Cineticas de oxidación a alta temperatura y agotamiento de fase β de aleaciones de recubrimiento CoNiCrAl: efectos del contenido de Al

Este estudio investiga la oxidación a alta temperatura y las cinéticas de agotamiento de la fase β de las aleaciones de recubrimiento CoNiCrAl a 1100 °C. Se sometieron tres aleaciones CoNiCrAl con un contenido de Al que varía de 8 a 12 % en peso, a saber, CoNiCr8Al, CoNiCr10Al y CoNiCr12Al, a oxidación isoterma en aire a 1100 °C durante periodos de hasta 100 horas. La microestructura, el comportamiento de oxidación y las cinéticas de agotamiento de la fase β de estas aleaciones CoNiCrAl fueron caracterizadas por difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de energía dispersiva (EDS). Se demostró que las aleaciones CoNiCrAl exhibieron una estructura predominantemente de dos fases β + γ, con las proporciones de fase β-NiAl aumentando linealmente con el contenido de Al. Se encontró que el crecimiento de la escala externa de alúmina fue favorecido durante la etapa temprana de oxidación cuando la fase β-NiAl era más dominante a un contenido de Al del 12 % en peso. Se formaron algunos óxidos espinela NiCr2O4 como una capa exterior, pero su crecimiento fue gradualmente restringido en altos contenidos de Al. Mientras tanto, se desarrolló una zona de agotamiento correspondiente de fase β en el subsuperficial debido al consumo de Al durante la oxidación. Dado que el crecimiento de la escala de alúmina estaba limitado y los óxidos espinela NiCr2O4 se facilitaban a bajo contenido de Al (8 % en peso), se formó una pronunciada zona de agotamiento de fase β. Se desarrolló un modelo analítico para correlacionar el agotamiento de fase β con el contenido de Al y se obtuvieron acuerdos razonables entre los resultados experimentales y calculados en las aleaciones CoNiCr10Al y CoNiCr12Al. Se encontró que las cinéticas de agotamiento de la fase β exhibieron un comportamiento parabólico con el tiempo de oxidación y fueron inversamente proporcionales al contenido de Al en las aleaciones CoNiCr10Al y CoNiCr12Al.