Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería (Nov 2007)
Recubrimiento de circonia parcialmente estabilizada con itria para protección contra la oxidación en aire a 600°C del acero 1.25Cr-0.5Mo %wt Yttria-stabilized zirconia coating to improve the oxidation resistance at 600°C of 1.25Cr-0.5Mo wt% steel
Abstract
Con el fin de aumentar la temperatura máxima de operación de un acero 1.25Cr-0.5Mo %wt y mejorar su comportamiento ante la oxidación a altas temperaturas, se aplicó vía sol-gel un recubrimiento de circonia parcialmente estabilizada con itria. Una limitante de este proceso es la formación rápida de precipitados debido a la hidrólisis de los precursores organometálicos, por lo que se utilizó etil acetato para disminuir la velocidad de la hidrólisis. El recubrimiento de circonia parcialmente estabilizada con itria se aplicó por inmersión sobre el acero 1.25Cr-0.5Mo %wt. El recubrimiento depositado fue evaluado mediante la medición continua de la ganancia de peso en ensayos de oxidación en aire estático a 600°C, caracterización morfológica mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) y análisis de composición química mediante dispersión de energía de rayos X (EDX). Con la aplicación del recubrimiento se redujo considerablemente la velocidad de oxidación debido a la disminución de la difusión catiónica por la formación de asociados entre los cationes de zirconio y las vacancias de hierro del óxido. Con la aplicación de una capa de recubrimiento se redujo la velocidad de oxidación en un 40% aproximadamente mientras que con la aplicación de tres capas se duplicó esta protección.A zirconia coating was applied to improve the oxidation resistance of 1.25Cr-0.5Mo wt% steels. An 8 wt% yttria-stabilized zirconia coating was deposited by sol-gel technique. One problem with this method is that the hydrolysis of the organometallic precursors is faster than condensation; and the formation of precipitates is favored. Ethyl acetate was used to slow the hydrolysis rate, in order to obtain a more continuous layer. The air oxidation behavior of the coating was studied at 600°C by the continuous measurement of the weight gain. The microstructural characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM), and composition was determined by energy dispersive spectroscopy (EDS). The weight gain of the one-layer coated 1.25Cr-0.5Mo wt% was diminished in about 40% respect to uncoated samples, because the zirconia cations form pairs with the iron vacancies in the oxide. The formation of such pairs reduces cationic diffusion.
