Evaluación experimental de la resistencia a la corrosión de un acero aisi - sae 4140 implantando con iones de nitrógeno

Abstract

La implantación iónica empleada como técnica para el tratamiento superficial avanzado mejora la resistencia a la corrosión de algunos materiales, motivo por el cual se ha intensificado su uso en herramientas especializadas. Sin embargo, estas herramientas y demás piezas para maquinaria cuando son fabricadas no presentan un tipo de rugosidad específico; por tal motivo, se estudió su influencia en la resistencia a la corrosión del acero industrial AISI 4140 implantado con iones de Nitrógeno mediante Implantación Iónica Tridimensional (3DII). Utilizando una descarga pulsada de alta voltaje a bajas presiones, se implantaron iones de nitrógeno en muestras circulares con 20Kev de energía, 30Hz de frecuencia, 1,4Pa de presión y tiempo de exposición de 1h; para obtener una dosis de aproximadamente 4x1017 N+/cm2. A muestras implantadas a tres rugosidades se le realizaron ensayos electroquímicos en una solución de Cloruro de Sodio (NaCl) al 3%, mediante las técnicas electroquímicas de Rp, EIS y Tafel y se obtuvo una mayor resistencia a la corrosión para el material implantado a una menor rugosidad. Finalmente se evaluó la degradación del material a las condiciones donde se obtuvo un mayor valor de Rp; con el objetivo de verificar la ausencia o presencia de una capa protectora en la superficie del material estudiado. Para tal fin la muestra fue sumergida en el electrolito de trabajo a un tiempo de 14 días aplicando pruebas electroquímicas de Rp, EIS y Tafel. Los resultados mostraron que al inicio de exposición de la muestra, la superficie del material tendía a formar una capa protectora semiestable, la cual se disolvió; a tiempos intermedios se observó la presencia y ausencia de capas de baja estabilidad electroquímica. Finalmente, la capa protectora formada podría ser estable a tiempos mayores de 240 horas, según la tendencia a aumentar del valor de la resistencia a la polarización.