Resumen de Aluminum coating by fluidized bed chemical vapor deposition on austenitic stainless steels AISI 304 and AISI 316

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

• español

  Los revestimientos de aluminio fueron depositados sobre aceros inoxidables AISI 304 y AISI 316 en el rango de temperatura de 560 a 600 °C por deposición química de vapor en lecho fluidizado(CVD - FBR). Se utilizó un lecho que consistía en 10 % de aluminio en polvo y 90 % de lecho inerte (alúmina), el cual fue fluidizado con Ar y como gases activadores se utilizó una mezcla de ácido clorhídrico con hidrógeno (HCl/H2). En el recubrimiento sin tratamiento térmico están las siguientes especies: Al13Fe4, Fe2Al5, FeAl2 y Al5FeNi, las cuales están presentes para ambos aceros. Además, el tratamiento térmico provoca la difusa de aluminio hacia el sustrato y la difusa de hierro del sustrato hacia la superficie del recubrimiento, haciendo la transformación de los compuestos anteriores a FeAl, Fe2Al5, FeAl2, Al0.99Fe0.99Ni0.02, AlNi y el Fe2AlCr. Se realizó la simulación termodinámica con el software Thermo - Calc para obtener información de la posible composición y la cantidad de material depositado, para condiciones seleccionadas. Las muestras recubiertas y sin recubrir, se expusieron a 750 °C en una atmósfera donde el vapor agua se transporta a las muestras usando un flujo de N2 de 40 ml/min, más 100 % vapor de agua (H2O). Los dos sustratos sin revestir se comportaron de manera diferente, ya que el acero AISI 304 soportó bien el ataque y ganó poco peso (0.49 mg/cm2), en comparación con el acero AISI 316 que perdió mucho peso (25.4 mg/cm2). Los aceros recubiertos ganaron poco de peso durante las mil horas de exposición (0.26 mg/cm2) y soportaron muy bien el ataque corrosivo en comparación con sustratos sin recubrimiento.

• English

  Aluminum coatings were deposited on stainless steels AISI 304 and AISI 316 at a temperature range from 560 to 600°C by CVD-FBR, using a bed consisting of a 10% aluminum powder and 90% of bed inert (alumina) which was fluidized with Ar and an activator mixture of hydrochloric acid with hydrogen (HCl/H2). The coating without heat treatment includes the follow species: Al13Fe4, Fe2Al5, FeAl2 and Al5FeNi for both steels. In addition, the heat treatment causes the aluminum to diffuse into the substrate and the iron diffuse towards the surface of the coating, making the transformation of previous existing compounds to FeAl, Fe2Al5, FeAl2, Al0.99Fe0.99Ni0.02, AlNi and Fe2AlCr. Thermodynamic simulation was conducted with the Thermo-Calc software to obtain information of the possible composition and amount of deposited material, for selected conditions. The specimens coated and uncoated were exposed at 750 °C in an atmosphere where the vapor was transported to the samples using a N2 flow of 40 ml/min plus 100% water vapor (H2O). The two uncoated substrates behaved differently, since the steel AISI 304 performed well and gained little weight (0.49 mg/cm2), compared to the steel AISI 316 that lost too much weight (25.4 mg/cm2). Coated steels gained little weight during thousand hours of exposure (0.26 mg/cm2) and support very well the corrosive attack compared to uncoated substrates.