Desarrollo de un modelo matemático y validación experimental del crecimiento de las capas Fe₂B sobre acero AISI 1518

Erick Pérez López; Arturo Cruz Avilés; Jorge Zuno Silva; Martín Ortiz Domínguez

doi:10.29057/escs.v14iEspecial2.18415

Autores/as

Erick Pérez López Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo | Escuela Superior de Ciudad Sahagún | Ciudad Sahagún-Hidalgo | México https://orcid.org/0009-0007-4083-9862
Arturo Cruz Avilés Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo | Escuela Superior de Ciudad Sahagún | Ciudad Sahagún-Hidalgo | México https://orcid.org/0000-0003-0455-1646
Jorge Zuno Silva Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo | Escuela Superior de Ciudad Sahagún | Ciudad Sahagún-Hidalgo | México https://orcid.org/0000-0002-1997-5399
Martín Ortiz Domínguez Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo | Escuela Superior de Ciudad Sahagún | Ciudad Sahagún-Hidalgo | México https://orcid.org/0000-0003-4475-9804

DOI:

https://doi.org/10.29057/escs.v14iEspecial2.18415

Palabras clave:

Tiempo de incubación, boruro de hierro, cinética de crecimiento, energía de activación, método integral

Resumen

El acero AISI 1518 fue sometido a un proceso de borurización en polvo en el intervalo de temperaturas de 1123–1273 K durante tiempos de tratamiento de 2 a 8 h. En la superficie del acero se formó una capa compacta y monofásica de Fe₂B. La mezcla borurizante estuvo compuesta por 20 % de B₄C, 10 % de KBF₄ y 70 % de SiC. Para la caracterización de las muestras boruradas se emplearon diversas técnicas experimentales, entre ellas microscopía electrónica de barrido (SEM) acoplada con espectroscopía de dispersión de energía (EDS) y difracción de rayos X (XRD). Se utilizó un modelo alternativo, basado en la ecuación integral de balance de masa, para estimar los coeficientes de difusión del boro en las capas de Fe₂B formadas en el intervalo de temperaturas de 1123–1273 K. Finalmente, se determinó la energía de activación para la difusión del boro en el acero AISI 1518, comparándose con los valores reportados en la literatura. Además, el modelo propuesto fue validado mediante la comparación entre el espesor experimental de la capa de Fe₂B, obtenido a 1253 K después de 2 h de tratamiento, y el espesor predicho por el modelo.

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