Ingeniería Mecánica · 2020
Evaluación de recubrimientos base Cr y Ni en acero AISI 4130 de tren de aterrizaje de la aeronave A-37B de la Fuerza Aérea Colombiana
Durante el desarrollo de la presente investigación se pretendió evaluar los recubrimientos metálicos de Cromo y Níquel aplicados mediante electrodeposición a un acero AISI 4130, con el fin de proponerlos como sustitutos del recubrimiento de Cadmio utilizado en componentes aeronáuticos como el tren de aterrizaje de la aeronave A-37B de la Fuerza Aérea Colombiana...
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Contenido
- 1. INTRODUCCIÓNp. 13
- GENERALIDADESp. 13
- OBJETIVOSp. 14
- Objetivo generalp. 14
- Objetivos específicosp. 14
- HIPOTESISp. 15
- 2. MARCO DE REFERENCIAp. 16
- 2.1. Antecedentesp. 16
- Recubrimiento del Cadmiop. 21
- El cadmio y posibles sustitutosp. 24
- Marco conceptualp. 29
- Aeronave militarp. 29
- 2.2.2. Tren de aterrizajep. 30
- Corrosiónp. 31
- Marco Teóricop. 44
- 2.3.1 Técnicas para caracterizaciónp. 44
- 2.3.1.1. Microscopia electrónica de barrido MEB-EDXp. 44
- 2.3.2. Técnicas Electroquímicasp. 47
- 2.3.2.1. Resistencia a la polarización lineal (RPL)p. 47
- 2.3.2.2. Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIS)p. 49
- 2.3.2.3. Curvas de polarización potenciodinámicasp. 53
- 2.3.2.4. Ruido electroquímicop. 56
- 3. METODOLOGÍA EXPERIMENTALp. 58
- Etapas metodológicasp. 59
- 3.2.1. Etapa 1p. 59
- 3.2.2. Etapa 2p. 61
- Etapa 3p. 64
- 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓNp. 66
- ll), Cr y Ni en las probetas de acero 4130p. 66
- velocidad de corrosiónp. 41
- 4.2.1. Ruido Electroquímicop. 56
- 4.2.2. Resistencia a la polarización linealp. 87
- Curvas de polarizaciónp. 90
- Espectroscopia de Impedancia Electroquímicap. 93
- Microscopia Óptica - Análisis Superficialp. 100
- microestructurales, de los recubrimientos base Cd(l-ll), Cr y Nip. 15
- 5. CONCLUSIONESp. 107
- 6. RECOMENDACIONESp. 108
- 7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICASp. 109
- Tabla 1 Principales usos del cadmio, mercurio y plomop. 23
- Tabla 2 Composición AISI 4130p. 59
- Tabla 3 Nomenclatura de muestrasp. 60
- Tabla 4 Nomenclatura de muestrasp. 66
- Tabla 5 Parámetros electroquímicos para H2O a partir de RPLp. 87
- Tabla 6 Parámetros electroquímicos para H2SO4 a partir de RPLp. 88
- Tabla 7 Parámetros electroquímicos para NaCl a partir de RPLp. 88
- recubrimientos Cd, Cr y Nip. 105
- Figura 1 Tren de aterrizaje A-37Bp. 19
- Figura 2 Condiciones de superficie recubierta con Cadmiop. 20
- Figura 3. El Cadmio y la saludp. 22
- Figura 4. Aeronave A-37B Fuerza Aérea Colombianap. 30
- Figura5. Tren de aterrizaje aeronave A-37Bp. 30
- Figura6. Celda Electrolíticap. 32
- con el haz de electronesp. 45
- Figura8. Diagrama de Resistencia a la Polarizaciónp. 48
- Figura9. Diagrama de Nyquist y circuito equivalentep. 52
- Figura10. Diagrama de Bode de un circuito eléctrico simplep. 52
- Figura11. Curva de Polarización Potenciodinámicap. 54
- Figura12. Polarización anódica de un acerop. 55
- Figura13. (a) Muestra sección transversal. (b) Muestra superficialp. 60
- Figura14. Pulidora metalograficap. 61
- Figura15. Microscopio electrónico de barridop. 61
- Figura16. Potenciostato GillACp. 63
- Figura17. Celda electroquímicap. 63
- Figura18. Estereoscopiop. 64
- Figura20. Recubrimiento Cadmio tipo l con electrones secundarios SEI M1p. 67
- Figura21. Microanálisis por dispersión de rayos M1p. 68
- Figura22. Porcentaje de elementos M1p. 68
- Figura23. Recubrimiento Cd Tipo l BES M2p. 68
- Figura24. Recubrimiento Cd Tipo l SEI M2p. 68
- Figura25. Microanálisis por dispersión de rayos M2p. 69
- Figura26. Porcentaje de elementos M2p. 69
- Figura27. Recubrimiento Cd Tipo ll imagen BES M3p. 69
- Figura28. Recubrimiento Cd Tipo ll imagen SEI M3p. 69
- Figura29 Microanálisis por dispersión de rayos M3p. 70
- Figura30. Porcentaje de elementos M3p. 70
- Figura31 Recubrimiento Cd Tipo ll BES M4p. 70
- Figura32 Recubrimiento Cd Tipo ll SEI M4p. 70
- Figura33. Microanálisis por dispersión de rayos M4p. 71
- Figura34. Porcentaje de elementos M4p. 71
- Figura35. Espesor recubrimiento Cr M5p. 71
- Figura36 Recubrimiento Cr vs sustrato M5p. 71
- Figura37. Microanálisis por dispersión de rayos M5p. 72
- Figura38. Porcentaje de elementos M5p. 72
- Figura39. Recubrimiento de Cr BES M6p. 73
- Figura40. Recubrimiento de Cr SEI M6p. 73
- Figura41. Microanálisis por dispersión de rayos M6p. 73
- Figura42. Porcentaje de elementos M6p. 73
- Figura43 Sección Transversal M7 BESp. 74
- Figura44 Sección transversal M7 SEIp. 74
- Figura45. Microanálisis por dispersión de rayos M7p. 74
- Figura46. Porcentaje de elementos M7p. 74
- Figura47. Recubrimiento Ni BES M8p. 75
- Figura48. Recubrimiento Ni SEI M8p. 75
- Figura49. Microanálisis por dispersión de rayos M8p. 75
- Figura50. Porcentaje de elementos M8p. 75
- Figura51. Serie tiempo de corriente para todos los sistemas en H2Op. 76
- Figura52. Serie tiempo de potencial para todos los sistemas en H2Op. 77
- Figura53. Series de tiempo de potencial y corriente para Cd tipo I en H2Op. 78
- Figura54. Series de tiempo de potencial y corriente para Cd tipo II en H2Op. 78
- Figura55. Series de tiempo de potencial y corriente para Ni en H2Op. 79
- Figura56. Series de tiempo de potencial y corriente para Cr en H2Op. 79
- Figura57 Serie tiempo de corriente para todos los sistemas en H2SO4p. 80
- Figura58. Serie tiempo de potencial para todos los sistemas en H2SO4p. 80
- Figura59. Series de tiempo de potencial y corriente para AISI 4130 en H2SO4p. 81
- Figura60 Series de tiempo de potencial y corriente para Cd tipo I en H2SO4p. 81
- Figura61. Series de tiempo de potencial y corriente para Cd tipo II en H2SO4p. 82
- Figura62. Series de tiempo de potencial y corriente para Níquel en H2SO4p. 82
- Figura63. Series de tiempo de potencial y corriente para cromo en H2SO4p. 83
- Figura64. Serie tiempo de corriente para todos los sistemas en NaClp. 84
- Figura65. Serie tiempo de potencial para todos los sistemas en NaClp. 84
- Figura66. Series de tiempo de potencial y corriente para AISI 4130 en NaClp. 85
- Figura67. Series de tiempo de potencial y corriente para Cd tipo I en NaClp. 85
- Figura68. Series de tiempo de potencial y corriente para Cd tipo II en NaClp. 86
- Figura69. Series de tiempo de potencial y corriente para Ni en NaClp. 86
- Figura70. Series de tiempo de potencial y corriente para Cr en NaClp. 87
- H2O, NaCl y H2SO4p. 89
- H2SO4p. 80
- sistemas en H2Op. 90
- sistemas en H2SO4p. 91
- sistemas en NaClp. 92
- H2Op. 76
- sumergidos en H2Op. 94
- Figura78. Diagrama de fase para los sistemas sumergidos en H2Op. 94
- H2SO4p. 80
- sumergidos en H2SO4p. 96
- Figura81. Diagrama de fase para los sistemas sumergidos en H2SO4p. 96
- NaClp. 84
- sumergidos en NaClp. 99
- Figura84. Diagrama de fase para los sistemas sumergidos en NaClp. 99
- Figura85. Recubrimiento Cadmio Tipo l (Aumento a 20X)p. 100
- H2O y NaClp. 101
- Figura87. Recubrimiento Cadmio Tipo ll (Aumento a 50X)p. 101
- H2O y NaClp. 102
- Figura89. Recubrimiento Cromo (Aumento a 50X)p. 102
- NaClp. 84
- Figura91. Recubrimiento Níquel (Aumento a 20X)p. 103
- NaClp. 84