Corrosion Behavior of Flame Sprayed Cr2O3 Coatings on Carbon Steel in Chloride Solutions
Comportamiento corrosivo de recubrimientos de Cr2O3 rociados térmicamente sobre acero al carbono en soluciones de cloruro
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Fecha
2022-03-31Autor
Núñez Celis, Howard
Rincón Ortiz, Mauricio
González Hernández, Andrés Giovanni
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Resumen
Cr2O3 coatings were deposited on carbon steel through the flame spraying technique using two types of flames (neutral and oxidizing). The protective and morphological characteristics of the coatings were determined. The coatings had layer thickness values of 114 and 214μm for oxidizing and neutral samples, respectively. Porosity percentages of 4.5 % and 2.5 % were determined, where the neutral sample presented the greatest porosity due to the insufficient fusion of the oxide particles during the process, resulting in the formation of a heterogeneous and less compact layer. Microcracks and pores were found on the surface and cross-section of the coatings, due to the thermal expansion generated during the solidification process. The coating protective capacity was evaluated by electrochemical techniques over 672 hours in a 3.5 %wt NaCl saline solution. The results evidenced that the coatings manufactured with the oxidizing flame presented more corrosion resistance compared to those prepared with the neutral flame. The corrosion products were more evidente in the neutral flame coatings, because of the diffusion mechanisms from the substrate to the surface coating through the interconnected pores. Finally, the wettability of the sodium chloride solution in the Cr2O3 coatings was measured by the contact angle technique, finding that the oxidizing flame coatings exhibited a higher angle contact value (64.8°) in contrast to the neutral flame coatings (35°). Los recubrimientos de Cr2O3 fueron depositados en un acero al carbono a través de la técnica de rociado térmico, usando dos tipos de llamas (neutra y oxidante). Se determinaron las características protectoras y morfológicas de los recubrimientos. Los recubrimientos mostraron espesores de capa con valores de 114 y 214 μm para las muestras depositadas con llamas neutra y oxidante, respectivamente. Se determinaron los porcentajes de porosidad de 4,5 y 2,5 %, en donde la muestra que se depositó con la llama neutra presentó la mayor porosidad debido a una fusión insuficiente de las partículas de óxido durante el proceso, resultando en la formación de una capa menos compacta y heterogénea. Las microgrietas y los poros se encontraron en la superficie y en la sección trasversal de los revestimientos debido a la expansión térmica generada durante el proceso de solidificación. La capacidad protectora de los recubrimientos fue evaluada a partir de técnicas electroquímicas por 672 horas en una solución salina 3,5 %wt NaCl. Los resultados evidenciaron que los revestimientos elaborados con la llama oxidante presentaron una mayor resistencia a la corrosión en comparación con aquellos elaborados con la llama neutra. Los productos de corrosión fueron más evidentes en los recubrimientos con llama neutra debido a los mecanismos de difusión desde el sustrato a la superficie recubierta a través de los poros interconectados. Finalmente, la humectabilidad de la solución de cloruro de sodio en los recubrimientos de Cr2O3 fueron medidos por medio de la técnica de ángulo de contacto, encontrando que los revestimientos de llama oxidante mostraron un mayor ángulo de contacto (64,8 °) en contraste con los recubrimientos de llama neutra (35 °).
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