Mechanical characterization of aluminum-silicon coating deposited by CVD-FBR on austenitic stainless steel AISI 316 and vapor oxidation

Abstract

(Eng) Aluminum-Silicon Al-Si coating deposited at 540 °C on the austenitic stainless s teel AISI 316 by chemical vapor deposition in fluidized bed reactor (FBR-CVD), afterwards samples were thermally treated at 750 °C under argon for 2 hours. The coated samples were oxidized in water vapor loop at 750 °C, which showed a decrease in the corrosion rate at high temperatures in respect with the oxidized uncoated substrate (more than 100 times). Microhardness and nanoindentation studies were performed in order to assess the benefits of the Al-Si coating by CVD-FBR, finding an increase in the coating hardness with respect to the substrate. Additionally Scanning Electron Microscopy (SEM) was carried out to characterize micro-structural chang - es of the oxidized samples. Cross-section samples were subjected to Atomic Force Microscopy (AFM) fo - cusing on the thickness of coating (topographical changes, roughness gradient and possible formed phases). Results of AFM verified a correlation between hardness and voltages profiles found during scanning.

(Spa) El recubrimiento de Aluminio-Silicio fue depositado a 540 °C sobre el acero austenítico AISI 316 por deposición química de vapor en lecho fluidizado (CVD-FBR), para luego ser tratado a 750 °C en argón por 2 horas. Las muestras de estudio fueron oxidadas en un loop de vapor a 750 °C, los cuales presentaron una disminución en la velocidad de corrosión a altas temperaturas con respecto a las muestras no recubiertas (más de 100 veces). Estudios de Microdureza y Nanoindentación fueron realizados con el fin de evaluar los beneficios del recubrimiento de Al-Si por CVD-FBR, encontrando un incremento en la dureza del recubrimiento con respecto al sustrato. Adicionalmente, Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) fue llevada a cabo para caracterizar los cambios en la microestructura de las muestras oxidadas. La sección transversal de las muestras fue sometida a Microscopía de Fuerza Atómica (AFM), enfocándose en el espesor del recubrimiento (cambios topográficos, gradiente de rugosidad y posibles fases formadas). Los resultados AFM verificaron una correlación entre la dureza y los perfiles de voltaje encontrados durante los barridos.