Resumen de Niobium carbide coatings produced on tool steels via thermo-reactive diffusion

Fredy Alejandro Orjuela Guerrero, John Jairo Olaya Flórez, José Edgar Alfonso Orjuela

• español

  Resumen Objetivo: En el presente trabajo se depositaron recubrimientos de carburo de niobio (CNb) sobre aceros para herramientas AISI H13 y AISI D2 mediante deposición/difusión termoreactiva (TRD), con el fin de analizar su comportamiento frente a la corrosión en un ambiente salino. Materiales y métodos: Los carburos de niobio se obtuvieron empleando baños de sal, compuestos por borax pentahidratado, aluminio y ferroniobio; Esta mezcla se calentó a 1050°C durante 4 horas. La composición química de las capas obtenidas se determinó por fluorescencia de rayos X (FRX). Los recubrimientos se caracterizaron morfológicamente mediante microscopía electrónica de barrido (MEB), se analizó la estructura cristalina mediante difracción de rayos X (DRX) y se estudió el comportamiento electroquímico por medio de curvas de polarización potenciodinámica y espectroscopia de impedancia electroquímica. Resultados y discusión: El análisis FRX indicó que los recubrimientos contenían 87,476% en peso de Nb y 51,943% en peso de Nb, para los sustratos D2 y H13 respectivamente. Las imágenes MEB revelaron que la morfología de la superficie de los recubrimientos era homogénea. El análisis DRX estableció que los recubrimientos eran policristalinos y las pruebas electroquímicas establecieron que la resistencia a la corrosión aumentaba ligeramente en los sustratos recubiertos respecto a los aceros sin recubrimiento, obteniendo los mejores resultados en las capas de carburo de niobio depositadas sobre acero AISI D2. Conclusiones: El análisis de la resistencia a la corrosión reveló que los recubrimientos preparados sobre el acero D2 tienen una mayor resistencia a la corrosión porque presentan menos imperfecciones en la superficie, lo que hace que el recubrimiento exhiba un comportamiento dieléctrico.

• English

  Abstract Objective: In this work, niobium carbide (NbC) coatings were deposited on substrates of the tool steels AISI H13 and AISI D2 using thermoreactive deposition/diffusion (TRD) in order to analyze their behavior against corrosion in a saline environment. Materials and methods: The niobium carbides were obtained using salt baths composed of borax pentahydrate, aluminum and ferroniobium. This mixture was heated at 1050 °C for 4 hours. The chemical composition was determined by X-ray fluorescence (XRF). The coatings were morphologically characterized using scanning electron microscopy (SEM), the crystal structure was analyzed using X-ray diffraction (XRD), and the electrochemical behavior was studied using potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Results and discussion: The XRF analysis indicated that the coatings contained 87.476 wt% Nb and 51.943 wt% Nb for the D2-substrate and the H13- substrate, respectively. The SEM images revealed that the morphology of the surface of the coatings was homogeneous. The XRD analysis established that the coatings were polycrystalline, and the electrochemical tests established that the corrosion resistance increased slightly in the covered substrates with respect to the uncoated steels, with the best results being obtained in the layers of niobium carbide deposited on AISI D2 steel. Conclusions: The analysis of corrosion resistance revealed that the coatings prepared on D2 steel have a higher corrosion resistance because they have fewer surface imperfections, which causes the coating to exhibit a dielectric behavior.