Oxidación de aceros ferríticos con vapor de agua : cinética y microestructura

Resumen

Se han realizado tratamientos de oxidación isotermos y no isotermos a un acero ferrítico 2,25Cr�1Mo en vapor de agua, a temperaturas comprendidas entre 550 y 700 °C y tiempos de hasta 56 días. En condiciones isotermas, este acero tiene una cinética de oxidación parabólica, con una energía de activación de 324 kJ mol�1. Este valor corresponde a una energía de activación aparente del proceso global, que incluye tanto la difusión hacia el exterior de cationes de Fe, como la difusión de oxígeno hacia el interior. Los productos de oxidación presentes en la capa de óxido, caracterizados por difracción de rayos-X y SEM, están en total concordancia con el diagrama de fases del sistema Fe-O. La magnetita es el óxido más estable a bajas temperaturas, y la wustita comienza a formarse por encima de 570 °C. Estudiando el efecto de la velocidad de enfriamiento se ha comprobado que la wustita formada a 700 °C se transforma en magnetita en un enfriamiento lento, mientras que el enfriamiento rápido inhibe en parte esta transformación. En los tratamientos de oxidación no isoterma, consistentes en un periodo de mantenimiento a 550 °C seguido de exposición simple o doble a 700 °C, el proceso de oxidación parece producirse secuencialmente, presentando así un efecto aditivo de los tratamientos de oxidación realizados a cada temperatura. Este efecto se ha observado tanto por el tipo de óxido formado como por la cinética del proceso. Las observaciones en el microscopio del óxido formado en los diversos tratamientos de oxidación, revelan que la capa de óxido está formada por subcapas de diferente microestructura y composición química, variando desde su superficie hasta la intercara con el sustrato