Abstract

Los aceros inoxidables austeníticos son ampliamente usados en la industria principalmente debido a su buena resistencia a la corrosión, sin embargo, su baja dureza y pobre resistencia al desgaste limitan sus aplicaciones. Entre los métodos de endurecimiento superficial, la nitruración asistida por plasma ha sido probada con éxito porque preserva su resistencia a la corrosión. Cuando los aceros inoxidables austeníticos como AISI 316L son nitrurados a baja temperatura, inferior a 420 °C, se forma una fase austenita expandida denominada fase S, sin precipitación de nitruros. Esta fase es una zona de difusión, dura y resistente a la corrosión pero existe aún una gran discusión acerca de su naturaleza. En este trabajo, la estructura de las capas modificadas en un acero AISI 316 L nitrurado fueron caracterizadas por SEM, SIMS, DRX utilizando la fuente de luz sincrotrón y TEM donde la muestra fue preparada con FIB.
La capa de austenita expandida por nitrógeno fue de 4,5 μm de espesor con un contenido de nitrógeno del 27% at y una expansión de la red del 6,5 %. Una segunda capa de austenita expandida por carbono pudo ser observada debajo de la primera. Con DRX rasante, no se detectaron nitruros de cromo o hierro, sólo la fase S con picos más anchos que los de la austenita del material base y corridos hacia ángulos más bajos, mostrando no sólo una expansión de la red sino una capa tensionada con defectos. La capa presentó una gran deformación plástica. Utilizando técnicas de microscopía electrónica de transmisión (campo oscuro) se observaron maclas y reflexiones correspondientes a la estructura del nitruro de cromo.