Avaluació del dany introduït per corrosió en les propietats mecàniques del metall dur

Els carburs cementats, també coneguts com a metalls durs, són una família de materials compostos que presenten unes propietats d’allò més destacables; aquestes, són el resultat de la combinació de les dues fases: metàl·lica (lligand) i ceràmica (carburs de tungstè). D’entre aquestes propietats en destaquen una gran resistència al desgast, bona duresa i una notable tenacitat a fractura. La combinació de les propietats anteriorment descrites ha provocat que, dia rere dia, la importància d’aquesta família de materials creixi de forma rellevant en diversos àmbits industrials. Tot i això, aquestes propietats es poden veure mermades al llarg de la vida en servei del component en qüestió, degut a fenòmens de corrosió. L’objectiu d’aquest Projecte de Final de Grau és el d’avaluar el dany introduït per corrosió en el comportament i en les propietats mecàniques de diferents metalls durs, així com l’inici i la propagació de fissures i deformacions a l’aplicar diferents valors de càrregues sobre les mostres. A més, s’ha dut a terme un anàlisis exhaustiu de l’avanç del front de corrosió i les variacions microestructurals patides. Les mostres en qüestió corresponen a tres tipus diferents de carburs cementats que difereixen en composició de la fase metàl·lica (lligand): Co, Co-Cr i Ni-Cr. Les mostres en qüestió, han estat submergides en un ambient corrosiu format per una solució d’àcid clorhídric (pHSOLUCIÓ = 1). Per tal d’avaluar l’impacte del temps de corrosió en la variació de les propietats mecàniques les mostres han sigut exposades al medi àcid al llarg de diversos períodes de temps: 3, 7 i 11 dies. Posteriorment, s’ha sotmès el material a un assaig de dany per contacte en el qual un indentador esfèric ha entrat en contacte amb la superfície. Finalment, s’ha observat l’inici i la propagació de fissures emprant tecnologia confocal. D’altra banda, també s’ha avaluat i caracteritzat l’avanç del front de corrosió en la secció transversal de les mostres, així com la variació microestructural emprant tecnologia confocal i SEM. Els resultats ens indiquen clarament que, a mesura que augmenta el temps d’exposició al medi corrosiu, les propietats mecàniques es veuen notablement disminuïdes. Tot i això, l’addició de crom i níquel en la fase lligand del compost aconsegueixen pal·liar, en gran mesura, aquesta pèrdua de prestacions. Cal mencionar que s’ha observat una diferència remarcable en l’inici i propagació de fissures de les mostres corroïdes, respecte les condicions de no corrosió. En les condicions inicials, les fissures observades són perimetrals (formant un anell al voltant de la petjada d’indentació); d’altra banda, les mostres sotmeses a corrosió presenten importants esquerdes transversals que, a càrregues elevades, arriben a provocar la fractura catastròfica del material. També s’ha caracteritzat l’avanç del front de corrosió; observant com el creixement d’aquest, es veu clarament reduït i atenuat en els carburs cementats que incorporen crom i níquel en la fase metàl·lica. Microestructuralment, s’han copsat diferències notables entre els mecanismes de deformació presentats pels carburs corroïts respecte als no exposats al medi. En les zones corroïdes, el material presenta una resposta de caràcter més fràgil que en la resta (on el lligand es capaç de deformar plàsticament, aportant tenacitat al compost)