronunciado para HCWCI que para AISI P20.

La Figura 6 presenta perfiles 2D de ambos materiales, HCWCI y AISI P20 bajo cargas normales iguales a 5 N y 10 N.

Desgaste de la pista durante t = 240 min (144.000 ciclos). (a) HCWCI_F = 5 N, (b) HCWCI _F = 10 N, (c) Acero tratado térmicamente AISI P20_F = 5 N, y (d) Acero tratado térmicamente AISI P20_F = 10 N.

Del análisis de las curvas obtenidas se pudo observar que la resistencia al desgaste atribuida al AISI P20 es mejor que la relacionada con HCWCI. El ancho y la profundidad máxima de desgaste de la pista de desgaste de HCWCI son significativamente más importantes que los de AISI P20 para ambas cargas. Además, para cada material, se ve que el aumento de la carga conduce a un aumento de la profundidad del desgaste y del área desgastada de la pista de desgaste. Como consecuencia se podría mencionar que cuanto mayor es la carga, mayor es la remoción de material31.

La Figura 7 ilustra la variación de la tasa de desgaste de HCWCI y AISI P20 en función de la duración de la prueba. Se muestra claramente que todas las curvas muestran tendencias similares. De hecho, los resultados obtenidos muestran que la tasa de desgaste aumenta al aumentar la duración de la prueba y la carga normal para ambos materiales (Fig. 7). Estos hallazgos concuerdan con varios estudios de investigación32,33. Hani Aziz et al.32 quienes estudiaron el efecto de la carga sobre la tasa de desgaste del acero, aluminio y latón, mencionaron que el aumento de la carga condujo a un aumento en la tasa de desgaste de todos los materiales. Además, Lakshminarayana et al.33 centraron su investigación en el estudio del efecto de la carga sobre la tasa de desgaste y la resistencia a la fricción del acero EN-8 que se desliza contra el acero EN-31. Descubrieron que el aumento de la carga de 20 a 200 N aumentaba la tasa de desgaste de aproximadamente 4 × 10–4 a ​​77 × 10–4 mm3/N m. Para mayor explicación, el aumento en la tasa de desgaste es consecuencia de una mayor remoción de material debido a la elevación de la temperatura en el área de contacto, lo que lleva a una modificación del comportamiento de la muestra a uno dúctil por el aumento de la fricción con la carga aplicada.

Evolución de la tasa de desgaste.

Además, se muestra claramente que la mejor resistencia al desgaste se mantuvo para AISI P20 bajo ambas cargas F = 5 N y F = 10 N debido a la disminución significativa de la tasa de desgaste entre ambas.

Las Figuras 8a yb ilustran una presentación sintética de la evolución del mecanismo de desgaste de HCWCI y AISI P20 al aumentar la carga normal de 5 a 10 N.

Evolución del mecanismo de desgaste al aumentar la carga normal de 5 a 10 N de: (a) HCWCI y (b) AISI P20.

En el presente trabajo se ha realizado un estudio comparativo entre las propiedades tribológicas del HCWCI y del acero tratado térmicamente AISI P20 en condiciones secas a temperatura ambiente (25 °C). Se estudiaron experimentalmente los efectos de la carga aplicada y la duración de la prueba. Del trabajo realizado se pueden extraer las siguientes conclusiones:

Los resultados de la prueba de pasador sobre disco bajo dos cargas F = 5 N y F = 10 N ilustran que la evolución de la fricción del HCWCI y del acero tratado térmicamente AISI P20 consta de dos etapas. En la primera etapa, o de “transición”, el COF aumenta rápidamente hasta alcanzar un valor máximo. Durante la segunda etapa, o estado estacionario, la fricción mantiene el mismo valor para toda la probeta con presencia de alguna fluctuación, lo que podría deberse a la presencia de algunos residuos generados en la pista de desgaste. El análisis de las curvas de fricción informa que HCWCI se caracteriza por el coeficiente de fricción más alto en comparación con AISI P20 para todas las condiciones.

El aumento de la carga de F = 5 N a F = 10 N condujo a un aumento en los valores de COF de 0,7 a 0,9 para HCWCI y de 0,5 a 0,7 para acero tratado térmicamente AISI P20.

La morfología SEM de la pista de desgaste de HCWCI muestra diferentes características de desgaste que causan pérdida de material. De hecho, las microfisuras, el desgaste abrasivo y el desprendimiento de material provocan daños graves.

Respecto a la pista de desgaste del acero termotratado AISI P20, se encontró que el daño combina tanto fenómenos de arado como la presencia de ranuras, lo que indica un mecanismo de desgaste abrasivo que se debe a la creación de restos de desgaste.

El análisis de la respuesta al desgaste mencionó que el efecto de la carga normal es más pronunciado para HCWCI que para AISI P20.

El análisis de perfilometría indica que la profundidad de desgaste atribuida al HCWCI es más importante que la del acero tratado térmicamente AISI P20 indicando que este último presenta la mejor resistencia al desgaste.

Aumentar la carga de F = 5 N a F = 10 N aumenta la profundidad del desgaste y el área desgastada, causando más daño.

La tasa de desgaste aumenta con el aumento de las cargas normales aplicadas.

HCWCI presenta la tasa de desgaste más importante, lo que indica que el acero tratado térmicamente AISI P20 tiene la mejor resistencia al desgaste.

Finalmente, HCWCI podría reemplazarse con AISI P20 para mejorar la resistencia al desgaste y reducir los daños.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

Kim, JJ & Park, SK Erosión por partículas sólidas de acero inoxidable AISI 403. J. Mater. Ciencia Lett. 17, 1503-1506 (1998).

Artículo CAS Google Scholar

Arabnajed, H., Shirazi, SA, McLaury, BS, Subramani, HJ y Rhyne, LD El efecto de la dureza de las partículas de roedores sobre la erosión del acero inoxidable. Use 332–333, 1098–1103 (2015).

Artículo de Google Scholar

Shimizu, K., Xinba, Y. & Araya, S. Erosión por partículas sólidas y propiedades mecánicas de los aceros inoxidables a temperatura elevada. Use 271, 1357–1364 (2011).

Artículo CAS Google Scholar

Laguna-Camacho, J. R., Marquina-Chavez, A., Méndez-Méndez, J. V., Vite-Torres, M. & Gallardo-Hernandez, E. A. Solid particle erosion of AISI 304, 316 and 420 stainless steels. Wear 301, 398–405 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Liu, ZG, Wan, S., Nguyen, VB & Zhang, YW Análisis de elementos finitos del desgaste erosivo para estructuras costa afuera. En 13º Congreso Internacional sobre Fractura, 16-21 (2013).

Bahri, A., Guermazi, N., Elleuch, K. & Ürgen, M. Rendimiento tribológico de recubrimientos de TiN depositados en acero inoxidable 304 L utilizado para la extracción de aceite de oliva. Use 342–343, 77–84 (2015).

Artículo de Google Scholar

Bahri, A., Guermazi, N., Elleuch, K. & Ürgen, M. Sobre el desgaste erosivo del acero inoxidable 304 L causado por el impacto de partículas de semillas de olivo: modelado y experimentos. J. Tribu. En t. 102, 608–619 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Bahri, A., Kaçar, E., Akkaya, SS, Elleuch, K. & Ürgen, M. Potencial de protección contra el desgaste de los recubrimientos de TiN para aceros inoxidables 304 utilizados en piezas giratorias durante la extracción de aceite de oliva. Navegar. Abrigo. Tecnología. 304, 560–566 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Kallel, M., Zouch, F., Antar, Z., Bahri, A. y Elleuch, K. Desgaste prematuro del martillo utilizado en el proceso de trituración de minerales. J. Tribu. En t. 115, 493–505 (2017).

Artículo CAS Google Scholar

Jianxin, D., Fengfang, W., Yunson, GL, Youqiang, X. y Shipeng, L. Desgaste por erosión de recubrimientos de nitruro PVD de CrN, TiN, CrAlN y TiAlN. En t. J. Refractario Met. Materia dura. 35, 10-16 (2012).

Artículo de Google Scholar

Scandiana, C., Boher, C., De Melloc, JDB y Rézaï-Aria, F. Efecto del contenido de molibdeno y cromo en el desgaste por deslizamiento del hierro fundido blanco con alto contenido de cromo: la relación entre microestructura y desgaste. Use 267, 401–408 (2009).

Artículo de Google Scholar

Fernández, I. & Belzunce, FJ Comportamiento de desgaste y oxidación de fundiciones blancas con alto contenido de cromo. Madre. Carácter. 59, 669–674 (2008).

Artículo de Google Scholar

Coronado, JJ Efecto de la carga y la orientación del carburo sobre la resistencia al desgaste abrasivo del hierro fundido blanco. Use 270, 823–827 (2011).

Artículo CAS Google Scholar

Lopes, HSM et al. Estudio del comportamiento del desgaste microabrasivo de la carburación y nitruración por plasma iónico de acero P20. Madre. Res. 19(3), 686–694 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Pereira, NC, Carlini, G. & Bond, D. Comparación de la resistencia al desgaste abrasivo de AISI P20, nitruración y recubrimiento mediante proceso de arco transferido por plasma. En XXI Congreso Brasileño de Ingeniería Mecánica (2011).

Singh, G. Una revisión sobre el efecto del tratamiento térmico sobre las propiedades del acero dulce. Madre. Hoy. 37, 2266–2268 (2021).

CAS Google Académico

Chen, X., Li, J., Cheng, X., Wang, H. y Huang, Z. Efecto del tratamiento térmico sobre la microestructura, las propiedades mecánicas y de corrosión del acero inoxidable austenítico 316L mediante fabricación aditiva por arco. Madre. Ciencia. Ing. A. 715, 307–314 (2018).

Artículo CAS Google Scholar

Zouch, F., Antar, Z., Bahri, A., Elleuch, K. & Ürgen, M. Estudio tribológico del recubrimiento electrodepositado de Fe-WP sobre acero inoxidable 316 L. J. Tribu. 140, 1–9 (2018).

Artículo de Google Scholar

Kallel, M. y col. Propiedades tribológicas del recubrimiento compuesto de sol Ni-B-TiO2 elaborado mediante proceso mejorado con sol: desgaste abrasivo y desgaste por impacto. J. Mater. Tecnología. 13, 857–871 (2021).

CAS Google Académico

Madah, F., Amadeh, AA y Dehghanian, C. Investigación sobre la transformación de fase del recubrimiento de Ni-B no electrolítico después del deslizamiento en seco contra una bola de alúmina. J. Aleaciones. comp. 658, 272–279 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Abrar, H., Vitali, P., Dmitri, G., Maksim, A. & Mart, V. Tribología de materiales de alúmina para la economía circular de las industrias textiles manufactureras. tribu. Fabricante. 70, 215–220 (2021).

Google Académico

Arteaga-Hernández, LA et al. Estudio del tratamiento superficial borurante en el comportamiento tribológico de un acero inoxidable AISI 316L. Use 477, 203825 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Mischler, S. & Ponthiaux, P. Un round robin sobre pruebas electroquímicas y de fricción combinadas en contactos de alúmina/acero inoxidable en ácido sulfúrico. Use 248, 211–225 (2001).

Artículo CAS Google Scholar

Kraghelsky, IV Cálculo de la tasa de desgaste. J. Ing. Básica. 87(3), 785–790 (1965).

Artículo de Google Scholar

Karantzalis, E., Lekatou, A. & Mavros, H. Microestructura y propiedades de las fundiciones con alto contenido de cromo: efecto de los tratamientos térmicos y adiciones de aleaciones Int. J. Metales fundidos. Res 22, 448–456 (2009).

Artículo CAS Google Scholar

Priyadarshini, M., Behera, A., Biswas, CK & Rajak, DK Análisis experimental y caracterización mecánica del acero para herramientas AISI P20 mediante un proceso de tratamiento térmico. J. Bio-Tribo-Cor. (2021).

Zhang, L., Xiao, J. y Zhou, K. Comportamiento de desgaste por deslizamiento del compuesto de disulfuro de plata y molibdeno. tribu. Trans. 55, 473–480 (2012).

Artículo CAS Google Scholar

Kakás, D. et al. Influencia de la carga y la velocidad de deslizamiento sobre el coeficiente de fricción del TiN depositado con IBAD. tribu. Indiana 31, 1-10 (2009).

Google Académico

Kar, S., Sahu, BB, Kousaka, H., Han, JG y Hor, M. Estudio del efecto de la carga normal sobre el coeficiente de fricción y las propiedades de desgaste de películas delgadas de CNx. AIP Avanzado. 10, 1-10 (2020).

Artículo de Google Scholar

Maegawan, S., Itoigawa, F. y Nakamura, T. Efecto de la carga normal sobre el coeficiente de fricción para el contacto deslizante entre una superficie de caucho rugosa y un plano liso rígido. tribu. En t. 92, 335–343 (2015).

Artículo de Google Scholar

Al-Samarai, RA, Haftirman, KRA y Al-Douri, Y. Efecto de la carga y la velocidad de deslizamiento sobre el desgaste y la fricción de una aleación de fundición de aluminio y silicio. Enterrar. J. Ciencias. Res. Publ. 2, 1–4 (2012).

Google Académico

Hani Aziz, A., Khairia Salman, H. & Ethar, MMM Efecto de las cargas, velocidades de deslizamiento y tiempos sobre la tasa de desgaste de diferentes materiales. Soy. J. Ciencias. Res. Indiana. 2(1), 99–106 (2011).

Google Académico

Lakshminarayana, V. y VincentBalu, P. Influencia de la carga variable en la tasa de desgaste y la resistencia a la fricción del acero EN-8 que se desliza contra el acero EN-31. J. Ing. Aplica. Ciencia. 10, 1-10 (2015).

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Este trabajo fue apoyado por el Ministerio de Educación Superior e Investigación Científica de Túnez.

Departamento de Ingeniería de Materiales, Laboratorio de Ingeniería de Materiales y Medio Ambiente (LGME), Escuela Nacional de Ingeniería de Sfax, Universidad de Sfax, BPW1173, 3038, Sfax, Túnez

F. Zouch, A. Bahri, Z. Antar y K. Elleuch

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Todos los autores prepararon y revisaron el manuscrito juntos.

Correspondencia a A. Bahri.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Zouch, F., Bahri, A., Antar, Z. et al. Rendimiento tribológico del hierro fundido blanco con alto contenido de cromo y del acero tratado térmicamente utilizados en la industria de trituración de barita. Informe científico 13, 9229 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-29627-4

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Recibido: 18 de agosto de 2022

Aceptado: 08 de febrero de 2023

Publicado: 07 de junio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-29627-4

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