Formación de recubrimientos resistentes a la abrasión de compuestos intermetálicos del tipo AlSiFexMny sobre la aleación AISI 304L
DOI:
https://doi.org/10.3989/revmetalm.061Palabras clave:
Acero inoxidable, Aluminuros, Compuestos intermetálicos, α-Al9FeMnSi, β-Al9FeMn2SiResumen
Los intermetálicos α-Al9FeMnSi y β-Al9FeMn2Si formados por sinterización reactiva de polvos Al, Si, Mn, Fe, Cr, Ni se han utilizado en aceros AISI 304L para mejorar la microdureza. Las variables de procesamiento de sinterización reactiva fueron temperatura (600, 650, 700, 750, y 800 °C), presión (5, 10 y 20 MPa) y el tiempo de retención (3600, 5400 7200 segundos). Los resultados experimentales muestran que la temperatura es la variable más importante que afecta a la formación del sustrato/recubrimiento, mientras que la presión no parece tener un efecto significativo una influencia significativa. Los resultados muestran las condiciones óptimas de la sinterización reactiva que favorecen la formación del sustrato/recubrimiento a 800 °C, 20 MPa y 7200 segundos. En estas condiciones, la zona de reacción entre el sustrato y el recubrimiento es más compacta y bien adherida, con microdureza de 1300 Vickers. Los resultados de MEB y DRX confirman la formación de intermetálicos α-Al9FeMnSi y β-Al9FeMn2Si en la interfase sustrato/ recubrimiento, así como la presencia de Cr y Ni, indicando la difusión de estos dos elementos del sustrato a la interfaz.
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Benci, J.E., Ma, J.C., Feist, T.P. (1995). Evaluation of the intermetallic compound Al2Ti for elevaded-temperature applications. Mat. Sci. Eng. A-Struct. 192-193, 38-44. http://dx.doi.org/10.1016/0921-5093(94)03201-7
Borrero-López, O., Hoffman, M. (2014). Measurement of fracture strength in brittle thin films. Surf. Coat. Tech. 254, 1-10. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.05.053
Clarke, D.R., Oechsner, M., Padture, N.P. (2012). Thermal-barrier coatings for more efficient gas-turbine engines. Mat. Res. Soc. 37 (10), 891-898. http://dx.doi.org/10.1557/mrs.2012.232
Chang, Y., Tsaur, C.C., Rock, J.C. (2006) Microstructure studies of an aluminide coating on 9Cr-1Mo steel during high temperatura oxidation. Surf. Coat. Tech. 200 (22-23), 6588-6593. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2005.11.038
Dai, Y., Boutellier, V., Gavillet, D., Glasbrenner, H., Weisenburger, A., Wagner, W. (2012) FeCrAlY and TiN coatings on T91 steel after irradiation with 72 MeV protons in flowing LBE. J. Nucl. Mater. 431 (1-3), 66-76. http://dx.doi.org/10.1016/j.jnucmat.2011.11.006
Das, S.K., Joarder, A., Mitra, A. (2004). Magnetic Barkhausen emissions and microstructural degradation study in 1.25 Cr-0.50 Mo steel during high temperature exposure. NDT&E Int. 37 (4), 243-248.
Deng, B., Tao, Y., Zhu, X., Qin, H. (2014). The oxidation behavior and tribological properties of Si-implanted TiN coating. Vacuum 99, 216-224. http://dx.doi.org/10.1016/j.vacuum.2013.06.006
Flores, A., Castillejos, A., Acosta, A.H., Bocardo, F., Toscano, A. (1999). The Development of Surface Coatings for Co-Cr-Mo alloys Based on Quaternary AlSiFeMn Intermetallic Compounds, Cobalt-Base Alloys for Biomedical Applications, J.A. Disegi, R.L. Kennedy, R. Pilliar (Eds.), American Society for Testing and Materials, USA, pp. 179-189.
Han, Y.F., Xing, Z.P. (1997). Structural Intermetallics. Development and Engineering Application of a DS cast Ni3Al Alloy IC6, M. Nathal, R. Darolia, C.T. Liu, P.L. Martin (Eds.), Minerals, Metals and Materials Society, USA, pp. 713-719.
Khina, B.B., Kulak, M.M. (2013). Effect of ultrasound on combustión synthesis of composite material "TiC metal binder". J. Alloy Compd. 578, 595-601. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.07.030
Kobayashi, S., Yakou, T. (2002). Control of intermetallic compound layers at interface between steel and aluminum by diffusion-treatment. Mat. Sci. Eng. A-Struct. 338 (1-2), 44-53. http://dx.doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00053-9
Kral, M.V., McIntyre, H.R., Smillie, M.J. (2004). Identification of intermetallic phases in a eutectic Al-Si casting alloy electron backscatter diffraction pattern analysis. Scripta Mater. 51 (3), 215-219.
Li, S., Zhang, J. Wang, B., Zhang, J., Zou, D., Jia, T., Gong, Z. (1997). Structural Intermetallics. Study on superplasticity of deformed Ti3Al and TiAl base alloys, M.V. Nathal, R. Darolia, C.T. Liu, P.L. Martin (Eds.), Minerals, Metals and Materials Society, USA, pp. 361-367.
Mohapatra, J.N., Panda, A.K., Gunjan, M.K., Bandyopadhyay, N.R., Mitra, A., Ghosh, R.N. (2007). Ageing behavior study of 5Cr-0.5Mo steel by magnetic Barkhausen emissions and magnetic hysteresis loop techniques. NDT&E Int. 40 (2), 173.
Mohapatra, J.N., Ray, A.K., Swaminathan, J., Mitra, A. (2008). Creep behaviour study of virgin and service exposed 5Cr-0.5Mo teel using magnetic arkhausen emissions technique. J. Magn. Magn. Mater. 320 (18), 2284-2290.
Orozco, P., Castro, M., López, J., Hernández, A., Mu-iz, R., Luna, S., Ortiz, C. (2011). Effect of iron addition on the crystal structure of the Éø-AlFeMnSi phase formed in the quaternary Al-Fe-Mn-Si system. Rev. Metal. 47 (6), 453-461.
Sikka, V.K., Viswanathan, S., Mc Kamey, C.G. (1993). Structural Intermetallics. Development and Commercialization status of Al3Ti Based Intermetallics Alloy, R. Darolia, J.J. Lewandowski, C.T. Liu (Eds.), Minerals, Metals and Materials Society, USA, pp. 483-491.
Sun, R.L., Lei, Y.W., Niu, W. (2009). Laser clad Cr3C2-Ni composite coating on titanium alloys. Surf. Eng. 25 (3), 206-210. http://dx.doi.org/10.1179/026708409X375299
Toscano, J.A. (2002). Procesamiento y Microestructura de Compuestos Intermetálicos Al(FeMn)Si Elaborados Mediante Sinterización Reactiva de Polvos Asistido con Presión Uniaxial. PhD Thesis, CINVESTAV-IPN, Unidad Saltillo, México, pp. 62-68.
Toscano, J.A., Flores, A., Salinas, A., Nava, E. (2003). Microstructure of Al9(Fe,Mn)xSi intermetallics produced by pressure-assisted reactive sintering of elemental AlMnFeSi poder mixtures. Mater. Lett. 57 (15), 2246-2252. http://dx.doi.org/10.1016/S0167-577X(02)01204-1
Wang, C.J., Chen, S.M. (2006). The high-temperature oxidation behavior of hot-dipping Al-Si coating on low carbon steel. Surf. Coat. Tech. 200 (22-23), 6601 -6605. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2005.11.031
Whittenberger, J.D. (1990). Solid State Processing for High Temperature Alloys and Composites, Solid State Powder Processing, A.H. Clauer, J.J. de Barbadillo (Eds). Minerals, Metals and Materials Society, USA, pp. 137-155.
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