Evaluación de la cinética de crecimiento de las capas de Fe2B formadas sobre la superficie del acero ASTM A307 a través de dos modelos de difusión

• Ortiz-Domínguez, Martín ^[1] ; Cruz-Avilés, Arturo ^[1] ; González-Ortega, Eyleen B. ^[1] ; Muñoz-Sánchez, Yira ^[1] ; Damián-Mejía, Omar ^[2] ; Fernández-De Dios, Libia D. ^[3]
  1. [1] Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

     Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

     México

     
  2. [2] Escuela Preparatoria Oficial Núm. 53, San Juan Zitlaltepec, Zumpango
  3. [3] Instituto Tecnológico de Gustavo A. Madero II

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• Localización: Ingenio y Conciencia Boletín Científico de la Escuela Superior Ciudad Sahagún, ISSN-e 2007-784X, Vol. 11, Nº. 21, 2024 (Ejemplar dedicado a: Ingenio y Conciencia Boletín Científico de la Escuela Superior Ciudad Sahagún), págs. 1-16
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Evaluation of the growth kinetics of Fe2B layers formed on the surface of ASTM A307 steel by using two diffusion models
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• Resumen
  • español

    En este estudio, implementamos dos modelos sencillos para simular el crecimiento de la capa de Fe2B en el acero ASTM A307 mediante boruración. El primer modelo consideró la difusión de boro en estado estacionario, mientras que el segundo modelo incorporó efectos de régimen transitorio. En el modelo de estado estacionario, el perfil de concentración de boro dentro de la capa de Fe2B mostró linealidad. Al correlacionar el potencial químico del boro con el flujo de masa hacia el interior en la interfaz (Fe2B/sustrato), confirmamos la naturaleza parabólica del crecimiento de la capa. Ambos modelos se emplearon para determinar las energías de activación del boro, arrojando el mismo valor de aproximadamente 164 kJ·mol–1. La validación experimental de los dos modelos se llevó a cabo bajo dos condiciones adicionales de borurización (1323 K durante 1.5 y 2 h). Finalmente, los espesores de capa simulados coincidieron con los valores experimentales.

  • English

    In this study, we implemented two simple models to simulate the growth of the Fe2B layer on ASTM A307 steel through boriding. The first model considered steady-state boron diffusion, while the second model incorporated transient regime effects. In the steady-state model, the boron concentration profile within the Fe2B layer exhibited linearity. By correlating the boron chemical potential with the inward mass flux at the (Fe2B/substrate) interface, we confirmed the parabolic nature of layer growth. Both models were employed to determine the boron activation energies, yielding the same value of approximately 164 kJ·mol–1. Experimental validation of the two models was conducted under two additional boriding conditions (1323 K for 1.5 and 2 h). Finally, the simulated layer thicknesses matched the experimental values.