Los aluminuros de hierro son compuestos intermetálicos de hierro y aluminio ; normalmente contienen ~18 % de Al o más.
La buena resistencia al óxido y al azufre, con una fuerza comparable a las aleaciones de acero y el bajo costo de los materiales han hecho que estos compuestos sean de interés metalúrgico; sin embargo, la baja ductilidad y los problemas con la fragilización por hidrógeno son barreras para su procesamiento y uso en aplicaciones estructurales.
La alta resistencia a la corrosión de las aleaciones de hierro que contienen más del 18 % de aluminio se observó por primera vez en la década de 1930. [1] Su resistencia a la tracción se compara favorablemente con los aceros, utilizando solo elementos comunes; sin embargo, tienen baja ductilidad a temperatura ambiente y caídas de resistencia sustancialmente superiores a los 600 °C. [1] Las aleaciones también tienen buena resistencia a la oxidación y al sulfuro, buena resistencia al desgaste y menor densidad que los aceros. [2] La fuerza y la dureza máximas se alcanzan en la región estequiométrica de Fe 3 Al. [1] Aunque el aluminio proporciona resistencia a la corrosión a través de una superficie de película de óxido, la reacción (con agua) también puede dar lugar a la fragilización a través del hidrógeno .producido en la reacción entre Al y H 2 O. [1]
El cromo (2-6%) mejora la ductilidad a temperatura ambiente. En 1996, Kamey [1] dijo que el mecanismo no se entendía completamente, pero ofreció la hipótesis de que podría reducir la fragilización por hidrógeno a través de su capacidad para estabilizar la fase FeAl. [1] Otras explicaciones han incluido que el cromo podría facilitar el deslizamiento a través de dislocaciones de cristales , y que podría contribuir a la pasivación de la superficie y evitar reacciones fragilizantes del agua. [3] Una aleación desordenada (designada como FAPY) que contenía ~16 % Al, ~5,4 % Cr más ~0,1 % Zr, C e Y, con ~1 % Mo mostró una ductilidad muy mejorada, solo cayendo sustancialmente por debajo de ~200C (cf 650C para Fe 3Al) - esta aleación también es trabajable en frío. [2]
Por debajo de ~ 18-20% (atómico) Al, el aluminio existe como una solución sólida en hierro. Por encima de esta concentración existen FeAl (fase B3) y Fe 3 Al (fase DO 3 ) en forma de estructuras cristalinas de cloruro de cesio (CsCl) y trifluoruro de α-bismuto (BiF 3 ). [1] Por encima de ~550 °C, la fase Fe 3 Al se transforma en FeAl (y Fe). [3]
Por encima de ~50% Al (atómico) también se conocen Fe 5 Al 8 , FeAl 2 , Fe 2 Al 5 y Fe 4 Al 13 - las fases ricas en Al muestran una alta fragilidad. [3]