Publicado

2020-01-01

Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo

Dry sliding wear behavior of super duplex stainless steel in a ball on ring tribometer

DOI:

https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.60835

Palabras clave:

Desgaste por deslizamiento, acero dúplex, método Taguchi, tribología (es)
Sliding wear, duplex stainless steel, Taguchi method, tribology (en)

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En el presente trabajo se realiza la caracterización del comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco de un acero inoxidable súper dúplex. Los ensayos fueron desarrollados en un tribómetro tipo bola sobre anillo. Como material del anillo se empleó el acero inoxidable dúplex tipo SAF 2507 sin tratamiento térmico y como material para la bola se usó el acero AISI 52100. Los ensayos se realizaron sin lubricante en condiciones de ambiente (aire), temperatura y humedad estándar de laboratorio. Los parámetros seleccionados, a fin de estudiar sus efectos en el coeficiente desgaste por deslizamiento, fueron: velocidad de deslizamiento (0,9 m/s  y 2 m/s),  carga normal  (9 N, 19 N y 29 N) y distancias de deslizamiento (500 m, 1000 m y 2000 m). Se empleó un diseño experimental de Taguchi con nueve tratamientos y dos réplicas. En la caracterización del acero SAF 2507 se obtuvo valores del coeficiente de desgaste en el intervalo desde 0,19588 x 10-12 m2/N hasta 0,72381 x 10-12 m2/N, para las condiciones evaluadas. El factor que más afecta el coeficiente de desgaste es la velocidad de deslizamiento. El mecanismo de desgaste identificado para el SAF 2507 es de adhesión y delaminación de alta velocidad.

In this paper the characterization of the behavior during dry sliding wear of a super duplex stainless steel was performed. The tests were developed in a ball on ring tribometer type. As material of the ring is used the duplex stainless steel type SAF 2507 without heat treatment and as material for the ball is used the steel AISI 52100. Tests were conducted without lubrication in ambient conditions (air), temperature and humidity laboratory standard was used. The parameters selected in order to study its effects on sliding wear coefficient were: sliding speed (0.9 m/s and 2 m/s), normal load (9 N, 19 N and 29 N) and distances slip (500 m, 1000 m and 2000 m). Taguchi experimental design with nine treatments and two replicates was used. In the characterization of steel SAF 2507 wear coefficient values was obtained in the range from 0.19588 x 10-12 m2/N to 0.72381 x 10-12 m2/N, for the conditions tested. The factor that most affects the wear coefficient is the sliding velocity. The wear mechanism identified for the SAF 2507 was adhesion and high speed delamination.

Referencias

Archard, J. (1953). Contact and Rubbing of Flat Surface. Journal of Applied Physics, 24(8), 981 - 988.

Ashby, M. F., & Lim, S. C. (1990). Wear-Mechanism Maps. Scripta Metallurgica et Materialia, 24, 805-810.

ASTM. (2004). ASTM Wear and Erosion; Metal Corrosion: ASTM G77-98 Standard Test Method for Ranking Resistance of Materials to Sliding Wear Using Block-on-Ring Wear Test (Vol. 03.02 ). West Conshohocken, PA: ASTM International.

Bayer, R. (2004). Mechanical Wear Fundamentals and Testing. New York: Marcel Dekker.

Beloti, M., Rollo, J., Itma Filho, A., & Rosa, A. (2004). In vitro biocompatibility of duplex stainless steel with and without 0.2% niobium. Journal of Applied Biomaterials & Biomechanics, 2, 162-168.

Cigada, A., Rondelli, G., Vicentini, B., Giacomazzi, M., Cremascoli, G., & Roos, A. (1989). Duplex stainless steels for osteosynthesis devices. Journal of Biomedical Materials Research, 23, 1087-1095.

Cigada, A., De Santis, G., Gatti, A., Roos, A., & Zaffe, D. (1993). In Vivo Behavior of a High Performance Duplex Stainless Steel. Journal of Applied Biomaterials, 4, 39-46.

DeCoursey, W. (2003). Statistics and Probability for Engineering Applications With Microsoft® Excel. Newnes.

Gloriet, C. (2012). Desarrollo del sistema de medición y control de un tribometro tipo bloque en anillo. Universidad de Carabobo. Valencia: Universidad de Carabobo.

Gómez, L. (2009). Estudio de biocompatibilkidad del acero dúplex SAF 2205. Departamento de Diseño Mecánico. Naguanagua: Universidad de Carabobo.

Gregorutti, R. W., Grau, J. E., Sives, F., & Elsne, C. I. (2016). Mechanical, electrochemical and magnetic behaviour of duplex stainless steel for biomedical applications. Materials Science and Technology, 31(15), 1818-1824.

Hamrock, B., Jacobson, B., & Schmid, S. (2000). Elementos de Máquinas. Mexico: McGraw‐Hill.

IMOA. (2012). Directrices Práticas para la fabricación de los Aceros Dúplex. Londres: International Molybdenum Association (IMOA).

Kadjas, C., Harvey, S., & Wilusz, E. (1990). Encyclopedia of Tribology. New York: Elsevier Science Publishers B.V.

McGloughlin, T., & Kavanagh, A. (2000). Wear of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) in total knee prostheses: a review of key influences. Proc Instn Mech Engrs Vol 214 Part H: J. Engineering in Medicine, 214, 349-359.

Medina, L., & Peralta, G. (2010). Evaluación de las propiedades tribologicas del Acero Dúplex. Universidad de Carabobo, Escuela de Ingenieria Mecánica. Naguanagua: Universidad de Carabobo.

Mestra, A., Fargas, G., Anglada, M., & Mateo, A. (2010). Sliding wear behavior of a duplex stainless steel. Key Engineering Materials, 423, 125-130.

Myant, C., & Cann, P. (2014). On the matter of synovial fluid lubrication: Implications for Metal-on-Metal hip tribology. Journal of the mechanical behavior of biomedical materials, 34, 338–348.

Rabinowicz, E. (1965). Friction and Wear of Materials. New York: Jonh Wiley & Sons.

Renedo, J. (2010). Comportamiento al desgaste por deslizamiento en aceros inoxidables: ferrítico, austenítico, dúplex y martensítico. Catalunya: Treballs academics UPC.

Rodriguez, R., Urriolagoitia Sosa, G., Torres, C., Hernandez, L., & Urriolagoitia Calderon, G. (2013). Análisis numérico sobre esfuerzos y áreas de contacto en una PTR Scorpio II. Base para el diseño de PTR personaliza al fenotipo mexicano . Rev. Colomb. Biotecnol., 15 (1), 28-41.

Romero C, J. E. (2016, Abril). Influence of the test parameters of sliding friction of a austenitic - ferritic stainless steel using methodologies Taguchi and Anova. Revista Ingeniería UC, 23(1), 41 - 48.

Romero C., J. E. (2014, Agosto). Determinación Del Comportamiento Ante El Desgaste Por Frotamiento Del Acero Dúplex SAF 2507 Usando Un Diseño Experimental Taguchi. Revista Ingenería UC, 21(2), 16-26.

Roy, R. K. (2010). A primer on the Taguchi method (2th ed.). Dearborn: Society of Manufacturing Engineers.

Stachowiak, G. (2005). Wear – materials, mechanisms and practice. England: Wiley.

Straffelini, G. (2002). Sliding Wear of Austenitic and Austenitic-Ferritic Stainless Steels. Metallurgical and Materials Transactons A, 33A, 613-624.

Suh, N. (1973). The De lamination Theory of Wear. Wear, 25, 111-124.

Suh, N. P. (1986). Tribophysis . New Jersy: Prentice-Hall.

Szyndelman, G. (2008, Febrero). Comportamiento tribológico del acero inoxidable dúplex 2205. Catalunya: Treballs academics UPC. Retrieved Noviembre 18, 2009, from Treballs academics UPC: http://upcommons.upc.edu/pfc/handle/2099.1/4792

Turkintong, K. (1980). Diseño y fabricación de una maquina de ensayo de roce. Universidad de Carabobo. Valencia: Universidad de Carabobo.

Vaughan, C. L., Davis L, B., & O'Connor, J. C. (1999). Dynamics of Human Gait ( 2nd ed.). Cape Town, South Africa: Kiboho Publishers.

Wang, Y., Lei, T., & Liu, J. (1999). Tribo-metallographic behavior of high carbon steels in dry sliding: I. Wear mechanisms and their transition. Wear, 231, 1-11.

Cómo citar

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Romero Contreras, J. E. & Cabello Sequera, S. B. (2020). Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo. Revista Colombiana de Biotecnología, 22(1), 6–17. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.60835

ACM

[1]
Romero Contreras, J.E. y Cabello Sequera, S.B. 2020. Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo. Revista Colombiana de Biotecnología. 22, 1 (ene. 2020), 6–17. DOI:https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.60835.

ACS

(1)
Romero Contreras, J. E.; Cabello Sequera, S. B. Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo. Rev. colomb. biotecnol. 2020, 22, 6-17.

ABNT

ROMERO CONTRERAS, J. E.; CABELLO SEQUERA, S. B. Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo. Revista Colombiana de Biotecnología, [S. l.], v. 22, n. 1, p. 6–17, 2020. DOI: 10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.60835. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/60835. Acesso em: 7 mar. 2026.

Chicago

Romero Contreras, Jorge Emir, y Sandra Bavieska Cabello Sequera. 2020. «Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo». Revista Colombiana De Biotecnología 22 (1):6-17. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.60835.

Harvard

Romero Contreras, J. E. y Cabello Sequera, S. B. (2020) «Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo», Revista Colombiana de Biotecnología, 22(1), pp. 6–17. doi: 10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.60835.

IEEE

[1]
J. E. Romero Contreras y S. B. Cabello Sequera, «Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo», Rev. colomb. biotecnol., vol. 22, n.º 1, pp. 6–17, ene. 2020.

MLA

Romero Contreras, J. E., y S. B. Cabello Sequera. «Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo». Revista Colombiana de Biotecnología, vol. 22, n.º 1, enero de 2020, pp. 6-17, doi:10.15446/rev.colomb.biote.v22n1.60835.

Turabian

Romero Contreras, Jorge Emir, y Sandra Bavieska Cabello Sequera. «Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo». Revista Colombiana de Biotecnología 22, no. 1 (enero 1, 2020): 6–17. Accedido marzo 7, 2026. https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/60835.

Vancouver

1.
Romero Contreras JE, Cabello Sequera SB. Comportamiento ante el desgaste por deslizamiento en seco del acero inoxidable súper dúplex en un tribómetro bola sobre anillo. Rev. colomb. biotecnol. [Internet]. 1 de enero de 2020 [citado 7 de marzo de 2026];22(1):6-17. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/60835

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1. Kevin Alexander Ortiz Santiana, Michael Paul Vicente Andrade . (2025). Análisis del Modelo de Desgaste Lineal de Archard, una Vista Dinámica al Modelo Original. INGENIO, 8(1), p.17. https://doi.org/10.29166/ingenio.v8i1.6693.

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