Se investigó el mecanismo de la oxidación de las aleaciones termorresistentes Fe-C-Si-Al-Zr a altas temperaturas. Para el análisis se fundieron tres muestras en serie: L1, L2 y L3, que habían sido recocidas a 1100 °C, fueron coladas. Tras el recocido se investigó el aumento del espesor de óxido de las muestras. Se observaron y analizaron mediante microscopios ópticos y electrónicos. En el caso del pequeño contenido de circonio en la muestra L1, se han observado las láminas de grafito y sólo una cantidad significativa de carburo de circonio en la matriz de ferrita. A mayor contenido de circonio (las muestras L2 y L3) se han observado laminillas de grafito y partículas de ZrC. Durante el recocido se produjo una oxidación del grafito y del ZrC. La oxidación del ZrC en ZrO2 es directa y progresiva. El gas CO en evolución formó los poros alrededor del ZrO2. Con una cantidad suficiente de oxígeno disuelto, también se produjo la oxidación del aluminio. El Al2O3 se precipitó en la interfase CO-ferrita rellenando los poros formados. Finalmente, la interacción entre ZrO2 y Al2O3 tuvo lugar y la formación del compuesto ZrO2-Al2O3 retrasó la oxidación.
INTRODUCCIÓN
En atmósfera oxidante y a temperaturas elevadas se produce la oxidación superficial e interna respectivamente. El espesor del óxido y su velocidad de crecimiento dependen de la adición de elementos de aleación.
Mediante la adición de los elementos de aleación se puede formar la capa protectora de óxido [1-4]. El progreso de la oxidación puede reducirse en las siguientes condiciones
- los elementos de aleación son menos estables que el metal base
- el metal de aleación se añade en cantidad suficiente para permitir la formación de la capa de óxido compacta y continua
- la capa protectora de óxido debe estar fuertemente adherida a la probeta;
- El oxígeno debe ser soluble en el metal base;
- la velocidad de difusión del oxígeno en el metal base debe ser mucho mayor que a través del elemento de aleación.
Se investigó el proceso de oxidación de las aleaciones Fe-C-Si-Al-Zr. Los elementos de aleación como Al, Si, Zr son menos estables que el metal base. Estas aleaciones son termorresistentes a altas temperaturas. Mediante la adición de circonio se precipitó un carburo (¡no carbono!). De este modo se han fabricado aleaciones presentadas como materiales compuestos, que son resistentes al desgaste a altas temperaturas.
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