Estudio del comportamiento a la fatiga al aire y fatiga corrosión de una aleación de aluminio AA 7075-T6 recubierta con una película de ZrN depositada por el método PVD (Deposición Física en Fase de Vapor)

Abstract

Se evaluó el comportamiento a la fatiga y corrosión-fatiga de la aleación de aluminio 7075-T6 con un recubrimiento de ZrN, obtenido mediante deposición física en estado de vapor (PVD), por medio de un sistema de bombardeo iónico por magnetrón desbalanceado de campo cerrado (CFUMS). El espesor del recubrimiento fue de 1.6 μm. La dureza absoluta de este recubrimiento ha sido estimada mediante un modelo teórico que separara la contribución del mismo, resultando aproximadamente 21 GPa. Al comparar los resultados obtenidos de ensayos de tracción del material recubierto con datos previos del material sin recubrir, se aprecia una disminución aproximada del 26.4% en la resistencia a la tracción (σuts) luego de la deposición. Así mismo, se obtuvieron reducciones en la vida a la fatiga entre un 98% para 269 MPa y un 160% para 377 MPa, mientras que para los ensayos de corrosión-fatiga varió en un 11% para 219 MPa y un 82% para 323 MPa. Tales reducciones han sido atribuidas a una alteración de las propiedades del substrato, como consecuencia de una elevada temperatura durante el proceso de deposición. Adicionalmente del análisis fractográfico se pudo inferir algunos aspectos relacionados con el proceso de fractura producto del ensayo. Se encontró que las probetas presentan múltiples zonas de inicio de grieta por fatiga. Derivado de este análisis se puede verificar el mecanismo de nucleación y crecimiento de las grietas, se observó que para las probetas ensayadas al aire las grietas se nuclean indistintamente en la superficie del recubrimiento o la intercara con el substrato, mientras que en los ensayos en medio corrosivo las grietas observadas nucleaban sobre la superficie del recubrimiento, se atribuye este comportamiento al efecto del medio corrosivo que influye sobre el recubrimiento corroyéndolo, despegándolo o creando picaduras que actúan como concentradores de esfuerzo que facilitan la nucleación de grietas a partir de la superficie externa.