Aluminum-silicon coatings on austenitic stainless steel (AISI 304 and 317) deposited by chemical vapor deposition in a fluidized bed

Recubrimientos de aluminio-silicio sobre acero inoxidable austenítico AISI 304 Y 317 por deposición química de vapor en lecho fluidizado

Se obtuvieron recubrimientos de aluminio-silicio en los aceros inoxidables AISI 304 y AISI 317. La deposición se realizó a 540 °C, con una proporción de gases activos (HCl/H₂: 1/15.3), como gas de arrastre se utilizó argón. El lecho del proceso CVD-FBR estaba formado por 2,5 g de polvo de aluminio, 7,5 g polvo de silicio y 90 g de alúmina. Después de depositados los recubrimientos, se le dio un tratamiento térmico para mejorar sus propiedades mecánicas y su comportamiento frente a la oxidación, por entre la difusión de los elementos de aleación. La simulación termodinámica se realizó con el software Thermo-Calc para obtener información sobre la posible composición del material depositado. Las muestras recubiertas y sin recubrir, se expusieron a 750 º C en una atmósfera donde el vapor se transporta a las muestras usando un flujo de N₂ de 40 ml / min y 100% de vapor de agua (H₂O). Aceros recubiertos ganaron algo de peso durante las mil horas de exposición y resisten muy bien el ataque corrosivo frente a los sustratos recubiertos. Además, los aceros inoxidables recubiertos muestran una velocidad de oxidación con tendencia logarítmica, mientras que la velocidad de oxidación de acero sin recubrimiento tiene tendencia lineal.

Introducción

La necesidad de proteger los componentes superficiales que funcionan a altas temperaturas ha aumentado considerablemente. Los revestimientos son un método eficaz para mejorar las propiedades superficiales de los materiales. Además, los metales reactivos de los recubrimientos se difunden en el sustrato a una profundidad considerable; esencialmente, las capas de difusión funcionan como la superficie de la aleación con un gradiente de composición con una pequeña cantidad de una superaleación cara en la superficie (Christoglou, Voudoris, & Angelopoulos, 2002; Anastassiou, Christoglou, & Angelopoulos, 2010; Hao-Tung, Sheng-Chang, Jow-Lay, & Shin-Yun, 2007). Aumentar la capacidad de temperatura de un material para aplicaciones avanzadas de generación de energía es de gran importancia debido a la potencial ganancia en eficiencia energética y a la disminución de las emisiones contaminantes (Pérez et al., 2006a). La deposición química de vapor es un proceso versátil que permite la aplicación de diferentes materiales metálicos y cerámicos para la protección de materiales contra el desgaste, la corrosión y la oxidación a altas temperaturas en la industria aeronáutica, militar y la ingeniería en general.