Efecto de innovadores tratamientos superficiales en las propiedades tribológicas de aceros inoxidables dúplex con diferentes contenidos de níquel

Los aceros inoxidables dúplex (duplex stainless steels, DSS) se distinguen por su elevada resistencia mecánica, ductilidad y resistencia a la corrosión, además de presentar un costo reducido gracias a su bajo contenido de níquel. Sin embargo, su uso en aplicaciones tribológicas se ve limitado por su baja dureza y resistencia al desgaste. Para superar estas limitaciones, se evaluaron dos tratamientos superficiales: procesamiento por impactos láser sin recubrimiento (laser shock processing without coating, LSPwC) y nitruración por plasma, en dos DSS, uno de bajo grado de aleación (LDX 2101 - UNS S32101) y otro de alto grado de aleación (SAF 2507 - UNS S32750). La microestructura de los materiales se caracterizó antes y después de los tratamientos mediante microscopía óptica, electrónica de barrido, difracción de rayos X y mediciones de microdureza. En el caso del LSPwC, también se analizaron las tensiones residuales y la microestructura con microscopía electrónica de transmisión, mientras que en las muestras nitruradas se evaluó la resistencia a la corrosión. El desempeño tribológico se estudió mediante ensayos ball-on-disc sin lubricación. El LSPwC indujo tensiones residuales de compresión en ambos materiales. En el SAF 2507, aunque no produjo cambios significativos en microestructura, rugosidad o microdureza, sí redujo la tasa de desgaste. En el LDX 2101, generó deformación plástica y aumentos en rugosidad y microdureza; sin embargo, no mejoró su resistencia al desgaste. Por otro lado, la nitruración por plasma a baja temperatura (250 °C) en una atmósfera de 25 % N₂ y 75 % H₂ evitó la precipitación de nitruros de cromo, incrementó significativamente la microdureza y redujo la tasa de desgaste en ambos materiales, sin alterar la rugosidad ni comprometer la resistencia a la corrosión. En los dos aceros estudiados, este tratamiento produjo una reducción notable de la tasa de desgaste. En conclusión, el LSPwC mejoró ligeramente la resistencia al desgaste del SAF 2507, mientras que la nitruración por plasma optimizó las propiedades tribológicas en ambos DSS.