Comportamiento a la corrosión y al desgaste por deslizamiento del material compuesto MgAZ91E/56%TiC

Abstract

This paper presents the microstructural characterization, the electrochemical behavior and the wear of AZ91E / 56% TiC metal matrix composite material. The material was obtained from TiC powder which was pressed into a rectangular die and partially sintered at 1250 ° C and then spontaneously infiltrated by the AZ91E alloy at 950 ° C for 12 minutes in an Ar atmosphere. The microstructural characterization revealed the presence of MgO without defined orientation at the particle / matrix interface with thicknesses up to 200 nm. The microhardness and modulus of elasticity measured in the composite material was 327 Hv and 148 GPa, respectively. As reference, the AZ91E alloy has 80 Hv and 45 GPa in these properties. With respect to the electrochemical behavior, in the potenciodynamic curves a difference of more than one order of magnitude in the corrosion rate was observed, with the AZ91E alloy being more susceptible to corrosion. This result coincides with immersion, impedance and electrochemical noise tests. Due to the nature and amount of the reinforcement, the corrosion mechanism in the composite material is similar to that of the alloy, and in both cases the main reaction product was Mg (OH) 2. The AZ91E / TiC composite wear tests and the monolithic alloy were performed against AISI 1018, 4141 and H-13 steels as counterparts with 8 and 12 N loading. The results indicate that in general, the composite material shows less wear resistance as the test load increases. The wear mechanism changes from abrasive-adhesive to an abrasive mechanism. This change is distinguished in the changes in the speed of wear, caused by the mechanically mixed layer (MML) and the abrasion of three bodies. Such processes are generated during the peeling and breaking of the reinforcing particles of the compound.

En este trabajo se presenta la caracterización microestructural, el comportamiento electroquímico y al desgaste del material compuesto de matriz metálica AZ91E/56%TiC. El material fue obtenido a partir de polvo de TiC el cual fue prensado en un dado rectangular y sinterizado parcialmente a 1250°C para posteriormente ser infiltrado espontáneamente por la aleación AZ91E a 950ºC durante 12 minutos en una atmósfera de Ar. La caracterización microestructural reveló la presencia de MgO sin orientación definida en la interfase partícula/matriz con espesores de hasta 200 nm. La microdureza y módulo de elasticidad medidas en el material compuesto fue de 327 Hv y 148 GPa, respectivamente. Como referencia, la aleación AZ91E tiene en estas propiedades 80 Hv y 45 GPa. Con respecto al comportamiento electroquímico, en las curvas potenciodinámicas se observó una diferencia de más de un orden de magnitud en la velocidad de corrosión, siendo la aleación AZ91E más susceptible a la corrosión. Este resultado coincide con las pruebas de inmersión, impedancia y ruido electroquímico. Debido a la naturaleza y cantidad del refuerzo, el mecanismo de corrosión en el material compuesto es similar al de la aleación, y en ambos casos, el principal producto de reacción fue Mg(OH)2. Las pruebas de desgaste del material compuesto AZ91E/TiC y la aleación monolítica se realizaron contra aceros AISI 1018, 4141 y H-13 como contrapartes con 8 y 12 N de carga. Los resultados indican que en general, el material compuesto muestra menor resistencia al desgaste al incrementar la carga de prueba. El mecanismo de desgaste cambia de abrasivo-adhesivo a un mecanismo abrasivo. Este cambio, se distingue en los cambios en la velocidad de desgaste, provocados por la capa mezclada mecánicamente (MML) y la abrasión de tres cuerpos. Dichos procesos se generan durante el desprendimiento y rompimiento de las partículas de refuerzo del compuesto.