Aluminização de aço inoxidável aspergido

Abstract

Resumo: Aluminização por pack-cementation é aplicada em aços inoxidáveis para aumentar sua resistência à oxidação ou à carburização em elevadas temperaturas. Aços inoxidáveis austeníticos que apresentam estruturas não uniformes podem afetar a formação e o desempenho dos revestimentos aluminizados. Nesse contexto, substratos com estruturas não uniformes foram depositados pelos processos de aspersão térmica a chama convencional (FS), a arco elétrico (WAS) e por chama de oxigênio de alta velocidade (HVOF). As superfícies aspergidas foram aluminizadas por pack-cementation a 850°C por 1, 2, 4 e 6h. Verificou-se que o mecanismo de difusão do Al se altera em função do tipo de heterogeneidade presente no substrato. A porosidade concentra Al em regiões internas, diminuindo a quantidade de Al na superfície responsável por formar o revestimento, levando a formar revestimentos aluminizados com menos espessos. As partículas de óxidos forneceram caminhos de difusão do Al por poros interconectados presente nessas fases, o que também diminuiu o Al disponível na superfície e, consequentemente, diminuiu a espessura do revestimento aluminizado. A taxa de crescimento do revestimento aluminizado foi afetada pelas heterogeneidades. Os substratos porosos forneceram uma grande interação do material do substrato com o Al, resultando em uma alta taxa de crescimento. Em contrapartida, substratos mais densos e substratos com óxidos exibiram menor taxa de crescimento comparada com substratos homogêneos. Palavras-chave: Aluminização por pack-cementation. Aspersão térmica. Aços inoxidáveis.

Abstract: Pack-aluminizing is applied to stainless steels to increase its resistance to oxidation or carburization at high temperatures. Austenitic stainless steels with nonuniform structures can affect the formation and performance of aluminized coatings. In this research, substrates with non-uniform structures were deposited by thermal spraying processes of conventional flame (FS), electric arc (WAS) and high-speed oxygen flame (HVOF). The sprayed surfaces were aluminized by pack-cementation at 850 ° C for 1, 2, 4 and 6 hours. It was found that the diffusion mechanism of Al changes according to the type of heterogeneity present in the substrate. The porosity concentrates Al in internal regions, decreasing the amount of Al on the surface responsible for the formation of coatings, leading thinner aluminized coatings. The oxide particles provided diffusion paths for Al through interconnected pores within these phases, which also reduced the Al available on the surface and, consequently, decreased the thickness of the aluminized coating. The growth rate of the aluminized coating was affected by the heterogeneities. The porous substrates provided a great interaction of the substrate material with Al, resulting in a high growth rate. In contrast, denser substrates and substrates with oxides exhibited a lower growth rate compared to homogeneous substrates. Keywords: Pack aluminizing. thermal spraying. stainless steels