Desgaste por deslizamiento en seco de aceros perlíticos y bainíticos

• Cristian Camilo Viáfara Arango ^[1]
  1. [1] 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. 71, Nº. 144, 2004, págs. 17-27
• Idioma: español
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    El desgaste por deslizamiento tiene una gran influencia sobre el desempeño de los sistemas rueda-riel, en particular, por el deslizamiento de la pestaña de la rueda sobre la parte interna del riel en una pista curva. Dado que el deslizamiento entre la rueda y el riel involucra efectos de adhesión, altos porcentajes de deslizamiento/rodadura afectan fuertemente el desgaste por fatiga de contacto por rodadura, que actúa en las superficies de contacto. En una máquina Pin sobre Disco se llevaron a cabo ensayos de desgaste por deslizamiento para estudiar el comportamiento del acero perlítico AISI 1070 y el bainítico AISI 15B30. La velocidad de deslizamiento fue 1 ms-1 para todas las pruebas y se utilizaron cargas normales de 10, 30 y 50 N.

    La resistencia al desgaste fue relacionada con la pérdida de masa medida después de las pruebas y las superficies desgastadas, al igual que las partículas removidas, fueron analizadas por medio de los microscopios óptico y electrónico. Se realizaron perfiles de micro-dureza bajo las superficies de contacto para analizar el efecto del endurecimiento por deformación. El acero perlítico mostró mayor resistencia al desgaste que el acero bainítico, debido al excelente comportamiento de endurecimiento por deformación de la perlita comparado con el de la bainita. En el acero perlítico se observaron regímenes de desgaste oxidativo, mientras que en el bainítico el principal mecanismo de remoción de material fue el adhesivo, llevando a un daño mucho más fuerte en la superficie. De hecho, el régimen de desgaste para las probetas bainíticas fue siempre severo, aún con la menor carga normal aplicada.

  • English

    Sliding wear has a great influence on the performance of rail-wheel systems, especially because the wheel flange slides over the rail in a curve track. Since rail-wheel sliding introduces adhesive effects, high slip ratios strongly affect the rolling contact fatigue wear acting on the surfaces. Sliding wear tests were carried out in a Pin-on-Disk device to study the performance of pearlitic AISI 1070 and bainitic AISI 15B30 steels. The sliding speed was 1 ms-1 for all the tests and normal loads of 10, 30 and 50 N were used. The wear resistance was related to the mass loss measured after the tests and the worn surfaces, as well as particle debris, were analyzed by optical and scanning electron microscopy. Micro-hardness profiles were also obtained to analyze strain hardening effects under the contact surfaces. The pearlitic steel showed higher sliding wear resistance than bainitic steel, due to the excellent strain hardening of pearlite compared to bainite. Oxidative wear regimes were observed in the pearlitic steel, while in the bainitic one adhesive wear was the main removal mechanism, leading to a much more accentuated damage of the surface. In fact, the wear regime for bainitic samples was always severe, even for the lower applied loads.