Estudio de la capa de oxidación formada a alta temperatura en un soporte de acero inoxidable ferrítico EN-1.4509 mediante microscopía electrónica de barrido

Abstract

La capa de oxidación que crece sobre los aceros inoxidables está condicionada por numerosos factores, como por ejemplo la atmósfera a la que se expone, el tiempo que permanece en ella, la temperatura, y los elementos de la aleación. La caracterización de esta capa de óxidos resulta fundamental para entender cómo ocurre la corrosión del material. Para interpretar correctamente el proceso de oxidación y todos los fenómenos físico-químicos asociados, es necesario analizar la muestra con técnicas que tengan el potencial suficiente como para identificar con precisión estos fenómenos. En este sentido, la microscopía electrónica de barrido es la técnica más empleada por los metalurgistas cuando estudian el fenómeno de corrosión en metales. Sin embargo, la mayoría de los estudios publicados están centrados en el análisis SEM-EDS, limitándose a mostrar la composición elemental y la distribución de las especies. La caracterización del fenómeno de corrosión debería considerarse completa cuando también se analiza la microestructura de la capa de oxidación, ya que la textura de los materiales influye en el comportamiento frente a la corrosión. En la presente tesis doctoral, se estudia el fenómeno de oxidación de un acero inoxidable ferrítico EN-1.4509 cuando se expone al aire a 950ºC durante 24 horas. Los resultados SEM-EDS muestran la formación de una capa de óxidos multifásica compuesta por una capa externa de MnCr2O4 que crece sobre una capa protectora de Cr2O3. Además, la microestructura de la capa de oxidación ha sido evaluada con un detector EBSD. Gracias a esta técnica, se ha podido identificar cada grano y su orientación cristalográfica, el carácter de los límites de grano, las tensiones acumuladas durante la etapa de crecimiento y la existencia de relaciones cristalográficas entre las fases presentes. El estudio de oxidación se ha complementado estudiando los efectos de la modificación superficial con oro. Se han observado alteraciones en los productos de oxidación cuando se deposita una capa fina de Au, generando una superficie cubierta de partículas, mientras que la deposición de una capa gruesa conduce a un sobrecrecimiento de algunos cristales en superficie.