Effect of V addition on the hardness, adherence and friction coefficient of VC coatings produced by thermo-reactive diffusion deposition

• Fredy Alejandro Orjuela-Guerrero ^[1] ; José Edgar Alfonso-Orjuela ^[2] ; Jhon Jairo Olaya-Flórez ^[2]
  1. [1] Fundación Universitaria Los Libertadores

     Fundación Universitaria Los Libertadores

     Colombia

     
  2. [2] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 82, Nº. 194, 2015, págs. 178-184
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de la adición de V en la dureza, adherencia y el coeficiente de fricción de recubrimientos de VC producidos mediante deposito termo-reactiva/difusión
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  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Se produjeron recubrimientos de carburo de vanadio (VC) sobre sustratos de acero AISI H13 y acero AISI D2 mediante deposito termo-reactiva/difusión (TRD) con el fin de evaluar sus propiedades mecánicas como una función del contenido de vanadio. Los recubrimientos se producen con diferentes porcentajes de concentración de ferrovanadio. La composición química de los recubrimientos se determinó mediante fluorescencia de rayos X (XRF), la estructura cristalina se analizó utilizando difracción de rayos X (XRD), la morfología se caracterizó usando microscopía electrónica de barrido (SEM), la dureza se midió a través de nanoindentaciòn, y las propiedades tribológicas mediante la prueba de bola sobre disco. El análisis XRF indicó que los recubrimientos crecidos en acero D2 disminuyó el porcentaje atómico de vanadio cuando el recubrimiento se produce con 20% de ferrovanadio. El análisis XRD estableció que los recubrimientos eran policristalinos, con una estructura cúbica. Las imágenes de SEM revelaron que los recubrimientos crecidos en acero D2 eran más compactos que los crecidos en el acero H13. Finalmente, las pruebas de desgaste establecieron que el coeficiente de fricción disminuyó con un aumento de vanadio en el recubrimiento.

  • English

    Vanadium carbide (VC) coatings were deposited on AISI H13 and AISI D2 steel substrates via thermo-reactive deposition/diffusion (TRD) in order to evaluate their mechanical properties as a function of the vanadium content. The coatings were produced with different percentages of ferrovanadium in the reactive mixture. The chemical composition of the coatings was determined through X-ray fluorescence (XRF), the crystal structure was analyzed using X-ray diffraction (XRD), the morphology was characterized using scanning electron microscopy (SEM), the hardness was measured with nanoindention, and the tribological behavior was studied using the ball-on-disc test. The XRF analysis indicated that the coatings grown on D2 steel decreased the atomic percentage of vanadium when the coating was made with 20% ferrovanadium. The XRD analysis established that the coatings were polycrystalline, with a cubic structure. The SEM images revealed that the coatings grown on D2 steel were more compact than those grown on H13 steel. Finally, the wear tests established that the friction coefficient decreased with an increase of vanadium in the coating.