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The Influence of High-Temperature Nitrogen Plasma-Based Ion Implantation on Niobium Creep BehaviorInfluencia de la implantación de iones a base de plasma de nitrógeno a alta temperatura en el comportamiento de fluencia del niobio

Resumen

El niobio ha sido considerado para aplicaciones en el sector aeroespacial, pero su uso a altas temperaturas está restringido, debido a la gran afinidad de los metales refractarios con el oxígeno, que da lugar a la formación de capas de óxido y a una disminución de sus resistencias mecánicas. En el presente trabajo, las muestras de Nb fueron sometidas a la Implantación de Iones Basada en Plasma de Nitrógeno a Alta Temperatura (HT-NPBII). El proceso se lleva a cabo a una presión de trabajo entre 3 y 4 mbar y se aplicaron pulsos negativos de alto voltaje de 7 kV/30 μs/300 Hz a las muestras calentadas a 1000°C, con tiempos de tratamiento de 1 h, 4 h y 8 h, respectivamente. Las caracterizaciones microestructurales y mecánicas de las muestras tratadas revelaron la formación de una capa de Nb2N, con 3,0 μm de espesor y el aumento de la dureza superficial desde 225 HV para el material no tratado hasta unos 2498 HV, para las muestras tratadas durante 8 h. Se realizaron ensayos de fluencia a 500°C y con cargas que variaban de 25 a 40 MPa. Los resultados indicaron una disminución de la tasa de fluencia secundaria para las muestras tratadas en comparación con las no tratadas. Este comportamiento puede atribuirse a la formación de una capa de nitruro en la superficie del Nb que actúa como barrera para evitar la difusión de oxígeno en el material en condiciones de alta temperatura.

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Información del documento

  • Titulo:The Influence of High-Temperature Nitrogen Plasma-Based Ion Implantation on Niobium Creep Behavior
  • Autor:Aline Capella de, Oliveira; Joares Lidovino dos, Reis; Rogerio Moraes, Oliveira; Danieli Aparecida Pereira, Reis
  • Tipo:Artículo
  • Año:2020
  • Idioma:Inglés
  • Editor:Hindawi
  • Materias:Agua Ingeniería de estructuras Asfalto Acero Concreto
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