Estudio comparativo de la nitrocarburación de los aceros AISI 4340 y AISI 347 mediante el proceso Tenifer-QPQ®

Abstract

[Resumen]: Este trabajo estudia las diferencias microestructurales y tribológicas de las capas formadas durante la nitrocarburación ferrítica del acero aleado AISI 4340 y la nitrocarburación austenítica del acero inoxidable estabilizado AISI 347. Las muestras se sometieron a distintos tiempos de inmersión en un baño de nitrocar-buración (60, 75, 90, 105 y 120 min) a 580 ºC. Posteriormente se sometieron a un proceso de oxidación a 480 ºC para formar una capa de Fe3O4. Los estudios de la microestructura de la capa nitrocarburada se realizaron por microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de dispersión de energías (EDS) y difracción de rayos X (XRD). Se estudió el desgaste y el coeficiente de fricción de las muestras nitrocarburadas y las muestras no tratadas mediante el ensayo pink-on disk. Los resultados muestran tres zonas bien diferenciadas en el acero AISI 4340: una capa de óxidos externa, una capa blanca o de combinación y zona de difusión. Sin embargo, no se detectó la presencia de la capa de combinación en el acero AISI 347. En ambos aceros, el coeficiente específico de desgaste (k) de las muestras nitrocarburadas fue aproximadamente treinta veces menor que el de las muestras de referencia.

[Abstract]: Comparative study of AISI 4340 and AISI 347 nitrocarburizing by Tenifer-QPQ® process. This paper studies the microstructural and tribological differences of layers formed during the ferritic nitrocarbu-rizing of AISI 4340 alloy steel and AISI 347 stabilized stainless steel. The samples were exposed to different times of immersion in a nitrocarburizing bath (60, 75, 90, 105 and 120 min) at 580 °C. Subsequently, they were subjected to an oxidation process at 480 °C in order to form a Fe3O4 layer. Surface microstructural studies were carried out by SEM-EDS and x-ray diffraction (XRD). Wear and friction coefficient of nitrocarburized samples and non-treated samples were studied by pin-on-disk test. The results show two well-differentiated zones in AISI 4340 steel: an outer oxides layer, a white layer or compound layer and a diffusion zone. However, the compound layer was not found in AISI 347 steel. In both steels, the specific wear coefficient (k) of nitrocarburated samples is about thirty times lower than the reference samples.