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FABRICACIÓN Y CARACTERIACIÓN DE ALUMINUROS DE Fe, Ni y Ti PARA APLICACIONES EN ALTA Y BAJA TEMPERATURA
Autor
ENGELBERT HUAPE PADILLA
Resumen
Los aluminuros de Níquel, tales como NiAl y Ni3Al han recibido una atención
considerable para aplicaciones en alta temperatura ya sea como material estructural o como
recubrimientos en la industria aeronáutica1, 2, debido a su resistencia a alta temperatura, alta
resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica y eléctrica, alta temperatura de fusión
(1638°C) y módulo de Young alto (240GPa), se han considerado como candidatos
prometedores para las aplicaciones de alta temperatura3, 4
. Sus densidades menores, han
permitido que los aluminuros de Níquel sean extensamente estudiados desde décadas
pasadas para suplir a las superaleaciones5-7
. Como las condiciones en las que se encuentran
no solo son a elevadas temperaturas, el estudio de corrosión a temperatura ambiente en
medios acuosos es de suma importancia, ya que el daño por corrosión se puede presentar
durante su manufactura o mantenimiento, pudiendo causar una falla catastrófica durante
servicio8
. Estos aluminuros tienen una excelente resistencia a la corrosión en muchos
medios, por lo que, están siendo utilizados como materiales biomédicos para remplazar a
los aceros inoxidables que son utilizados como implantes, siendo estudiados en solución de
Hank9
.
Los aluminuros de titanio, son continuamente objeto de investigación debido a su
combinación de propiedades mecánicas y químicas10
. Presentan una excelente resistencia a
elevadas temperaturas en combinación con sus bajas densidades, haciéndolos atractivos
para rangos de temperaturas intermedias y altas. A estos aluminuros ya se les ha podido
mejorar su resistencia a la oxidación durante tiempos prolongados es mejorada con
adiciones de plata11
. En temperaturas de operación entre los 900°C y 950°C, pueden estar
sujetos a ataques por los elementos presentes (H2/H2S/H2O) en el ambiente durante el
servicio, provocando corrosión en altas temperaturas12
. A temperatura ambiente, estas
aleaciones también pueden estar sometidas a medios ácidos (HCl, H2SO4) presentando altas
velocidades de corrosión por efecto del ácido sulfúrico13
. Debido a su biocompatibilidad, su
resistencia a la corrosión ha sido estudiada en soluciones Ringer y Hank14
.
Aluminuros FeAl y Fe3Al, tienen un gran potencial en una variedad de aplicaciones
estructurales, así como en la industria aeronáutica y automotriz, en sustitución de las superaleaciones base Ni, ya que ofrecen una excelente resistencia a la oxidación y
sulfidación en alta temperatura, con materiales de bajo costo y baja densidad15, 16
. Debido a
razones técnicas y ambientales, una gran cantidad de esfuerzos se han realizado con el fin
de obtener una mejor comprensión sobre el comportamiento a la corrosión. El
comportamiento a la corrosión de los aluminuros de hierros, ha sido estudiado en ambientes
que simulan el fluido humano (solución Hank) como biomateriales17, 18
. Otras de las
aplicaciones de estos aluminuros donde el comportamiento a la corrosión es estudiada
como materiales estructurales, es en la construcción de calderas y en álabes de turbinas de
vapor, que son expuestas a temperaturas entre 600°C y 700°C en ambientes corrosivos tales
como sales fundidas19
. De manera similar, han sido investigados en corrosión a
temperaturas elevadas en atmosferas de N2 + SO2, así como en sales fundidas de Na2SO4 –
V2O5 y en carbonatos Li + K20-22
.