Diseño de aceros inoxidables austeníticos resistentes a la oxidación a alta temperatura. Efectos de la composición de la matriz y de las modificaciones superficiales

Abstract

En la presente memoria se ha diseñado un acero inoxidable denominado alto silicio en el que, fundamentalmente, se eleva la concentración de este elemento a la vez que se elimina manganeso, teniendo en cuenta en el diseño metalúrgico que se debe mantener el carácter austenítico de la aleación.

En el trabajo se ha estudiado el comportamiento refractario de la aleación del acero inoxidable alto silicio a altas temperaturas (900ºC - 950ºC - 1000ºC), a distintos tiempos de permanencia mediante ensayos termogravimétricos a fin de poder evaluar la influencia del silico sobre la velocidad de oxidación.

Se ha realizado la caracterización y análisis de la capa de óxidos mediante varias técnicas: SEM, DRX, RBS, PIXE, lo que permite aportar información sobre el crecimiento de la capa de óxidos, morfología de la cascarilla, determinación del espesor.

También se ha estudiado el efecto de modificaciones superficiales mediante la deposición de el elemento reactivo lantano mediante pirólisis de aerosoles y de igual forma se presentan los resultados de ensayos de oxidación a alta temperatura del AISI-304 alto silicio recubierto con el lantano.

La nueva aleación diseñada presenta una oxidación mas controlada, las modificaciones realizadas en los niveles de manganeso y silicio (incremento del contenido en silicio y descenso en el nivel de manganeso) tienen un efecto positivo sobre el comportamiento del material, la formación de una capa de sílice en la interfase metal/óxido muestra un buen comportamiento como barrera efectiva impermeable a la difusión. El recubrimiento con lantano de la aleación del inoxidable austenítico alto silicio permite mantener un crecimiento lento de la cascarilla con mejor adhesión al metal y extiende el rango de comportamiento refractario de dicha aleación desde 750ºC hasta 1000ºC