Deseño, fabricación e validación dun banco de ensaios de erosión por cavitación para aleacións de acero inoxidable
| Data de defensa | 20/07/2023 |
| Titulación | Grao en Enxeñaría Aeroespacial |
| Centro | Escola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo |
| Dirección |
Titoría: David Álvarez González Cotitoría: Javier Martínez Fernández |
| Tribunal |
Presidencia: Matías García Rivera Secretaría: Alejandro Jacobo Cabrera Crespo Vogalía: María Arias Vázquez |
| Resumo | O presente proxecto presenta a apertura dunha liña de investigación baseada no estudo do fenómeno de erosión por cavitación nos aceiros inoxidables austeníticos AISI 304 e AISI 316, que xurde como colaboración coa empresa de mecanizado de precisión HERGOME S.L., que empregará os resultados obtidos para aplicacións en fabricación aditiva. Para este estudo tomouse como guía a norma ASTM G-32, que regula o ensaio de cavitación mediante ultrasons. Tras unha investigación preliminar decidiuse realizar ol deseño e fabricación dun banco de ensaios rexido pola norma. Primeiramente, levouse a cabo un deseño iinicial que foi modificado a posteriori, coa conseguinte fabricación casi na súa totalidade nas instalacións da empresa. Tras obter tódolos compoñentes necesarios para a montaxe do banco de ensaios se estudaron diferentes alternativas para a configuración electrónica do mesmo. Probáronse diferentes opcións de alimentación; non obstante, unha problemática de sobrequecemento impediu a posta en marcha do banco de ensaios. Porén, buscouse unha nova alternativa para realizar los ensaios por medio dunha máquina de ultrasons comercial pertencente ás instalacións da Universidade de Vigo. Se someteron a ensaios dúas probetas, unha de cada material, durante 480 minutos en total. Durante e despois dos ensaios foise realizando a caracterización dos aceiros, incluíndo microscopía óptica, ensaios de durezas, perfilometría interferométrica e microscopía electrónica de varrido (SEM). Os resultados da microscopía óptica demostraron que o aceiro AISI 304 recibiu daños por erosión significativamente maiores que o AISI 316, pudindo observar distintas áreas afectadas pola cavitación. Por outro lado, a perfilometría reflectiu os danos producidos a nivel superficial e o aumento da rugosidade en ámbolos dous materiais, aínda que en maior medida no aceiro 304. A microscopía electrónica axudou a evaluar a profundidade da erosión producida sobre a superficie dos aceiros, atopándose picaduras en zonas localizadas, comúns no mecanismo de corrosión, así coma cristas consecuencia do levantamento do material. Por outro lado, a sonda EDX verificou a composición química dos dous materiais, que estaba dentro dos valores esperados e que mostrou a ausencia de óxidos nos aceiros tras o ensaio. Por último, o ensaio de durezas revelou que o aceiro AISI 304 era máis duro que o AISI 316, ao contrario do que se podería esperar debido á comparación de danos entre os dous materiais. Este resultado suxire que a maior resistencia a corrosión do aceiro AISI 316 con respecto ao 304 parece predominar sobre as propiedades mecánicas na resistencia a cavitación, sendo este primer material máis apropiado para as aplicacións requeridas pola empresa. Palabras clave: Cavitación, erosión, banco de ensaios, aceiro inoxidable, ciencia dos materiais |