Investigar el comportamiento tribológico y las características de desgaste del compuesto AA5128-Al₂O₃ mediante técnicas criogénicas
Autores: Karthikraja, Andavar; Radha Krishnan, Beemaraj
Idioma: Inglés
Editor: Juan José de Damborenea
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo OA
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY – Atribución
Consultas: 22
Citaciones: Revista de Metalurgia Vol. 60 Núm. 1
Los compuestos de matriz metálica (MMC) se emplean en lugar de materiales tradicionales para técnicas criogénicas debido a su superior relación resistencia-peso. El impacto de la tecnología de temperaturas criogénicas sobre el compuesto de matriz metálica aluminio reforzado con partículas de alúmina (AA5128-Al₂O₃) no ha sido ampliamente estudiado, a pesar de la creciente popularidad de este material gracias a sus excelentes propiedades termomecánicas y tribológicas. Por ello, en este estudio se realizó un esfuerzo por cerrar dicha brecha de investigación.
Se llevaron a cabo ensayos de desgaste por deslizamiento en compuestos AA5128-Al₂O₃ para determinar su comportamiento tribológico en condiciones criogénicas. Mediante el acoplamiento de una estructura criogénica a un sistema pin-on-disc (POD), fue posible desarrollar un novedoso arreglo tribológico-criogénico. El fluido criogénico se introduce en la zona de contacto deslizante con un caudal y presión controlados, gracias a la configuración de la boquilla del sistema criogénico-tribológico. Las investigaciones de desgaste se realizaron bajo diversas condiciones, incluyendo nitrógeno líquido (LN₂), aire criogénico enfriado (CCA) y atmósfera seca.
La investigación mostró que la pérdida de peso de la muestra compuesta aumenta linealmente con la carga normal (L) y la distancia de deslizamiento (D), pero disminuye con la velocidad de deslizamiento (V). También se observó que la incorporación de nitrógeno líquido (LN₂) en el entorno de contacto deslizante reduce de manera significativa la fricción y el desgaste. El beneficio en el rendimiento del nitrógeno líquido podría atribuirse a la presión hidráulica generada por el contacto deslizante al atrapar el gas. Como resultado, tanto el coeficiente aparente de fricción (ACOF) como la tasa de desgaste (WR) disminuyen, aliviando parte de la carga normal.
Las imágenes microscópicas de las superficies utilizadas muestran que las fracturas y grietas en la huella de desgaste son más frecuentes en condiciones secas que en presencia de LN₂.
Descripción
Los compuestos de matriz metálica (MMC) se emplean en lugar de materiales tradicionales para técnicas criogénicas debido a su superior relación resistencia-peso. El impacto de la tecnología de temperaturas criogénicas sobre el compuesto de matriz metálica aluminio reforzado con partículas de alúmina (AA5128-Al₂O₃) no ha sido ampliamente estudiado, a pesar de la creciente popularidad de este material gracias a sus excelentes propiedades termomecánicas y tribológicas. Por ello, en este estudio se realizó un esfuerzo por cerrar dicha brecha de investigación.
Se llevaron a cabo ensayos de desgaste por deslizamiento en compuestos AA5128-Al₂O₃ para determinar su comportamiento tribológico en condiciones criogénicas. Mediante el acoplamiento de una estructura criogénica a un sistema pin-on-disc (POD), fue posible desarrollar un novedoso arreglo tribológico-criogénico. El fluido criogénico se introduce en la zona de contacto deslizante con un caudal y presión controlados, gracias a la configuración de la boquilla del sistema criogénico-tribológico. Las investigaciones de desgaste se realizaron bajo diversas condiciones, incluyendo nitrógeno líquido (LN₂), aire criogénico enfriado (CCA) y atmósfera seca.
La investigación mostró que la pérdida de peso de la muestra compuesta aumenta linealmente con la carga normal (L) y la distancia de deslizamiento (D), pero disminuye con la velocidad de deslizamiento (V). También se observó que la incorporación de nitrógeno líquido (LN₂) en el entorno de contacto deslizante reduce de manera significativa la fricción y el desgaste. El beneficio en el rendimiento del nitrógeno líquido podría atribuirse a la presión hidráulica generada por el contacto deslizante al atrapar el gas. Como resultado, tanto el coeficiente aparente de fricción (ACOF) como la tasa de desgaste (WR) disminuyen, aliviando parte de la carga normal.
Las imágenes microscópicas de las superficies utilizadas muestran que las fracturas y grietas en la huella de desgaste son más frecuentes en condiciones secas que en presencia de LN₂.