Síntesis de recubrimientos de SiC-NiCrAlY/Cr3C2-NiCr tipo cermet proyectados por HVOF y su evaluación al desgaste erosivo a alta temperatura

Abstract

En el presente trabajo se realizó la síntesis por mecanofusión de polvos tipo cermet compuesto por 21wt.% SiC - 79wt.% NiCrAlY y mezclado con polvos de Cr3C2-NiCr en una proporción de 30-70 wt.% respectivamente. Estos polvos y los convencionales de Cr3C2-NiCr se depositaron mediante proyección térmica por HVOF sobre un sustrato de Incoloy 330 para obtener dos recubrimientos: SiC/Cr3C2 (SiC-NiCrAlY/Cr3C2-NiCr) y Cr3C2 (Cr3C2-NiCr). Estos recubrimientos fueron sometidos a pruebas de erosión para estudiar su resistencia a la erosión por partículas sólidas a alta temperatura (900 °C) y temperatura ambiente (~25 °C) en una máquina erosionadora tipo sand blast, a tres ángulos de impacto de 30°, 60° y 90°. El recubrimiento SiC/Cr3C2 presentó una dureza 11% más alta que el recubrimiento Cr3C2, pero siendo su tenacidad a la fractura (KIC) un 62.2% menor. Las curvas de erosión a ambas temperaturas mostraron que el recubrimiento Cr3C2 presentó, de manera general, una mejor resistencia a la erosión; esto se asoció al menor valor de KIC del SiC/Cr3C2 , provocado por las partículas de SiC (partículas duras y frágiles), que promovieron la formación y propagación de grietas inter-splat y trans-splat. El único caso en que ambos materiales presentaron la misma tasa de erosión fue a 30° y ~25 °C debido a la alta dureza del SiC/Cr3C2. Los mecanismos de erosión observados a temperatura ambiente fueron similares a 900 °C. Las principales diferencias fueron que los mecanismos dúctiles (micro-cortes, surcos y cráteres) aumentaron en su tamaño, debido al incremento en la ductilidad de la matriz metálica, mientras que los mecanismos frágiles (fractura de carburos, agrietamientos y fractura de labios) se redujeron o manutuvieron en cantidad dependiendo del ángulo de impacto. La máxima penetración por erosión siempre se presentó a 60°, debido a una combinación de mecanismos de erosión presentes a ángulos de impacto normal y ángulo de impacto bajo.