Abstract

The present work has been conducted in order to evaluate the corrosion-fatigue behavior of an SAE 1045 steel substrate coated with Ni-based alloy deposited by means of high-velocity oxygen fuel (HVOF) thermal spraying. The investigation has been carried out employing fatigue specimens of continuous radius tested under rotating-bending conditions (R = - 1) at a frequency of 50 Hz, under a corrosive environment provided by a 3 wt.% NaCl solution. In this manner, it has been
possible to determine the parameters that describe the change in the number of cycles to fracture (Nf) as a function of the maximum alternating stress applied to the material (σa) in both conditions. Prior to the corrosion-fatigue tests, tensile tests were conducted employing samples of the uncoated and coated substrate in order to determine the yield stress (σ0.2%) and ensure maximum alternating stresses that were a fraction of the yield stress of the uncoated substrate. These tests were carried out employing a universal testing machine at a crosshead speed of 2 mm.min-1. Also, an SEM analysis of some representative samples was conducted in order to identify the fatigue crack sequence that takes place in the coated specimens. It has been determined that the deposition of the coating gives rise to an increase of at least 86% in the corrosion-fatigue life of the uncoated substrate.


RESUMEN: El presente trabajo se ha llevado a cabo con la finalidad de evaluar el comportamiento a la fatiga-corrosión de un acero SAE 1045 recubierto con una aleación base Níquel obtenida por proyección térmica oxígeno-combustible de alta velocidad (HVOF). Este estudio se realizó utilizando probetas de fatiga de radio continuo con y sin recubrimiento las cuales fueron ensayadas en una máquina de flexión rotativa con una relación de carga, R = -1, una frecuencia de 50 Hz y empleando como líquido corrosivo una solución de NaCl al 3% en peso. De esta manera, se obtuvieron los parámetros de las relaciones que describen la variación del número de ciclos a falla (Nf) en función del máximo esfuerzo alternante aplicado (σa) en ambas condiciones. Previo a los ensayos de fatiga-corrosión, también se condujeron ensayos de tracción en probetas del material base con y sin recubrimiento a fin de determinar el esfuerzo de fluencia (σ0,2%) y garantizar que los niveles de esfuerzo alternante aplicados en los ensayos dinámicos correspondieran a una fracción del σ0,2% del material base. Estos ensayos se efectuaron en una máquina universal de ensayos empleando una velocidad de cabezal de 2 mm.min-1. Asimismo, se realizó un estudio a través de microscopía electrónica de barrido (MEB) en algunas muestras representativas con la finalidad de identificar la secuencia de agrietamiento por fatiga que opera en el sistema recubierto. Se encontró que el conjunto recubierto genera un aumento de al menos 86% en la vida a fatiga-corrosión en comparación con el material base.