Vol. 24 Núm. 4 (2014)
Artículos de Investigación

Estudio tribológico de prensado en caliente de compuesto 2205 DSS reforzado por dispersión de óxido

O. Olaniran
Tshwane University of Technology, Pretoria, South africa
Biografía

Publicado 2014-08-21

Palabras clave

  • Duplex stainless steel (DSS),
  • partially sta¬bilized zirconia (PSZ),
  • wear,
  • coefficient of friction (COF),
  • powder metallurgy (PM).
  • Acero inoxidable dúplex (DSS),
  • zirconia parcialmente estabilizada (PSZ),
  • desgaste,
  • coeficiente de fricción (COF),
  • pulvimetalurgia (PM).

Cómo citar

Olaniran, O., Olubambi, P. A., Potgieter, J. H., Omotoyinbo, J. A., Obadele, B. A., & Andrew, A. (2014). Estudio tribológico de prensado en caliente de compuesto 2205 DSS reforzado por dispersión de óxido. Acta Universitaria, 24(4), 27–33. https://doi.org/10.15174/au.2014.505

Resumen

Este trabajo estudia la influencia de óxido cerámico en el comportamiento tribológico de ma­teriales compuestos 2205 DSS de prensados calientes con una composición variable de por­centaje de partially stabilized zirconia (PSZ) y elementos de aleación; cromo (Cr) con niquel (Ni) desarrollado por ruta de pulvimetalurgia (PM). El experimento se realizó con un tribómetro de bola sobre disco, bajo los siguientes parámetros: Bola WC de 5 mm como contra cuerpo, carga deslizante de 15 N y 2 mm de distancia deslizante a temperatura ambiente en condiciones secas. Las huellas del desgaste de la superficie desgastada fueron examinados con Scan­ning Electron Microscope (SEM); JEOL JSM-7600F con Energy Dispersive X-ray Analysis (EDX) adjunto. Los resultados revelaron que una pequeña cantidad de PSZ puede amplificar la resistencia al desgaste del material compuesto. Los análisis EDX puntuales indicaron que había capas transferidas de tungsteno (W) en la superficie desgastada. Se utilizaron índices de coeficiente de fricción (COF) y Taber para evaluar la propiedad de desgaste de los materiales compuestos. Se encontró que la muestra con 0.5% PSZ, 0.81% de Cr y 0.19% de Ni tiene la mejor resistencia al desgaste.

Citas

  1. Campos, M., Bautista, A., Caceres, D., Abenojar, J. & Torralba, J. M. (2003). Study of the interfaces between austenite and ferrite grains in P/M duplex stainless

  2. steels. Journal of the European Ceramic Society, 23(15),2813-2819.

  3. Ceschini, L., Palombarini, G., Sambogna, G., Firrao, D., Scavino, G. & Ubertalli, G. (2006). Friction and wear behaviour of sintered steels submitted to sliding and abrasion tests. Tribology International, 39, 748–55.


  4. Chawla, N. & Chawla, K. K. (2006). Metal matrix composites. New York: Springer.


  5. Chen, H., Li, Y. Y., Liu, Y. B. & Cao, X. J. (2007). Influence of chromium on microstructure

  6. and sintering properties of FeNiMoCu system prealloyed powders. Journal of Materials Processing Technology, 182, 462-468.

  7. Datta, P. & Upadhyaya, G. S. (2001). Sintered duplex stainless steels from premixes

  8. of 316L and 434L powders. Materials Chemistry and Physics, 67(1-3),
  9. -242.

  10. Daumann, B., Webber, J. A., Anlauf, H. & Nirschl, H. (2011). Discontinuous powder

  11. of nanoscale particles. Chemical Engineering Journal, 167(1), 377-387.

  12. Dobrzanski, L. A., Brytan, Z., Grande, M. & Rosso, M. (2007). Properties of Duplex

  13. Stainless steels made by Powder Metallurgy. Archives of Materials Science
  14. and Engineering, 28(4), 217-223.

  15. Glage, A., Weigelt, C., Räthel, J. & Biermann, H. (2014). Fatigue Behaviour of Hot

  16. Pressed Austenitic TWIP Steel and TWIP Steel/Mg-PSZ Composite Materials. International Journal of Fatigue, 65(2014), 9-17.

  17. Hamid, Z. A., Moustafa, S. F., Morsy, F. A., Khalifa, N. A. A. & Mouez, F. A. (2011).

  18. Fabrication and characterization copper/diamond composites for heat sink application
  19. using powder metallurgy. Journal of Natural Science, 3(11), 936-942. London: INSPEC/IEEE.

  20. Holman, J. (2000, 30 may). Energy Crisis drives increased interest research in Tribology. Engineering News.Recuperado de http://www.engineeringnews.co.za/

  21. article/energy-crisis-drives-increased-interest-research-in-tribology-2008-05-30.

  22. Liu, N. B., Lim, S. C., Lu, L., & Lai, M. O. (1994). Recent development in the

  23. fabrication of metal matrix-particulate composites using powder metallurgy
  24. techniques. Journal of Materials Science, 29(8), 1999-2007.

  25. Martin, F., García, C., Blanco, Y. & Aparicio M. L. (2013). Tribocorrosion behaviour

  26. of Powder Metallurgy duplex stainless steel sintered in Nitrogen. Tribology
  27. International, 57, 76-85.

  28. Ming, L., Zhangjian, Z., Pei, H., Lu, L., Yingli, X. & Changchun, G. (2010). Microstructure

  29. and mechanical property of 12Cr oxide dispersion strengthened ferritic steel
  30. for fusion application. Fussion Engineering and Design, 85(2010), 1573-1576.

  31. Passerone, A., Muolo, M. L., Novakovic, R. & Passerone, D. (2007). Liquid matel/

  32. ceramic interactions in the (Cu, Ag, Au)/ZrB2 systems. Journal of European
  33. Ceramic Society, 27(2007), 3277-3285.

  34. Rachman, C., Amit, S. & Claude, E. (2009). Densification of nanocrystalline Y2O3

  35. ceramic powder by spark plasma sintering. Journal of the Ceramic Society,
  36. (2009), 91-98.

  37. Reddy, K. M., Mukhopadhyay, A. & Basu, B. (2010). Microstructure-mechanicaltribological

  38. property correlation of multistage spark plasma sintered tetragonal
  39. ZrO2. Journal of the European Ceramic Society, 30(2010), 3363-3375.

  40. Rosso, M. (2006). Ceramic and metal matrix composites: route and properties. Achievements in Mechanical and Materials Handling, 175, 304-375.


  41. Sebo, P., Kavecky, S. & Stefanic, P. (1994). Wettability of Zirconia-coated carbon

  42. by aluminium. Journal of Materials Science Letters, 13(1994), 592-593.

  43. Sulima, I., Klimczyk, P. & Hyjek, P. (2009). The influence of the sintering conditions

  44. on the properties of the stainless steel reinforced with TiB2 ceramics. Archives of Materials Science and Engineering, 39(2), 103-106.

  45. Vardavoulias, M., Jueandin, M., Velasco, F. & Torralba, J. M. (1996). Dry sliding

  46. wear mechanism for P/M austenitic stainless steels and heir composites
  47. containing Al2O3 and Y2O3 particles. Tribology International, 29(6), 499-506.

  48. Velasco, F., Martínez, M. A., Calabres, R., Bautista, A. & Abenojar, J. (2009). Friction

  49. of PM ferritic stainless steels at temperatures up to 300 ºC. Tribology
  50. International, 42(2009), 1199-205.

  51. Wei, D., Dave, R. & Pfeffer, R. (2002). Mixing and characterization of nanosized

  52. powders: An assessment of different techniques. Journal of Nanoparticle
  53. Research, 4, 21-41.

  54. Taber Abraser (Abrader) (n.d.). Recuperado de www.taberindustries.com/taberrotary-abraser


  55. Younesi, M. & Bahrololoom, M. E. (2010). Optimization of wear resistance and

  56. toughness of hydroxyapatite nickel free stainless steel new bio-composites
  57. for using in total joint replacement. Materials and Design, 31(2010), 234-243.

  58. Zhoungchun, C., Takenobu, T., Keisuke, I. & Tadasu, M. (2000). The influence of

  59. powder particle size on microstructural evolution of metal-ceramic composite. Scripta mater, 43(2000), 1103-1109.