Resumen de Behavior of aluminum coating by cvd-fbr in steam oxidation at 700°c

José Luddey Marulanda Arévalo, Francisco Javier Pérez Trujillo, Saul Castañeda Quintana

• español

  Se han obtenido recubrimientos de aluminio por la técnica de deposición química de vapor por lecho fluidizado (CVD-FBR de sus siglas en inglés), sobre aceros inoxidables austeníticos (AISI 304, AISI 316 y AISI 317), con el propósito de evaluar la resistencia a la oxidación en vapor de agua a 700ºC. Los recubrimientos fueron caracterizados en su morfología/composición y fases cristalinas mediante las técnicas de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), con análisis de rayos X por dispersión de energía (EDAX de sus siglas en ingles) y Difracción de Rayos X (DRX). Además, se realizó simulación termodinámica mediante el software comercial Thermo-Calc®, con la finalidad de aproximar a las condiciones óptimas la deposición del recubrimiento sobre los mencionados aceros. Todos los especímenes sin y con recubrimiento de aluminio por CVD-FBR, fueron oxidados a la temperatura de 700ºC, en una atmósfera próxima al 100% de vapor de agua por 1000 h. El recubrimiento de aluminio evitó la formación de islas o costra de óxidos y disminuyó la ganancia de masa de los aceros. El acero AISI 304 con recubrimiento presentó una reducción del 25% en la ganancia de masa en comparación con el mismo acero sin recubrimiento y oxidado en las mismas condiciones; los aceros AISI 316 y AISI 317 presentaron pérdida de masa, debido a que el óxido formado se desprende por su naturaleza quebradiza.

• English

  Aluminum coatings have been obtained using the Chemical Vapor Deposition of Fluidized Bed Reactor technique (CVD-FBR), on austenitic stainless steels (AISI 304, AISI 316 and AISI 317), in order to evaluate resistance to steam oxidation at 700ºC. The coatings were characterized in their morphology/composition and crystalline phases using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Analysis (EDAX) and X-ray Diffraction (XRD). In addition, thermodynamic simulation was performed using Thermo-Calc® software to make the deposition of the coating on said steels similar to optimal conditions. All specimens -with and without aluminum coating by CVD-FBR- were oxidized at 700ºC, in a steam atmosphere of nearly 100% for 1000 h. The aluminum coating prevented the formation of oxide islands or crust, and reduced steel mass gain. Coated AISI steel showed a 25% reduction in mass gain compared to the same steel uncoated and oxidized under the same conditions. AISI 316 and AISI 317 steels underwent loss of mass because the brittle oxide that was formed came loose.

• português

  Foram obtidos recobrimentos de alumínio pela técnica de deposição química de vapor por leito fluidizado (CVD-FBR por suas siglas em inglês), sobre aços inoxidáveis austeníticos (AISI 304, AISI 316 e AISI 317), com o propósito de avaliar a resistência à oxidação em vapor d’água a 700ºC. Os recobrimentos foram caracterizados em sua morfologia/composição e fases cristalinas mediante as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEB), com análise de raios X por dispersão de energia (EDAX por suas siglas em inglês) e Difração de Raios X (DRX). Além disso, foi realizada simulação termodinâmica mediante o software comercial Thermo-Calc®, com a finalidade de aproximar às condições ótimas a deposição do recobrimento sobre os mencionados aços. Todos os espécimes, sem e com recobrimento de alumínio por CVD-FBR, foram oxidados à temperatura de 700ºC, em uma atmosfera próxima a 100% de vapor d’água por 1000 h. O recobrimento de alumínio evitou a formação de ilhas ou camada de óxidos e diminuiu o ganho de massa dos aços. O aço AISI 304 com recobrimento apresentou uma redução de 25% no ganho de massa em comparação com o mesmo aço sem recobrimento e oxidado nas mesmas condições; os aços AISI 316 e AISI 317 apresentaram perda de massa, devido a que o óxido formado se solta por sua natureza quebradiça.