CNEN/SP
ipen
Inaatuto d» P—quIt—
Enargélloma » Nuoitmn*
AUTARQUIA ASSOCIADA A UNIVERSIDADE
DE SAO fWULO
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA FASE FERRÍTICA SOBRE O
COMPORTAMENTO DE CORROSÃO DE AÇOS
INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS
CRISTINA COSTA MACHADO LOMBARDI
Dissertação apresentada como parte
dos requisitos para obtenção do Grau de
Mestre em Ciências na Área de Reatores
Nucleares de Potência e Tecnologia do
Combustível Nuclear.
Crieniador:
Dr. Lalgudi Venkataraman Ramanathan
São Paulo
1993
)18.8
Instituto de Pesquisas
AUTARQUIA
Energéticas
A UNIVERSIDADE
ASSOCIADA
e
Nucleares
DE SÃO
PAULO
ESTUDOS DA INFLUÊNCIA DA FASE FERRÍTICA SOBRE O COMPORTAMENTO
DE CORROSÃO DE AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS
CRISTINA COSTA MACHADO LOMBARDI
L
I
V RO \ ^
Dissertaç&o apresentada como parte dos requisitos
para obtenç&o do Grau de Mestre em Ciência
na Área de Reatores Nucleares de Potencia e
Tecnologia do Combustível Nuclear.
Orientador: D r . L a l g u d i V e n k a t a r a m a n R a n a n a t h a n
Sfto Paulo
1993
COMis:Ac L:t;cK/L CE
EKERGÍA
N U C L E A R / S P - IPEN
AOS meus
pais
AGRADECIMENTOS
Ao
Dr.
Lalgudi
Venkataraman
Ramanathan
pela
orientação.
Ao
Instituto
Coordenadoria
de
para
Pesquisas
Projetos
Energéticas
Especiais
pela
e Nucleares
bolsa
de
e
â
estudos
fornecida durante parte deste trabalho.
Ao
Departamento
de
pela concessão de uso do
Ao
constante
Olandir
Metalurgia
Escola
Politécnica
Ferritoscópio.
Vercino
auxílio
da
Correa
durante
o
pelo
apoio
técnico
desenvolvimento
da
e
parte
experimental.
Ao
Domingos
Glauson
de
Aparecido
Oliveira
Ferreira
pela
Machado
execução
e
do
ao
Eliel
trabalho
de
fotoacabamento.
Ao Celso
eletrônica de
A
Vieira
de M o r a i s p e l o t r a b a l h o
de
microscopía
varredura.
Mirieua
Aparecida
Cegalla
pela
colaboração
na
revisão.
Aos
primos,
Roberta
e
Roberto,
pela
revisão
da
redação.
Ao
Flávio,
meu
marido,
nos i n s t a n t e s m a i s d i f í c e i s .
pela
compreensão
e
incentivo
i
A todos
que direta
realização deste
ou
trabalho.
indiretamente
colaboraram
para
a
A todos
que direta
realização deste
ou
trabalho.
indiretamente
colaboraram
para
a
E S T U D O S DA I N F L U Ê N C I A DA F A S E F E R R Í T I C A S O B R E O
C O M P O R T A M E N T O D E C O R R O S Ã O DE A Ç O S I N O X I D Á V E I S A U S T E N Í T I C O S
Cristina Costa Machado
Lombardi
RESUMO
O s aços inoxidáveis
austeníticos
AISI da s é r i e 300 t ê m
sido
amplamente
utilizados
nas
indústrias
devido
principalmente às suas excelentes propriedades mecânicas e
sua r e s i s t ê n c i a à c o r r o s ã o g e r a l a q u o s a . E n t r e t a n t o , e s s e s
aços
são
susceptíveis
a
várias
formas
de
corrosão
localizada. A adição de elementos estabilizadores da fase
ferrítica,
tais
como
Si, Mo
e V,
a o s aços
inoxidáveis
austeníticos
tem
sido
pesquisada
e
os
resultados
têm
mostrado
uma
redução
na s u s c e p t i b i l i d a d e
à corrosão
por
pite.
Neste
trabalho
foi
avaliado
o
comportamento
de
c o r r o s ã o d o s aços
inoxidáveis
austeníticos
com
diferentes
t e o r e s d e f e r r i t a . A f a s e f e r r í t i c a foi i n t r o d u z i d a a t r a v é s
de adições
de
0,6
a
4,7%
de silício
a o aço
inoxidável
AISI 304 e p o r m e i o d e t r a t a m e n t o s t é r m i c o s . O s t r a t a m e n t o s
térmicos consistiram de solubilização e de
envelhecimento
d a s l i g a s em d i f e r e n t e s t e m p e r a t u r a s e i n t e r v a l o s d e t e m p o .
A q u a n t i d a d e d e ferrita
delta n a s ligas a u m e n t o u c o m o t e o r
d e s i l í c i o e com o a u m e n t o da t e m p e r a t u r a d e s o l u b i l i z a ç ã o .
Avaliou-se a susceptibilidade à corrosão generalizada,
à c o r r o s ã o p o r p i t e , à c o r r o s ã o em f r e s t a s e à c o r r o s ã o
i n t e r g r a n u l a r d a s l i g a s , por m e i o d e e n s a i o s d e
corrosão
localizada,
medidas
potenciodinâmicas
e
medidas
p o t e n c i o s t á t i c a s . D e m o d o g e r a l , foi o b s e r v a d o u m a u m e n t o n a
r e s i s t ê n c i a à c o r r o s ã o l o c a l i z a d a com a a d i ç ã o d e s i l í c i o
n a s l i g a s , q u e p o d e ser a t r i b u í d o à i n c o r p o r a ç ã o d e s i l í c i o
na p e l í c u l a s u p e r f i c i a l . O e n v e l h e c i m e n t o d a s l i g a s r e s u l t o u
em
diminuição
do
teor
de
ferrita
e
aumento
da
susceptibilidade
à
corrosão
por
pite
e
à
corrosão
intergranular.
I N F L U E N C E OF P E R R I T E PHASE O N T H E C O R R O S I O N B E H A V I O R
AUSTENITIC STAINLESS STEELS
C r i s t i n a Costa M a c h a d o
OF
Lombardi
ABSTRACT
Austenitic
stainless
steels
of
the
AISI
300
series
h a v e b e e n w i d e l y u s e d in m a n y i n d u s t r i e s . T h i s h a s b e e n d u e
mainly
to
their
excellent
mechanical
properties
and
r e s i s t a n c e to general aqueous corrosion. These steels are
h o w e v e r s u s c e p t i b l e t o v a r i o u s f o r m s of l o c a l i z e d c o r r o s i o n .
The
addition
of c e r t a i n
elements such as S i , M o , V
to
austenitic stainless steels stabilizes the ferrite phase and
it
has
been
shown
that
these
elements
reduce
pitting
susceptibility.
In
this
investigation
the
corrosion
behavior
of
austenitic
stainless
steels
containing varying amounts
of
t h e f e r r i t e p h a s e h a s been s t u d i e d . T h e f e r r i t e p h a s e w a s
i n t r o d u c e d by t h e a d d i t i o n of 0.6 t o 4 . 7 % Si t o AISI 304 a n d
by
heat
treatments.
The
heat
treatments
consisted
of
solubilizing
and
tempering
at
various
temperatures
for
v a r y i n g l e n g t h s of t i m e . T h e delta
ferrite
c o n t e n t of t h e
alloys
increased
with
the
silicon
content
and
with
increasing solution heat treatment temperature.
The
general,
pitting,
crevice
and
intergranular
c o r r o s i o n b e h a v i o r of t h e v a r i o u s a l l o y s in t h e d i f f e r e n t
heat treated conditions has been studied. Both,
immersion
tests
and
electrochemical
polarization
measurements
have
been carried out to evaluate the corrosion behavior.
In
general,
the
resistance to
localized
corrosion
increases
with
addition
of
silicon
to the
alloys. This has
been
a t t r i b u t e d t o t h e i n c o r p o r a t i o n of s i l i c o n in t h e
alloys
s u r f a c e o x i d e f i l m . T e m p e r i n g of t h e a l l o y s r e s u l t e d
in
decrease
of
the
ferrite
content
and
increase
in
their
s u s c e p t i b i l i t y t o p i t t i n g and i n t e r g r a n u l a r c o r r o s i o n .
ÍNDICE
CAPÍTULO
1.1
1
-
INTRODUÇÃO
Aços inoxidáveis
3
1.1.1
Aços
inoxidáveis austeníticos
4
1.1.2
Aços
inoxidáveis dúplex
6
1.1.2.1
1.2
1
Ferrita d e l t a
8
Corrosão dos aços inoxidáveis
9
1.2.1
Considerações eletroquímicas
9
1.2.2
Corrosão generalizada
11
1.2.3
Corrosão
localizada
11
1.2.3.1
Corrosão por pite
13
1.2.3.2
Corrosão em frestas
17
1.2.3.3
Corrosão intergranular
17
1.2.3.4
Corrosão sob tensão fraturante
1.2.4
Influência
da
microestrutura
. .
sobre
o
comportamento de corrosão
1.2.5
1.2.6
Influência
dos elementos
20
21
de
liga
sobre o
comportamento de corrosão
24
Estudos eletroquímicos
27
1.2.6.1
Polarização potenciostática
. . .
28
1.2.6.2
Polarização potenciodinâmica
. . .
30
1.2.6.3
Curvas de polarização
30
1.2.6.4
Passividade
33
1.2.6.5
Transição ativa-passiva
1.2.6.6
Transpassividade
1.2.6.7
I n f l u ê n c i a d o s e l e m e n t o s d e liga n a
passividade
. . . . .
36
37
37
1.3
1.4
Tratamentos térmicos
39
1.3.1
Solubilização
40
1.3.2
Envelhecimento
42
Objetivos do trabalho
42
CAPÍTULO 2
-
MATERIAIS
E MÉTODOS
44
2.1
Fusão das ligas
44
2.2
Composição química
44
2.3
Tratamentos térmicos
45
2.3.1
Solubilização
45
2.3.2
Envelhecimento
46
2.4
Teor de ferrita delta
46
2.5
Caracterização microestrutural
47
2.5.1
Preparação metalográfica
47
2.5.2
Microscopía óptica e eletrônica de varredura
49
2.6
2.7
Ensaios de corrosão localizada
49
2.6.1
Corrosão por pite
50
2.6.2
Corrosão
52
Ensaios eletroquímicos
54
2.7.1
Medidas potenciodinâmicas
57
2.7.2
Medidas potenciostáticas
61
-
63
CAPÍTULO 3
3.1
intergranular
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Efeitos da adição de silício sobre a
microestrutura
do aço inoxidável austenítico
3.2
Efeitos
dos
microestrutura
tratamentos
63
térmicos
sobre
dos aços inoxidáveis austenítico
dúplex
a
e
70
nr ^yy:^..^h
wüClUR/3P -
Hn
3.3
Corrosão generalizada dos aços inoxidáveis
3.3.1
. . . .
C u r v a s d e p o l a r i z a ç ã o a n ó d i c a em s o l u ç ã o
86
de
á c i d o s u l f ú r i c o 0,5M
3.4
Corrosão por pite dos aços inoxidáveis
3.4.1
3.4.2
Ensaio
de imersão prolongada
3.4.3
em s o l u ç ã o
de
90
Curvas de polarização anódica
94
3.4.2.1
Solução de ácido clorídrico
0,1M
.
94
3.4.2.2
S o l u ç ã o d e c l o r e t o d e s ó d i o 3,5%
.
99
3.4.2.3
Soluções de
cloreto
de sódio
10-^ e lO'* p p m d e C l ~
com
. . . .
105
Polarização potenciostática
3.4.3.1
Soluções de cloreto
10^,
3.4.3.2
3.6
89
cloreto férrico 10%
10^,
3.5
87
105
de
sódio
10^ e lO"^ p p m d e C l "
com
. . . .
S o l u ç ã o d e c l o r e t o d e s ó d i o 3,5%
106
. 108
C o r r o s ã o em f r e s t a s d o s a ç o s i n o x i d á v e i s
110
3.5.1
111
Curvas de polarização anódica
Corrosão
3.6.1
CAPÍTULO
4
intergranular dos aços inoxidáveis
Ensaio
de imersão prolongada
. . . 111
em s o l u ç ã o
de
ácido nítrico fervente
113
-
120
CONCLUSÕES
SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
124
. . . .
125
CAPÍTULO
1
INTRODUÇÃO
Os
uma
problemas
grande
como
nos
se
fonte
pode
meios
isso,
o
de
O termo
Quando
do
nas
corrosão
nas mais
indústrias,
e
nos
da
constituído
variadas
atividades,
na
meios
comportamento
têm
construção
de
civil,
comunicação.
corrosão
assume
um
Com
papel
atualidade.
corrosão
seu
isso
pela
prejuízos
transporte
estudo
com
de
observar,
i m p o r t a n t e na
metal
causados
meio,
p o d e ser d e f i n i d o
resultando
ocorre,
na
são alteradas
como a reação de
deterioração
do
um
primeiro.
as s u a s p r o p r i e d a d e s ,
tais
como, resistência mecânica, ductilidade e elasticidade.
No
início
inoxidáveis
contra
a
com
principal
aço
e
o
são
dos
ligas
da
a
inoxidáveis
que
mais
à
está
associada
elementos
da
é
à
liga
de
desenvolvidos
se
aumentar
base
de
ferro,
12%^^^.
são
aço
a
tendo
de
Outros
acordo
exposto.
contra
a
os
o
aços
resistência
f e r r o .
Os
aços
cromo
como
cromo para
elementos
adicionados
de
será
resistentes
resistência
à
base
etc.)
contêm simultaneamente
A
à
corrosão,
o
de
metais
inoxidável
resistência
foram
liga. O teor mínimo
molibdênio,
meio
século,
finalidade
elemento
seja
níquel,
maior
a
corrosão
inoxidáveis
um
deste
com
(como
para
garantir
sua
aplicação
a
Em
que
geral,
corrosão
são
os
os
aços
que
cromo e níquel.
contra
formação
sobre
a
corrosão
de
toda
uma
a
dos
aços
película
superfície
de
do
inoxidáveis
óxido
metal.
dos
Esta
película
assim
separa
que
este
conhecido
sua
no m e i o
exerça
pelas
a
ter
O
química
meios
na
corrosiva.
sua
Este
contra
dessa
evitando
fenômeno
é
a corrosão
é
película,
velocidade
elevado, mas
dos
de
ou
seja,
dissolução
ferro
fundido)
apresentam
altas
e
inconel, monel)
o
ser
ácido
clorídrico
recomenda
nobres
corrosão
ou
ligas
mais
pelo
geral,
por
sua
inoxidáveis
(aço
carbono,
relativamente
nobres
(cobre,
seu c u s t o m a i s e l e v a d o ^-^^ .
o
ácido
pois
baixas.
o
perdas
de maneira
de
e
o seu u s o , pois
grandes
vantajosamente
menos
empregados,
relativamente
a
metálicos
temperaturas,
aplicação dos aços
como
são
altas
taxas
é proibitivo
podem
a
levar
os m e t a i s
metais
oxidantes,
inoxidáveis
corrosão
que
de
e
materiais
inoxidáveis,
longa. A maior
uso
de
isso é c o m p e n s a d o
em
meios
pode
aços
nos meios
o
seleção
corrosivos
se dá
como
e
incorreta
custo
vida útil mais
Em
ação
circunvizinho,
A resistência
cuidado
em
escolha
econômicas.
é mais
sua
meio
corrosivo.
aplicações
pois
do
características
composição
Deve-se
para
metal
como passivação.
controlada
pela
o
Já
ácido
nítrico,
suas
em
os
velocidades
meios
de
redutores,
fluorídricc,
suas velocidades
aços
não
de corrosão
se
podem
ser b e m a l t a s .
Os
aços
estrutural
inoxidáveis
em
petrolíferas,
quase
são
todas
petroquímicas,
utilizados
as
de
como
indústrias:
papel
e
material
químicas,
celulose,
de
alimentos, nucleares, e muitas outras.
Na
área
utilizados:
nuclear,
de
modo
os
aços
geral,
inoxidáveis
são
eles
empregados
são
amplamente
em
tubulações,
elemento
tanques
vaso
braçadeiras,
combustível
de
expansão,
de
de
série
300.
304L
e
e
maior
American
mais
316L.
Os
irradiação,
suportes,
de
and
utilizados
aços
embora
calor,
são
os
são
drenagem,
os
uma
Os
designados
304,
boa
do
aços
(AISI)
AISI
têm
do
revestimento
Institute
inoxidáveis
haja
de
diversas.
nuclear
Steel
invólucros
tubos
ferramentas
interesse
Iron
Os
seus
válvulas,
trocadores
contenção
inoxidáveis
pelo
e
bombas,
como
316,
347,
resistência
diminuição
de
à
sua
ductilidade.
1.1
AÇOS
Os
de
INOXIDÁVEIS
aços
acordo
inoxidáveis
com
as
temperatura
ambiente,
martensítica
e duplex.
Os
aços
principais
são
agrupados
microestruturas
que
são:
inoxidáveis
elementos
ligantes
à
ferrítica,
possuem
como
ferro-cromo-níquel
tratamento
inoxidáveis
ligantes
não
ferríticos
ferro-cromo.
são
aços
elementos
'
.
possuem
como
Eles têm estrutura
endurecíveis
inoxidáveis
Eles
ou
face centrada, não são endurecíveis por
de tempera e são m a g n é t i c o s '
principais
apresentam
estrutura
centrado,
Os
classes,
têm
O s aços
corpo
que
austeníticos
t é r m i c o d e t e m p e r a e n ã o são m a g n é t i c o s
elementos
quatro
austenítica,
f erro-cromo-níquel-manganês-nitrogênio.
cúbica de
em
por
principais
cúbica
tratamento
de
térmico
.
martensíticos
ligantes
possuem
ferro-cromo.
Eles
como
têm
estrutura
tetragonal
de corpo
centrado, são endurecíveis
t r a t a m e n t o t é r m i c o d e t e m p e r a e são m a g n é t i c o s
Os
aços
balanceada
de
austenita e
De
mais
inoxidáveis
modo
dúplex
a
se
obter
geral,
os
aços
têm
uma
por
.
sua
composição
microestrutura
mista
de
ferrita.
modo
resistentes
contra
a
inoxidáveis
corrosão
que
austeníticos
os
p o r sua v e z , s ã o m a i s r e s i s t e n t e s q u e o s
Serão
abordados
austeníticos
e
os
neste
aços
trabalho
inoxidáveis
ferríticos
são
que,
martensíticos.
os
aços
inoxidáveis
dúplex
(austenítico-
ferríticos).
1.1.1
AÇOS
Os
formam
Na
aços
a
da
AUSTENÍTICOS
inoxidáveis
categoria
Tabela
AISI
INOXIDÁVEIS
1.1
são
série
300
dos
austeníticos
que
têm
mostradas
e
na
maior
as
AISI
produção
composições
Tabela
1.2,
da
as
série
no
de
mundoí^^.
alguns
suas
300
aços
propriedades
mecânicas.
Os
sua
excelente
meios
e
aços
boa
inoxidáveis
resistência
levemente
soldabilidade,
tanto
Entretanto,
esses
a
condições
tal
altas
aços
como
estagnadas.
por
motivo
a
corrosão
agressivos,
contra
agressivos,
utilizados,
contra
austeníticos
íon
corrosão
boas
pelos
como
a
apresentam
localizada
o
a
em
cloreto
são
conhecidos
generalizada
propriedades
quais
são
baixas
(Cl~),
em
mecânicas
amplamente
temperaturas.
reduzida
meios
por
resistência
contendo
íons
principalmente
em
Tabela
1 . 1 . Composição
de
austeníticos
AISI
alguns
aços
da série
300^'^^.
Composição química
(% em
inoxidáveis
peso)
AISI
Ni
cr
304
304L
316
316L
347
^:
18-20
8-10, 5
8-12, O
18-20
16-18 1 0 - 1 4 , 0
16-18 1 0 - 1 4 , 0
9-13,0
17-19
0,08
0,03
0,08
0,03
0,08
Mn
si
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
outros
s
O,
O,
O,
O,
O,
045
045
045
045
045
O,
O,
O,
O,
O,
030
030
045 M o 2-3
045 M o 2-3
030 N b + T a l O x C ^
mínimo
Tabela
1 . 2 . Propriedades
inoxidáveis
Resistência
à tração
AISI
AISI
de alguns
da série
300^^^^.
Dureza
Alongamento
(Rockwell
(%)
241
193
276
220
276
aços
B)
80
79
79
79
85
55
55
50
50
45
solubilizada
Para
é
(conhecidos
alguns
austeníticos
586
517
620
517
655
^: c h a p a
níquel
típicas
Resistência
ao escoamento
(desvio 0,2%)
(MPa)
(MPa)
304
304L
316
316L
347
mecânicas
se
obter
aços
com
substituído
como
desses
aços
AISI
são
menor
por
da
manganês
série
mostradas
p r o p r i e d a d e s m e c â n i c a s , na T a b e l a
custo,
200).
na
1.4.
parte
e/ou
As
Tabela
do
teor
nitrogênio
composições
1.3,
de
e
as
de
suas
6
Tabela
1.3. Composição
austeníticos
de
alguns
AISI
da série
Composição química
aços
inoxidáveis
200^'^^.
(% em
peso)
AISI
Cr
201
202
205
16,0-18
17,0-19
16,5-18
Tabela
C
Ni
Mn
3,5-5,5 0, 15 5,5-7,5
4 , 0 - 6 , 0 0,15 7,5-10
1-1,75 0,25 14-15,5
1 . 4 . Propriedades
inoxidáveis
Resistência
à tração
AISI
típicas
austeníticos
MO
0,25
0,25
0,40
1-1,75
de alguns
AISI
Resistência
ao e s c o a m e n t o
(desvio 0,2%)
(MPa)
(MPa)
N
0, 06 0,03
0,06 0,03
0,06 0,03
1
1
1
mecânicas
s
P
Si
da série
aços
200^^^^.
Alongamento
Dureza
(Rockwell
(%)
B)
*
201
202
205
758
689
862
^: c h a p a
1.1.2
1.5,
55
55
58
90
90
98
solubilizada
AÇOS
A
379
379
482
INOXIDÁVEIS
composição
de
DÚPLEX
um
aço
dúplex
é
mostrada
e as suas propriedades mecânicas, na Tabela
Alguns
nitrogênio
elementos,
e
cobalto,
estabilizam
a
como
silício,
cromo,
fase
como
quando
níquel,
presentes
na
1.6.
manganês,
no
Tabela
aço
austenítica,
enquanto
outros
molibdênio,
vanadio,
titânio
cobre,
inoxidável,
elementos,
e
niobio,
estabilizam
da
a
fase
austenita
austenita
ferrita
é
ferrítica.
Os
aumentam
a
faixa
estável,
e
os
aumentam
a
faixa
de
elementos
de
estabilizadores
temperatura
elementos
na
qual
estabilizadores
temperatura
em
que
a
a
da
ferrita
é
e s t á v e l .
Tabela
1.5. Composição
de um aço
inoxidável
Composição química
duplex^^^
(% em
.
peso)
AISI
329
Tabela
cr
Mi
28
6,0
C
0,10
1.6. Propriedades
inoxidável
AISI
1,0
s
p
0,04
Mo
1,5
0, 03
típicas
de
um
aço
.
Resistência
ao e s c o a m e n t o
(desvio 0,2%)
(MPa)
724
Alongamento
(Rockwell
(%)
551
25
dúplex
apresentam
Dureza
B)
98
solubilizado
O s aços
de
2,0
duplex^^^^
(MPa)
^:
Si
mecânicas
Resistência
à tração
329
Mn
inoxidáveis
aproximadamente
teor
de
cromo
microestrutura
2 8 % e um
(superior
dúplex
teor
ao
dos
resultam
c o r r o s ã o em d i v e r s o s m e i o s .
de
níquel
aços
em
um teor de
de
6%.
O
austeníticos)
maior
cromo
elevado
e
resistência
a
à
8
1.1.2.1
FERRITA
A
formação
austenítico
da
DELTA
ocorre
ferrita
formação
ou p o r
de
ferrita
na
presença
meio
ocorre
temperatura
da
de
quando
delta
de
no
elementos
tratamentos
o
aço
aproximadamente
aço
é
inoxidável
estabilizadores
térmicos.
aquecido
1350°
a
Esta
na
última
faixa
1500°C,
seguido
de
de
t e m p e r a .
A
ferrita
delta
estabilizadores
da
estabilizadores
da
é
rica
ferrita,
em
e
cromo
pobre
significantes
aumenta
sob
fraturante,
corrosão
à
i n t e r g r a n u l a r ' ( e s s a s
discutidas
de
15%
ferrita
introduzida
na
a
por
melhoria
meio
da
em
níquel
de
de
e
elementos
e
em
corrosão
à
corrosão
corrosão
a
inoxidáveis
à
delta
à
Devine (
'
•
•
'
•
^ ,
tratamento
resistência
elementos
d e ferrita
pite,
formas
aços
outros
resistência
por
posteriormente) . Segundo
de
em
austenita. A presença
quantidades
tensão
e
serão
presença
austeníticos
térmico
corrosão
resulta
por
pite
e
delta
a
intergranular.
Longos
períodos
de
temperaturas
elevadas
pode
em
sigma,
que
reduzindo
a
desgaste
do
de
sigma
uma
ductilidade
do
aço
delta
.
pode
térmicos,
é
da
levá-la
representa
tratamentos
ferrita
exposição
fase
aço.
ser
a
transformar-se
dura
A
e
frágil,
resistência
melhorada
durante
propositalmente
ferrita
os
transformada
ao
através
quais
na
a
fase
1.2
CORROSÃO DOS AÇOS
A
está
alta
resistência
associada
passivante
na
inoxidável
pode
ativo
corrosão
ou
com
e
q u e b r a d a ou n ã o
eletroquímico
partes
a
catôdicas^^^^
a
como
são
expostos.
passivo
semelhante
ao
garantir
de
um
térmicos,
a
ser
passividade
aço
seu
metal
velocidades
tratamentos
onde
Um
quando
devem
meios
corrosão
superficial
inoxidável
aos
certos
película
que
Para
à
de
tomadas
processos
pode
ser
ocorrer.
no
um
aço
relação
ELETROQUÍMICAS
ocorre
qual
elétrico
de
nobre.
do
corrosão
potencial
meios
é
inoxidáveis
uma
definido
mais
CONSIDERAÇÕES
A
dos
aços
de
eletroquímico
soldagem,
1.2.1
dos
formação
ser
baixas
precauções
de
à
maioria
comportamento
menos
INOXIDÁVEIS
se
entre
mesmo
por
meio
de
estabelece
dois
metal,
metais
causando
uma
ou
um
processo
diferença
entre
reações
de
diferentes
anódicas
e
.
N e s t e m o m e n t o , algumas definições são necessárias:
a. Á n o d o : m e t a l ou r e g i ã o d o m e t a l q u e c o r r ó i , o n d e
a
corrente deixa o metal.
b. Cátodo: metal
ou
região
do
metal
para
onde
a
c o r r e n t e se d i r i g e .
c. E l e t r ó l i t o :
conduzida
s o l u ç ã o a t r a v é s da
na forma d e
íons.
qual
a
corrente
é
10
As
seja,
reações
no
de
ânodo
oxidação
de
uma
ocorrem
célula
em
locais
anódicos,
eletroquímica
e
são
ou
as
s e g u i n t e s em m e i o s a q u o s o s :
a. D i s s o l u ç ã o d o m e t a l p a r a f o r m a r c á t i o n s .
M — >
M"*"" + n e "
b. Dissolução
corrosão
do
seja,
no
reações
para
formar
produtos
de
sólidos.
M + nH20 — >
As
metal
de
cátodo
M ( O H ) n + nH''' + n e ~
redução
de
uma
ocorrem
célula
em
locais
catódicos,
eletroquímica.
As
ou
reações
c a t ó d i c a s m a i s c o m u n s em m e i o s a q u o s o s s ã o a s s e g u i n t e s :
a. E v o l u ç ã o
do
hidrogênio
(importante
em
soluções
ácidas).
2H''" + 2 e " — >
b. Redução
H2
do oxigênio
(ocorre
em s o l u ç õ e s á c i d a s
e
aeradas).
O 2 + 4H''" + 4 e " — >
c. R e d u ç ã o d o o x i g ê n i o
2H2O
( i m p o r t a n t e em s o l u ç õ e s
ou neutras, aeradas).
O2 + 2H2O + 4e~ — >
40H~
d. R e d u ç ã o d o íon d o m e t a l .
M+n + e- — 5 . M+("-l)
e. Deposição do m e t a l .
+ ne" —^>
M°
básicas
11
1.2.2
CORROSÃO
GENERALIZADA
Corrosão
a
corrosão
que
superfície
do
apresentam
mas
em
generalizada
ataca
certos
meios
um
termo
usado
uniformemente
metal.
excelente
é
Em
geral,
resistência
como
em
toda
os
à
para
a
extensão
aços
fortes
da
inoxidáveis
corrosão
ácidos
descrever
generalizada,
ou
álcalis
podem
sofrer esse tipo de corrosão.
Seo e co-autores (
•
'
"
•
^
^ estudaram
titânio,
cobre
generalizada
sulfúrico
a
molibdênio
d o aço
inoxidável
e concluíram
película
também
e
passiva
enriquece
na
influência
em
que o molibdênio
película
a
do
resistência
ferrítico
aumentando
a
a
sua
à
corrosão
solução de
e o cobre
mas
ácido
enriquecem
estabilidade.
passiva,
niobio,
tanto
O
ele
niobio
como
o
descrever
a
titânio não são tão eficientes quanto os outros.
1.2.3
CORROSÃO
Corrosão
LOCALIZADA
localizada
é
o
termo
corrosão
que ocorre de uma maneira
pequenas
áreas
superfície
fisicamente
corrosão
catódicas,
Essas
as
superfície
regiões
e catódicas
pequenas
áreas
localizada
em
locais
pequenas
áreas
do metal
(grande
intacta).
anódicas
mas,
para
seletiva, atacando
permanece
inseparáveis,
anódicas
As
a
metálica
generalizada,
regiões
sobre
usado
e
na
Na
catódicas
corrosão
apenas
parte
da
corrosão
são
em
geral
localizada,
as
são bem d i s t i n t a s e s e p a r a d a s .
superficiais
contém
ambas
separados
como
superficiais
as
onde
regiões,
mostrado
são
se
na
processa
a
anódicas
e
Figura
formadas
1.1.
devido
a
12
heterogeneidades
No m e t a l ,
essas
constituinte
diferente
No meio,
no
material
heterogeneidades
de
segunda
comparado
as
metálico
fase
com
heterogeneidades
podem
com
aquele
ou
um
da
no
corrosivo.
ser, por
exemplo,
potencial
solução
podem
meio
ser
de
sólida
devidas
a
um
corrosão
adjacente.
diferenças
na t e m p e r a t u r a , g r a u d e a g i t a ç ã o ou c o n c e n t r a ç ã o ^ •'-^ ^ .
M*
meio
meta I
Figura
1.1. Diagrama
esquemático
superficial,
elétrons
Nos
película
há
for
em
área
anódica,
Os
diversas
sob
em
região
dos
qualquer
ponto
localizado
catódica
inoxidáveis
formas
corrosão
tensão
passividade
em
de
em
certos
da
em
Os
meios
o
área
fluxo
de
rompimento
ponto.
relação
à
metálica,
Quanto
área
da
da
maior
região
corrosão.
são
localizada
aços
do
superfície
nesse
frestas, corrosão
fraturante).
há
austeníticos
corrosão
pequena
íons.
quando
m a i o r será a v e l o c i d a d e d e
aços
uma
a direção
e a migração
corrosivo
da
de
mostrando
inoxidáveis,
passiva
ataque
a
pite,
aços
cátodo
ánodo
susceptíveis
(como
corrosão
intergranular
duplex
onde
os
e
por
corrosão
apresentam
aços
a
maior
inoxidáveis
13
austeníticos
mostram
altas
velocidades
de
e x e m p l o , c o r r o s ã o p o r p i t e em m e i o s c o n t e n d o
1.2.3.1
C O R R O S Ã O POR
A
corrosão
áreas
Os
(por
cloreto).
PITE
por
localizadas
cavidades.
corrosão
pite
ocorre
na
superfície
produtos
de
em
corrosão
pontos
ou
em
pequenas
metálica,
podem
formando
aparecer
sobre
as
resultar
no
c a v i d a d e s na f o r m a d e n o d u l o s ou t u b é r c u l o s .
A
formação
adiantamento
pontos
para
da
de
pites
falha
em
início
de
em
equipamento
serviço, porque
trincas, podem
total ou podem penetrar o metal
Os pites
superficiais,
podem
sendo
pode
estes
diminuir
podem
a
prover
resistência
completamente.
ser p r o f u n d o s e e s t r e i t o s
ou extensos
os p r i m e i r o s m a i s p r e j u d i c i a i s
em
e
termos
de aspectos mecânicos.
Um
fator
entre
pequena
maior
o
área
número
superfície,
ocorre
que
menor
porque
cátodo
de
afeta
do
a
corrosão
por
ánodo
e grande
área
do
cátodo.
maior
os
pites
pites
ou
será
pites
a
quanto
velocidade
adjacentes
disponível,
têm
reduzindo,
pite
de
que
é
a
relação
Quanto
sobre
penetração.
partilhar
portanto,
a
o
a
Isto
mesmo
corrente
d i s p o n í v e l p a r a o c r e s c i m e n t o d e cada p i t e .
O
em
mecanismo
soluções
nucleação
neutras
associado
ao
ação
ânion
do
da
de
rompimento
cloreto
de
pite
em
aços
cloreto
e
aeradas
localizado
da
película
(Cl~).
Alguns
inoxidáveis
pode
passiva
modelos
têm
estar
pela
sido
14
propostos
para
explicar
esquematicamente
película
passiva
mostrado
uma
na
parte
não
capturado
une
formada
o
na
de
a
íons
complexado
solúvel
(Figura
(b'))-
início
concentrações
de
oxigênio
tempo
o
limitado
acesso
o
íon
com
a
rodeia
substituem
as
na
1.2
na
Figura
parte
formação
a
do
íons
de
de
na
e
oxigênio
fora
dentro
são
do
empobrecida
do
superfície
em
de
pite
íons
(b).
filme
cessa.
externa
e,
Em
com
isso,
seguida,
a
a
onde
e
o
filme
pite
iguais. Mas
de
a
foi
pite,
pite
de
metal
do
do
redução
redução
Com
de
de
são
moléculas
se
as
com
torna-se
superfície
condições, a solução dentro do pite
oxigênio
é
formada
cloreto
filme
crescimento
dentro
é
cloreto
do
em
íon MOH"*" é
remoção
quebra
metal
e
liberação
eles
há
do
a
como
passiva,
em c o n t r a s t e com o a c e s s o d e o x i g ê n i o na
externa. Nessas
dentro
de
situação
o
que
hidratado,
Quando
Assim,
ilustrado
e forma MOH"^. O
resultando
No
em
é
assume
(a')).
a
iniciaÍ^^K
o
óxido
filme,
mostrado
há
deles
modelo
que
filme
cloreto
ponte,
1.2
do
de
solução,
como
de
anódica
1.2
Um
Esse
(a) . Q u a n d o
moléculas
filme,
introdução
1.2.
filme
1.2
(Figura
introduzidos
do
um
dissolução
que
hidrogênio
água
é
fenômeno.
desenvolvida
pelas
ponte
Figura
Figura
produzido pela
uma
na
esse
de
torna-se
oxigênio
oxigênio
favorece o processo de dissolução
na
anódica
do metal dentro do pite.
A
pite
reação
de
redução
de
é:
©2 + 2 H 2 O + 4 e " — >
40H~
oxigênio
que
ocorre
fora
do
15
Isso
aumento
resulta
do
solução,
pH,
num
aumento
juntamente
do
com
a
pH
fora
presença
do
pite.
de
oxigênio
na
f a v o r e c e a p a s s i v a ç ã o da r e g i ã o .
A reação de dissolução que acorre dentro do pite
íons
Esse
M — >
M""*" + n e "
Devido
ao
excesso
negativos,
neutralidade
dentro
do
corrosão
de
como
Cl~,
elétrica.
pite.
A
cargas
são
Cloreto
hidrólise
insolúveis
positivas
dentro
atraídos
de
metal
do
MCln
do
para
(MCln)
gera
é:
pite,
atingir
é
formado
produtos
e um p H m u i t o b a i x o . A r e a ç ã o q u e
de
ocorre
é:
MCln + nH20 — >
Além dos
presentes
pite.
na
O
Assim,
o
solução,
e
são
altamente
os
íons
processo
propagação
Figura
í o n s C l ~ o u t r o s â n i o n s , t a i s c o m o O H ~ e SO'*
meio
dissolução
M ( O H ) n + nHCl
de
também
ácido
M^"*"
é
aumenta
formados
torna-se
pite
atraídos
para
a
atraem
do
velocidade
mais
autocatalítico.
ilustrado
dentro
O
íons
de
Cl".
processo
de
esquematicamente
na
1.3.
O
processo
autocatalítico
é quebrado quando
alguma
das
condições do processo não é mantida, como baixo pH dentro
pite,
ocorre,
crescer
alta
o
concentração
pite
torna-se
novamente
autocatalítico
de
fossem
se
íons
Cl",
repassivado,
as
condições
atingidas.
etc.
e
só
para
Quando
isso
começaria
o
do
a
processo
16
-0-M-0H2
Y,
D
"OH
^-O-M
H
^ ^- O 0H2
OH OH - — H"*
-0-M-0H2
0H2
0H2
0H2
0H2
:2
OH OH
—
H'
/y - 0 - ^ M ^ 0 H 2
0^
pH
-n-M—OH^
(U)
'Y.
la')
'
^
^-0-M-Cl
Cl
^
•y
Cl
Cl
-MCI*(H20I
9\
Cl Cl
•<
-0-M-Cl
Ó
OH
y
A.
MCl'(H20l-M0H*
CÍ
+ Cl
+ H*
Cl
0-M-CI
-0-M-CI
Figura
(bl
Ib')
1.2. Ilustração
esquemática
pite
proposto
Okamoto
do modelo
de nucleação
e Shibata^^^^
de
.
T
*
OH-
meio
metal
\
C|\
Figura
1.3. Ilustração
de
A
do processo
de
propagação
pite.
sensitização
inoxidável,
esquemática
sendo
da
que
liga
os
aumenta
pites
a
corrosividade
formam-se
n a s z o n a s e m p o b r e c i d a s em cromo^"^^^.
do
aço
preferencialmente
17
1.2.3.2
CORROSÃO
A
corrosão
em
em
ácidos
frestas,
íons
meios
cloreto
corrosão
EM
em
torne
FRESTAS
a
frestas
ou
se
desenvolve
neutros,
corrosão
mais
embora
dentro
a
das
presença
de
provável. O mecanismo
da
f r e s t a s é s i m i l a r a o da c o r r o s ã o p o r p i t e . A
iniciação
pode
geometria
da
ser
influenciada
fresta,
a
por
composição
vários
do
aço
fatores,
sua
como
inoxidável
e a
a
sua
microestrutura, m e i o , temperatura, entre outros.
1.2.3.3
A
de
CORROSÃO
corrosão
grão.
Os
por
contornos
grãos
compostos
de
são
mecanismo
da
mais
diferentes
locais
zonas
necessário
a
contornos
podendo
se
liga.
regiões
desordenadas
que
cristalográficas
para
a
carbonetos
e,
precipitação
e sigma)
que
corrosão
intergranular
são
a
aos
impurezas
é
a
aço
mais
Bain
se b a s e i a
no
metálica,
modelos
adjacentes
de
teoria
que
longo d o s
orientações
(tais c o m o
qual
i n t e r g r a n u l a r ^-^^^ .
modelo,
são
favoráveis
conhecidos
segregação
primeira
superfície
grão
alguns
pelo
das
a
ao
de
ou para
a
impurezas.
Existem
cromo
de
do metal
segregação de
os
sobre
ocorre
em d i r e ç ã o a o i n t e r i o r da
isso,
que
intergranular
Inicia-se
desenvolver
separam
INTERGRANULAR
no
teoria
de
contornos
para
aceita
e
procuram
os
de
grão
contornos
para
fato de que
para
se
dá,
explicar
e a
de
a
a
formação
da
em
teoria
grão.
A
corrosão
propuseram
o teor mínimo
o
sendo
empobrecimento
c o - a u t o r e s ^-"-^ ^
inoxidável
explicar
de
esse
cromo
película
18
passiva
é de 1 2 % . A sensitização
a precipitação
grão,
com
provoca
teor
estarão
do aço inoxidável, ou seja,
d e carbonetos ricos em cromo nos contornos
a
formação
de cromo
de
inferior
protegidas
pela
zonas
adjacentes
a 1 2 % . Portanto,
película
passiva,
de
aos
contornos
essas
zonas não
sendo
corroídas
preferencialmente.
A
sensitização
aquecido
e mantido
crítica,
ou
de
ocorre
dentro
quando
de uma certa
sob resfriamento
temperatura.
Para
o
lento
o s aços
aço
faixa
através
inoxidável
de
é
temperatura
desse
intervalo
inoxidáveis
austeníticos
essa
inoxidáveis
austeníticos
pode
f a i x a é d e 550° a 850°c(^'^).
A
ser
sensitização
d o s aços
evitada:
a. s e o
aço
for
resfriado
rapidamente
por
tempera
através d o intervalo de temperatura de sensitização.
A tempera
é realizada empregando-se
meios
líquidos
n o s q u a i s o aço é m e r g u l h a d o ;
b.
se o teor
de
carbono
i n f e r i o r e s a 0,03%.
for
reduzido
Nesse caso,
não
para
valores
será
formada
grande quantidade de carboneto de cromo,
pela
de carbono
mostrado o
na
liga.
Na
F i g u r a 1.4
é
diagrama tempo-temperatura-transformação
o
aço
inoxidável
AISI
304
carbono. Pode-se notar q u e ,
com
dois
quanto maior
falta
(TTT)
teores
para
de
o teor de
carbono, mais rápida é a precipitação de carbonetos,
u m a v e z q u e sua s u p e r s a t u r a ç ã o
é maior;
19
c. s e o s e l e m e n t o s e s t a b i l i z a d o r e s , t a i s
niobio e tántalo
forem
como
adicionados
titanio,
à liga.
Esses
elementos têm uma afinidade maior por carbono
cromo, formando carbonetos
tántalo
em vez
de
titânio,
niobio
de carboneto de cromo.
Desta
as zonas adjacentes aos contornos de grão
com
o mesmo
teor de cromo
que
o
ou
forma
permanecem
q u e as d o i n t e r i o r
dos
grãosí^^).
Chung
e
resistência
AISI
304
sobre
aço
Szklarska-Smialowska^explicaram
à
corrosão
sensitizado,
o
metal.
sensitizado
sobre
o
aço
intergranular
estudando
Eles
notaram
era
espessa,
não
a
mas
menos
Eles
de cromo
de
película
propuseram
das
zonas
c r o m o p o d e ser o r e s p o n s á v e l
pela
baixa
inoxidável
óxido
formada
densa
explicações para a baixa resistência do aço
a. O b a i x o t e o r
aço
a película
que
sensitizado.
do
a
que
formada
sobre
a
duas
o
formada
possíveis
sensitizado:
empobrecidas
formação
de
película espessa, pouco densa e menos protetora
em
uma
que
a da matriz.
b. A precipitação de carbonetos facilitaria
de impurezas através
dos contornos
superfície do metal.
A acumulação
superfície
poderia
película de óxido
Uma
outra
intergranular
é
contornos
grão.
inoxidável
de
a
austenítico
determinados
meios
da
Esta
a
causa
difusão
de grão
para
a
de impurezas
na
da
da
formação
espessa.
teoria
teoria
ser
a
para
explicar
segregação
teoria
surgiu
apresentar
altamente
de
impurezas
pelo
corrosão
oxidantes,
a
fato
corrosão
para
de
o
os
aço
intergranular
em
independente
de
20
estar ou não
de
HNO3
s e n s i t i z a d o ^-^^' ^-"-^ . Esses m e i o s
contendo
soluções
aquosas
segregação
de
inoxidáveis
íons
de
de
Cr^"^,
Fe^''', Mn"^"^,
KOH,
Cr03,
FeCl3
impurezas
e
s ã o as
soluções
Ce"^"^ ou
CUCI2.
A
V^"^,
teoria
não p o d e e x p l i c a r a c o r r o s ã o d e
sensitizados, mas
para
justificar
a
e
da
aços
corrosão
de
a ç o s i n o x i d á v e i s na c o n d i ç ã o s o l u b i l i z a d a e l a é a c e i t a ^ ^ ^ ^ .
TEMPO(S)
Figura
1 . 4 . Diagrama
1.2.3.4
corrosão
simultânea
da
inoxidáveis
tensão
sob
temperaturas
os
corrosão
em
nucleares.
são
em
águas
Os
aços
da
corrosão.
contendo
à
ícns
sensitizados,
elevada
pureza,
inoxidáveis
•.cf/;::Ao
sofrem
também
sofrem
ação
Os
aços
sob
cloreto
em
esse
utilizadas
sob
corrosão
a 60°C e em m e i o s a l c a l i n o s
estão
de
e
ocorre
susceptíveis
meios
superiores
mesmos
fraturante
estática
austeníticos
fraturante
FRATURANTE
tensão
tensão
304^^^K
do aço
C O R R O S Ã O SOB T E N S Ã O
A
Quando
TTT
em
quentes.
tipo
de
reatores
corrosão
NACICN/L DE EI-^ERGÍA N Ü C L E A R / S P
sob
- IPEN
21
tensão
fraturante
refinarias
tensão
em
em
geralmente
sensitizado
direção
politiônico,
d e p e t r ó l e o . As t r i n c a s
fraturante
são
ácido
das
formadas
aços
intergranulares
trincas
é
em
se
forma
em
por corrosão
sob
inoxidáveis
transgranulares,
trincas
que
geral
austeníticos
mas
podem
em
também
perpendicular
à
material
ocorrer.
tensão
A
de
tração.
A
aços
adição
de
inoxidáveis
pequenas
pode
tensão
fraturante.
1.2.4
INFLUÊNCIA
quantidades
melhorar
de
ferrita
a resistência
DA M I C R O E S T R U T U R A
delta
aos
à corrosão
sob
SOBRE O COMPORTAMENTO
DE
CORROSÃO
A
microestrutura
resistência
à
carbonetos,
sulfetos,
corrosão
afetar a resistência
mostradas
algumas
corrosão dos aços
baixo
de
ferrita
variáveis
teor
ou
nos
inoxidáveis.
delta,
sigma
fator
Fases
e
chi
inoxidáveis. Na Figura
metalúrgicas
anteriormente,
totalmente
precipitado
importante
na
como
podem
1.5
são
que
afetam
a
carbono,
quando
em
inoxidáveis.
mencionado
à
um
aços
dos aços
Como
resistência
cromo
representa
corrosão
dissolvido
dos
contornos
aços
de
(Cr23Cg), pode resultar
grão
em
o
no
ferro, pouco
inoxidáveis.
na
forma
corrosão
de
Porém,
afeta
a
quando
carboneto
intergranular.
de
22
ferrita
delta
[austeníticos]
zona
empobrecida
em Cr
y
zona
empobrecida
em C r e M o
Figura
1.5. Diagrama
esquemático
metalúrgicas
corrosão
Os
aços
ferrita,
exibem
Para
ferrita
na
Colombier
de
e
ferrita
carbonetos
dos
aços
inoxidáveis
principalmente
pite.
que
alta
ã
estrutura
de
a
cromo
à
na
isolados
mas o ataque seria
propagaria.
aços
podem
inoxidáveis
principalmente
do
que
de
redes
causar
um
sugere
dúplex
maior
teor
que
à
de
corrosão
presença
presença
contornos
ao r e d o r
alta
da
de
grãos
de
dos g r ã o s
de
de
cromo,
resistência
fase
de
grãos
isolados e não
sensitização
cromo
de
continuas
empobrecimento
a
por
intergranular,
formação
dos
e
localizada,
a
a
confinado a esses grãos
D e v i n e ^-^^^
à
corrosão
austeníticos. Os carbonetos precitados
ferrita
e
que
longo
austenita
corrosão
sugeriram
ao
de
.
contém
benéfico
ocasiona
minimiza
que
variáveis
comportamento
intergranular
efeito
Hochmann^^'
o
inoxidáveis^^^^
resistência
o
algumas
afetam
dúplex,
corrosão
explicar
de
se
dos
origina-se
ferrítica
que
23
supre
um
quase
alto
todo
teor
resistência
sugere que
tempos
das
de
do grão
a
Cr23Cg
nas
e,
duas
corrosão.
assim,
fases
Esse
ainda
para
mesmo
que
6h
e
empobrecidas
700°C)
haveria
um
resta
manter
autor
em c e r t a s t e m p e r a t u r a s d e s e n s i t i z a ç ã o
a
também
(600°C
por
reabastecimento
em c r o m o p e l o c r o m o v i n d o d o
interior
austenítico.
Manning
3 04L,
cromo
contra
maiores
zonas
o precipitado
um
e
com
c o - a u t o r e s (^'^'
estrutura
austenítica-ferrítica,
observaram
que
na
preferencialmente
sulfeto,
ferrítica
os
austenita.
interface
ferrita
aumentariam
Lumsden
a
na
liga
ocorreram
os
à
de
inoxidáveis
com
de
estrutura
sódio.
pites
estrutura
a
Eles
nuclearam
como
a
enxofre
ferrita
da
ser
e
deltada
devida
fósforo,
película
de
o
que
fase
chi
à
que
passiva.
detectar
presença
delta-austenita,
austenítica-
pode
conseguiram
Auger
de
susceptibilidade
ao p i t e
dissolução
elétrons
ferrita
os
interface
delta-austenita
tendência
outro
cloreto
com
autores,
tais
aços
austenita-inclusão
na
Stocker^^^^
espectroscopia
de
austenítica
impurezas,
e
interface
solução
e
interface
que
pites
de
em
liga
Segundo
segregação
austenítica
na
enquanto
ensaiaram
por
enxofre
na
confirma
o
observado por Manning e co-autores.
A
à
presença
resistência
fase
sigma
molibdênio
exibe
dos
fase
aços
apresenta
comparada
potenciais
austenita.
da
mais
Portanto,
sigma
ou da
inoxidáveis
um
com
teor
o
mais
teor
nobres
parece
em
à
da
é
prejudicial
corrosão
por
elevado
de
matriz
soluções
improvável
de
pite.
A
cromo
e
austenítica
e
cloreto
a
que
a
que
baixa
24
resistência
sigma.
O
à pite
que
esteja
ocorreria
molibdênio
na
precipitado
sigma.
propensos
à
presente
intergranular
As
um
Esses
em á c i d o
para
a
Smialowska,
locais
cromo
A
grão,
fase
pode
fase
ou
em
adjacente
empobrecidos
pites.
de
ao
tornariam-se
sigma,
levar
quando
ao
ataque
nítrico.
de
sulfeto
iniciação
em
em
imediatamente
dos
contornos
ao ataque direto da
empobrecimento
austenita
inclusões
favoráveis
é
formação
em
associada
aços
de
de
manganês
pite^^^^.
inoxidáveis,
Segundo
corrosão
Szklarskapor
e
e cromo.
Substituindo-se o manganês do sulfeto pelo cromo,
o
teor
de
de partículas
manganês
sulfeto
pite
manganês
mantendo
de
locais
principalmente
rodeado
inclusões
os
iniciada
ferro
em
a
são
de
óxido
abaixo
de
misto
de
é
de
alumínio
0,2%,
e
seria
dificultada a iniciação de pite no aço inoxidável(^^^.
1.2.5
INFLUÊNCIA
DOS
COMPORTAMENTO
Os
aços
DE
ELEMENTOS
inoxidáveis
modificações
18Cr-8Ni.
Figura
composição
a
mais
LIGA
SOBRE
O
série
3QQ
CORROSÃO
representam
Na
DE
1.6
austeníticos
do
são
importantes
da
clássico
mostradas
que
aço
as
fornecem
inoxidável
modificações
resistência
de
contra
corrosão.
O
aço
cromo
é o
inoxidável
cromo
e
outros
inoxidável
sua
principal
elemento
característica
elementos
de
liga
passiva.
liga
será d i s c u t i d a no item
de
na
A
que
fornece
ao
influência
do
passividade
1.2.6.7.
do
aço
25
I i gas
de
Ni-Cr-Fe
c
A
I
a d i c a o d e S o u Se p a r a
US i n a b i I i d a d e
(reduzida
resistencia a corrosão)
a d i c a o d e Ni p a r a
r e s i s t e n c i a a c o r r o s ã o em
meios a a l t a
temperatura
(
3
Se
/
I
I
GD*-
303,303
acos
inoxidáveis
d u p I ex
309,
ad i c a o d e Nb+Ta
para
reduzir
a sensitização
(329)
a d i c a o d e Cr e Ni
para tenacidade e
resistencia a
ox i dacao
aumento do C r ,
b a i x o Ni p a r a
p r o p r i edades
íespec i a i s
ad i c a o de C u , T i , A l ,
ba i xo N i , p a r a
endurecimento por
precipitação
(reduzida
r e s i s t e n c i a a corrosão)
ad i c a o de Ti
-para
reduzir
a sens i t i zacao
acos
inoxidáveis
endurecíveis por
prec i p i tacao
a d i c a o d e lilo
para
resistencia
a p i te
a d i c a o d e Un e N , b a i x o N i
para a l t a
tenaciade
(reduzida resistencia a corrosão)
baixo
para reduzir
asensitizacao
a d i c a o d e ma i s Mo
para
resistencia
a pi te
I i gas
Ni-Cr-Fe
(Mo-Cu-Nb)
Figura
a d i c a o de Ni , Mo,
C u , Nb p a r a
resistencia
a-c o r r o s a o em
meios
redutores
1.6. Modificações
austenítico
•GD
na
composição
18Cr-8Ni
especiais.
As
composição
referente
liga(7).
acos
inoyidaysis
austeni ticos
Fe-Ni-Mn-N
para
linhas
do
aço
produzir
tracejadas
a
outros
inoxidável
propriedades
mostram
sistemas
a
de
26
A
adição
da c o r r o s ã o
O
é
resistência
frestas^^).
corrosão
O
em
inoxidáveis
O
à
corrosão
molibdênio
soluções
adição
ao
por
também
sulfúrico
molibdênio
em
A
adicionado
ácidos
temperaturas.
mar^"^^^.
evita
o
fenômeno
i n t e r g r a n u l a r ^-^^^ .
molibdênio
fornecer
em
de titanio, niobio e tántalo
de
molibdênio
inoxidável
p i t e (^^"•^-'•^ e
melhora
e
aumenta
neutras
aço
a
de
a
resistência
cloreto
ao
corrosão
resistência
sulfuroso
a
aço
para
e
altas
dos
na
à
aços
água
inoxidável
do
eleva
a
oxidação
a
c a p a c i d a d e d e p a s s i v a ç ã o d o cromo^-^^^.
A
altas
em
adição
temperaturas
à
Por
melhora
essa
razão
elevadas^-^^^ .
corrosão
sob
a resistência
esses
O
tensão
aços
níquel
à
são
aplicados
também
fraturante
e
fornece
ã
corrosão
p i t e .
A
presença
austeníticos
da
níquel
temperaturas.
resistência
por
de
tem
passividade
de
uma
em
nitrogênio
influência
soluções
benéficos
do
nitrogênio
molibdênio
na
liga^'^^).
de
são
Ligas
em
aços
benéfica
ácido
no
desenvolvimento
sulfúrico.
m.elhorados
com
inoxidáveis
alto
na
teor
Os
efeitos
presença
de
de
nitrogênio
m o s t r a m m a i o r r e s i s t ê n c i a à pite^-^-^^ .
O
melhorar
ácido
cobre
sua
pode
ser
resistência
adicionado
ao
aço
inoxidável
para
à c o r r o s ã o em c e r t o s m e i o s , c o m o
em
sulfúrico^"^^^
O
vanadio
inoxidável
pite(34,35).
em
exerce
relação
um
à
efeito
benéfico
resistência
à
sob
o
corrosão
aço
por
27
O
silício,
aumenta
a
Kajimura
que
à
resistência
e
4,45% de silício
2%,
frestas.
observaram
aos aços
aço
altas
adição
melhora
Em
a
termos
Wilde^-^^^
significativamente
sensitizadas.
Esse
de silício
sensitizado
mesmo
a u t o r ^"^^^
em
um
decréscimo
diminui
à
observou
l8Cr-8Ni
adição
corrosão
resistência
ao aço inoxidável
resulta
à
que a presença
a
mais
a
aproximadamente
susceptibilidade
observou
que a
18Cr-8Ni
susceptibilidade
de
de
sua resistência
concluiu
inoxidáveis
inoxidável,
t e m p e r a t u r a s ^"^^^ .
que a
nítrico. Wilde^^^
aumenta
intergranular,
adição
a
ao
d e c o r r o s ã o p o r p i t e d a liga p a r a
enquanto
aumenta
oxidação
ao aço inoxidável
em ácido
velocidade
à
adicionado
c o - a u t o r e s í-'^)
3% d e silício
corrosão
de
quando
em
corrosão
de
silício
das
ligas
também
que
a
solubilizado ou
na
velocidade
de
corrosão geral em ácido sulfúrico diluído.
1.2.6
ESTUDOS
Estudos
para
ELETROQUÍMICOS
eletroquímicos
compreender
o
têm sido
comportamento
amplamente
de corrosão
utilizados
de metais
em
geral.
Dois
métodos
eletroquímicos
serão
discutidos
neste
trabalho:
vários
a. P o l a r i z a ç ã o
potenciostática.
b. Polarização
potenciodinâraica.
Esses
têm
métodos
sistemas
sido
aplicados
metal-eletrólito.
1\ÍZ10
Alguns
NAC;CN/.L
para
o
estudo
de
exemplos de u s o das
CE E N E R G I A
raJCLEAn/oF
2S
polarizações potenciostática
e potenciodinâmica
- d e s e n v o l v i m e n t o de n o v a s
sáo^'^^^:
ligas;
- comparações das resistências de
ligas;
- especificação de critérios para a passividade;
- avaliação dos efeitos de agentes
corrosivos;
- determinação de critérios para a proteção
1.2.6.1
POLARIZAÇÃO
A
corrosão
um
de
acoplado
de
e
metais.
como
é
temos
de
o
Luggin.
de referência
A
referência
função
do
à superfície
é
um
o
comportamento
dos
realizada
A
qual
é
montagem
para
a
na
Figura
(meio),
eletrodo
auxiliar
é
colocado
capilar
é
de
ao
eletrólito
que
métodos
utilizando-se
potenciostato
mostrada
(metal/amostra), o
eletrodo
é
eletroquímica.
polarizações
eletroquímica
capilar
estudar
polarização
célula
de
trabalho
o
A
para
conhecido
uma
realização
potenciostática
usados
equipamento
célula
POTENCIOSTÁTICA
polarização
eletroquímicos
anódica.
1.7.
o
eletrodo
de
platina
dentro
aproximar
da amostra para que a
o
Na
de
um
eletrodo
resistência
do eletrólito seja reduzida ao mínimo.
No
método
aplicado
ao
eletrodo
referência,
regulares,
trabalho
obtidos
curvas
e
ou
e
o
pela
de
potenciostático,
o
de
trabalho
aumentado
valor
eletrodo
da
polarização
que
em
potencial
relação
gradualmente
corrente
auxiliar
polarização
um
entre
é medido. A
potenciostática
são
diagramas
ao
é
eletrodo
de
em
o
intervalos
eletrodo
partir
podem
de
fixo
ser
dos
de
dados
plotadas
potencial
versus
29
densidade
de
corrente.
Dessas
curvas
são
obtidos
os
p a r â m e t r o s e l e t r o q u í m i c o s d o m e t a l em e s t u d o .
REGISTRADOR
POTENCIOSTATO
A
T
VOLTÍMETRO
R
ELETRODOS:
AMPERÍMETRO
A- AUXILIAR
T - DE T R A B A L H O
R - DE R E F E R Ê N C I A
h r
C
CÉLULA
Figura
1 . 7 . Arranjo
esquemático
de medidas
potenciostático,
variando
3 04
em
entre
20°
a
de
nucleação
baixo
de
no
de
qual
exposição.
relação
linear
log[Cl"] .
amostra
Os
de
que
não
resultados
entre
comportamento
o
de
íons
cloreto
foi
e
foram
mostrasse
obtidos
potencial
de
como
nenhum
por
eles
nucleação
corrosão
de
com
e determinados
assumido
método
de
cloreto
Potenciais
condições
pite,
a
o
200°C.
amostras nas diversas
realização
utilizando
soluções
concentrações
para
polarização.
estudaram
inoxidável
diferentes
de
do aparelho
c o - a u t o r e s (39)
Wang
acro
ELETROQUÍMICA
do
sódio
com
temperaturas
aplicados
os
potenciais
sendo
pite
a
o
mais
após
16h
revelaram
uma
de
pite
e
o
30
1.2.6.2
POLARIZAÇÃO
A
polarização
eletroquímico
corrosão
de
No
trabalho
metais.
é
1.2.6.3
anódica.
ativo
ponto
onde
ânodo.
Esse
potencial
do
método
comportamento
realizada
de
utilizando-se
o
potencial
de
função
referência
do
tempo
de t r a b a l h o
polarização
do
e o
também
eletrodo
de
variado
de
valor
da
é
e
o
eletrodo
podem
auxiliar
ser
obtidas
POLARIZAÇÃO
polarização
solução
Ela
é
em
o
de
dividida
Varrendo-se
valor
eletrodo
em
de
de
em
1.8.
ao
eletrodo
DE
curva
inoxidável
é
outro
potenciodinâmico.
CURVAS
A
Figura
o
Curvas
pelo método
estudo
polarização
contínua
entre
medido.
o
potenciodinâmico
relação
maneira
corrente
A
para
é
(Figura 1 . 7 ) .
método
em
potenciodinâmica
utilizado
um potenciostato
uma
POTENCIODINÂMICA
o
direção
eletrodo
potencial
de
ácido
em
a
um
é
para
sulfúrico
duas
potencial
não
é
esquemática
regiões:
do
valor
aço
mais
mais
conhecido
é
corrosão
(E^orr)'
E^^QJ.^,
continuando
catódica
nobre,
e
A
na
e
a
de
um
teremos
um
começa
potencial
ponto
aço
mostrada
inoxidável
cátodo
como
a
um
a
ser
aberto
ou
da
curva
(Figura 1 . 8 ) .
A partir
do
a varrer o potencial
d i r e ç ã o n o b r e , t e r e m o s uma r e g i ã o a t i v a ,
corrente
aumenta
com
o
potencial.
No
intervalo AB
ponto
B
na
onde
ocorre
a
uma
31
queda
da
corrente
nesse ponto
densidade
para
de
o
corrente
de
embora
não
teremos
a
confere
a
a
a
multo
CD,
passiva
de
passividade
começa
potencial
transpassivo
aumenta
o
uma
ao
a
-
de
ip^ss^
O
na
com
de
e
partir
é
a
o potencial
e,
a
nobre
corrente
baixa,
intervalo
aderente
que
densidade
conhecido
deste
e
crítica
direção
Nesse
onde
aumentar
(E^). A
(Ep^gg)
permanecerá
fina
ponto
potencial
corrente
densidade
película
aço.
O
passivação
constante.
novamente
novamente
baixo.
potencial
onde
necessariamente
formação
de
densidade
varrer
corrente
corrente
corrente
é
intervalo
{densidade
valor
é d e n o m i n a d o potencial
(-^crit) * C o n t i n u a n d o
teremos
um
de
como
potencial,
assim,
inicia
novamente a corrosão.
nobre
sem
cloreto
transição
at i v a - p a s s i v a
ativo
"«>~
'crit
D E N S I D A D E DE C O R R E N T E
Figura
1 . 8 . Curva
de
inoxidável
polarização
em solução
(i)-
esquemática
de ácido
de
sulfúrico^^^
a
um
aço
.
32
Greene
para
e
comprovar
crítica
e
inoxidáveis
a
em
inoxidáveis
com
ligeiras
resultados
notar
a
apud
solução
304
e
obtidos
por
com
houve
corrosão
generalizada.
dos
aços
crítica
Tabela
eles
estão
na
da
valor
Tabela
da
nas
Ih,
no qual
de
de
Os
se
corrente
velocidade
composições
densidade
por
químicas.
1.7,
da
aços
utilizados
1200°C
densidade
diminuição
As variações
corrente
dos
Foram
composições
diminuição
de
de
generalizada
a
ensaios
de
químicas
corrente
e n a v e l o c i d a d e de c o r r o s ã o .
1 . 7 . Relação
da
velocidade
densidade
de
inoxidáveis
em solução
de
corrente
corrosão
crítica
de H2SO^
0,5M,
com
de
Velocidade
corrosão
17,43
11,78
8, 68
1,40
2,40
0,86
1,83
0,99
0,73
de
saturada
D e n s i d a d e de c o r r e n t e
critica
ííiA/cm^)
2710,0
1780,0
1000,0
519,0
263,0
100,0
13 , 0
22,3
9,1
a
aços
a 30°c(40).
ívua/d)
304
304
304
304
304
304
304
316
316
densidade
solubilizados
suas
no
realizaram
sulfúrico.
em
tendência
refletiram
com
AISI
uma
a
corrosão
ácido
316,
a
crítica,
entre
à
de
variações
que,
Kobayashi^^^^,
relação
resistência
aços
pode
Wilde
33
1.2.6.4
PASSIVIDADE
O
uma
aço
velocidade
potencial
se
inoxidável
a
onde
de
CD
definido
estado
muito
o
regime
em
de
de
na
pela
ação
de
representa
formação
como
de passividade
íons
esse
de
efeito
pites.
potencial
cloreto.
de
O
potencial
da
pite
à
(baixa
composição
íons
de
da
de
íons
no
associado
onde
isso
início
pite.
O
pontos
quebra
da
fracos
do
agressivos
Com
meio
o
no
aumento
ocorre
passividade
óxido
i n c l u s õ e s ou s e g u n d a s
uma
dos
com
variações
potenciais
anódica,
em
de
solução
pode
protetor
1.8)
da
conhecido
de
pite
potencial
resistência
dependente
meio
da
ocorrer
e
da
também
da
concentração
diminuição
no
de
Ep,
(Figura 1 . 9 ) .
ocorrer
também
originados
devido
por
a
falhas,
fases no m e t a l b a s e .
W i l d e e s t u d o u
18Cr-8Ni
é
com a
é
é
início
formação
diminuindo, assim, o intervalo de passivação
A
o
ocorre
Ep
que
(Figura
com
da
o
corrosão)
pode
curva
quantitativamente
liga^^-^^.
cloreto
da
1.8,
transpassivo.
inoxidável
E
de
Considerando-
na d e n s i d a d e d e c o r r e n t e . O
formação
concentração
está
(Ep) . N o
está relacionado
liga
ponto
exibe
região
passivo
corrente
do aço
potencial
há u m a u m e n t o d r á s t i c o
de p i t e
e
O
uma
Figura
entre a transição ativa-passiva e o potencial
A quebra
quando
ocorrer.
mostrada
intervalo
baixo
passivo
baixa
oxidação deveria
polarização
é
pelo
no
corrosão
forte
curva
intervalo
de
está
pite
de
a
do
resistência
teor
obtidos
cloreto
de
de
de
do
aço
silício
pela
curvas
sódio
de
3,5%
inoxidável
comparação
polarização
aerada.
Ele
34
observou
que
resistencia
estudou
em
a
a
à
adição
de
através
da
da
a
resistência
frestas,
sendo
é
(Ep)
potencial
o
a
por Wilde
qual
pode-se
perda
e a
para
de
diferença
de
l.ll
é
na c u r v a
maior
uma
entre
corrosão
potencial
A
linear
frestas
em
(Ep - Ej,p)
ilustrada
uma
área,
o potencial
é mostrada
em
relacionada
corrosão
sua
(E^p)
histerese.
relação
de
a
repassivação
da
está
propagação
diferença
afirmação
observar
por
à
quanto
área
essa
massa
Figura
liga
de
da
formada
à propagação
Wilde
cíclica.
liga. A
semiquantitativo
trabalho,
a
polarização potenciodinâmica
da
liga
aumentava
corrosão
que,
susceptível
e
liga
de
Ele a f i r m a q u e a h i s t e r e s e
com
na
i n i c i a ç ã o de p i t e . N e s s e m e s m o
susceptibilidade
frestas,
silício
é
mais
de
um
Figura
crescente
ligas
de
dada
1.10,
na
entre
l i g a s . Na
polarização
nobre
sem
cloreto
aumento
da
concentração
de c I o r e t o
^
\
O
•
<
O
_I
o.
<
z
o
a.
D E N S I D A D E DE C O R R E N T E "
Figura
1.9. Curvas
de
inoxidável
contendo
polarização
em
solução
diferentes
típicas
de
quantidades
de
ácido
de
a
inoxidáveis
dessas
curva
pite
índice
justificativa
na
em
um
aço
sulfúrico
cloreto^-^^^ .
35
potenciodinâmica
de
cloreto
uma
de
sódio.
diminuição
corrosão
em
cíclica
na
para
Os
um
resultados
resistência
frestas
aço
com
o
inoxidável
obtidos
das
aumento
por
ligas
do
à
teor
em
solução
ele
mostram
propagação
de
de
na
silício
liga.
I
1
>
^ ^ ^ ^
410
o.
li
200
I
a.
430
o
c
^ ^ ^ 4 4 6
0)
304
•4-«
^ y
0
¿ 100
—
d)
-o
(O
c
4)
«
Q
1
1
1 o
20
P e r d a de M a s s a
Figura
1 . 1 0 . Correlação
perda
entre
de massa
a diferença
por
inoxidáveis.
As
potenciais
foram:
cloreto
de
de sódio
varredura
polarização
ensaio
água
do mar
corrosão
condição
3,5%
em frestas
para
aerado
0,6
em 2000
uA/cm^.
da fresta
e a
de
ligas
a obtenção
dos
- solução
de
a 25°C,
V/h
de massa
e área
de potencial
eletrólito
de
de perda
(mg/cm^)
e
As
foram:
de 20
velocidade
reversão
de
condições
do
eletrólito
cm^.
-
36
nobre
o
a.
11 i y o
Densidade
Figura
l . l l . Curva
de
de
um aço
inoxidável
austeníticos
e n v e l h e c i d o s , em
e
obteve
o
autor
realizados nas
1.2.6.5
potencial
certo
seja,
e
a
a
reduzida
e
relação
NaCl.
potenciodinâmicos
duplex
de pite
ativa,
corrente
corrente
das
entre
308
em
aços
solubilizados
0,1M
l i g a s . Com
os
a
intervalo
aumentam
B) , a c u r v a
cai
é conhecida
para
ensaios
de
e
desaerada,
os
resultados
tratamentos
térmicos
ATIVA-PASSIVA
(ponto
ponto,
em solução
cíclica
ligas e seus potenciais de pite.
região
ponto
transição
desse
uma
TRANSIÇÃO
Na
potenciodinâmica
s o l u ç ã o de á c i d o c l o r í d r i c o
os potenciais
notou
Corrente
polarização
Devine (
•
^
•
'
•
^ realizou
inoxidáveis
de
para
um
valor
de
da
desvia-se
um
valor
da
baixo,
1.8,
o
a
um
linearidade,
ou
muito
Próximo
baixo.
ativa-passiva.
corrosão
muito
Figura
linearmente.
como transição
velocidade
AB
do
aço
e
se
A
Essa
partir
inoxidável
mantém
é
assim
37
enquanto permanecer
(intervalo C D da
1.2.6.6
dentro do
intervalo
de potencial
passivo
curva).
TRANSPASSIVIDADE
Considerando-se
densidade
de
novamente
corrente
partir
desse
ponto
região
ocorre
volta
a
estaremos
a evolução
a
Figura
aumentar
na
região
do gás
1.8,
no
com
o
ponto
D,
a
potencial.
A
transpassiva.
(Oj, CI2)
e/ou
a
Nessa
dissolução
do m e t a l .
1.2.6.7
I N F L U Ê N C I A D O S E L E M E N T O S D E L I G A NA
A
composição
passividade.
A
do
adição
aço
de
PASSIVIDADE
inoxidável
certos
influencia
elementos
de
liga
sua
podem
aumentar a resistência contra a corrosão.
O
cromo,
expande
de
o
mais
corrente
Figura
elemento
intervalo
passivação
valores
como
na
nobres.
é
potencial
direção
passiva
1.12
de
e
a
de
ativa
O
cromo
a
A
adição
de
molibdênio
passividade
do
de
direção
pite
na
aço
e
aço
o
inoxidável,
Move
potencial
reduz
a
o
potencial
de
pite
de
crítica^^^^.
Na
corrente
de
polarização
anódica
potencial
passivo,
molibdênio
também
como
reduz
a
e,
para
cloreto-ácido.
tem
um
efeito
benéfico
inoxidável. O molibdênio move o
nobre
para
densidade
de
curva
um a ç o i n o x i d á v e l em s o l u ç ã o d e
do
passivo.
também
densidade
mostrada
liga
assim,
mostrado
densidade
c u r v a d e p o l a r i z a ç ã o a n ó d i c a ^-^^^ .
aumenta
na
de
o
potencial
intervalo
Figura
corrente
na
de
1.12.
O
crítica
da
38
nobre
C r , M o . N, W.
Si, V, Ni
<
o
Cr , N i , ^
W
z
1
1
Cr,
Ni
V,
l
IVIo
ativo
' pass
'crit
DENSIDADE
Figura
1 . 1 2 . Resumo
de
em
polarização
O
nitrogênio
direção
nobre,
passivo
(Figura
Outros
também
por
e o
silício
isso
diretamente
o
cromo,
efeito
enriquecem
dissolução.
de
inoxidáveis
na
elementos
curva
de
.
movem
estendem
como
o
a
níquel,
benéfico
o potencial
intervalo
de pite
de
na
potencial
níquel,
a película
na
tungstênio
curva
de
e
vanadio,
p o l a r i z a ç ã o ^•'•^^ ,
1.12.
passividade
relacionada
o
da influência
1.12)
c o m o é m o s t r a d o na F i g u r a
Portanto,
aços
CORRENTE—^
anódica^^^^
elementos,
exercem
DE
esquemático
liga
•"X
do
aço
inoxidável
com a sua c o m p o s i ç ã o .
Elementos
o
o
m o l i b d ê n i o ^^^^
passiva diminuindo
e
está
como
silício^^-^)
a sua v e l o c i d a d e
de
39
1.3
TRATAMENTOS
Os
aços
aquecimento
inoxidáveis
e resfriamento
propriedades
ou
Esse
conjunto
sob
condições
aquecimento,
denominado
TÉRMICOS
são
operações
tratamento
operações
características
de
controladas
atmosfera
a
com o o b j e t i v o d e a l t e r a r
conferir-lhes
de
submetidos
e
aquecimento
de
térmico.
As
e
de
suas
determinadas.
resfriamento,
temperatura,
velocidade
as
de
tempo
de
resfriamento,
condições
são
é
variadas
de
a c o r d o c o m o r e s u l t a d o q u e se d e s e j a .
Os
principais
objetivos
dos
tratamentos
térmicos
são
os s e g u i n t e s ( 4 4 , 4 5 ) .
- remoção de tensões
internas;
- a u m e n t o o u d i m i n u i ç ã o da d u r e z a ;
- aumento da resistência
mecânica;
- melhora da
ductilidade;
- melhora da
usinabilidade;
- m e l h o r a d a r e s i s t ê n c i a ao d e s g a s t e ;
- melhora das propriedades de corte;
- melhora da resistência à corrosão;
- m e l h o r a d a r e s i s t ê n c i a ao c a l o r ;
- modificação das propriedades elétricas e magnéticas.
Os
tensões
aços
inoxidáveis,
internas
aparecem
pelo
surgir
devido
eliminação
térmicos
originadas
fato
com velocidades
depois
de
da
de
solidificação.
diferentes
seções
diferentes. As tensões
ao
trabalho
dessas
adequados.
tensões
mecânico
é
fundidos,
obtida
ou
do
Essas
aço
internas
por
de
tensões
resfriarem
também
outras
através
apresentam
podem
causas.
A
tratamentos
40
A
melhora
determinado
de
uma
tratamento
prejuízo
de
provoca
simultaneamente
outras.
resistência
1.3.1
ou
Por
mais
propriedades,
térmico,
em
exemplo,
queda
geral,
o aumento
nos
mediante
é
da
um
obtida
com
ductibilidade
valores
de
dureza
e
à tração^^^^.
SOLÜBILIZAÇÃO
Os
tratamentos
aquecimento
suficiente
seguido
à
para
de
m a n t ê - l o s em
de
solubilização
temperatura
adequada
durante
a
de
mais
dissolução
resfriamento
um
ou
bastante
rápido
envolvem
um
o
tempo
constituintes,
(tempera)
para
solução
Os tratamentos
inoxidáveis
térmicos
para
de
solubilização
alcançar
um
ou
são aplicados
vários
dos
aos
aços
seguintes
objetivos(^^^:
- remover tensões devidas aos
tratamentos
mecânicos
a
frio ou a quente;
- diminuir a dureza para melhorar
a
usinabilidade
do
aço;
- alterar as propriedades mecânicas, como resistência
ductilidade, entre outras;
- facilitar o trabalho a frio;
- modificar
as características elétricas e magnéticas;
- a j u s t a r o t a m a n h o de g r ã o ;
- regularizar
a textura bruta de
fusão;
- remover gases ;
- produzir uma microestrutura
definida.
e
41
Com
um
o
aumento
aumento
da
progressivo
temperatura
de
solubilização
do
de
grão,
tamanho
fato
ocorre
que
pode
prejudicar a qualidade do material.
A
temperatura
inoxidável
tempera.
ideal
austenítico
Esse
austenítica
e
para
está
por
tratamento
confere
a
a
solubilização
volta
de
garante
melhor
1100°C,
a
aço
seguido
presença
ductilidade
do
da
de
fase
e
tenacidade
ao
e
o
controle
da
através
do
aço.
A
obtenção
presença
de
aquecimento
de
da
uma
à
equilíbrio
microestrutura
segunda
fase
temperatura
do
desejada
são
adequada
aço. Na
Figura
de e q u i l í b r i o d o a ç o i n o x i d á v e l
alcançados
de
1.13
acordo
é
cora o
ilustrado
o
diagraraa
diagrama
18Cr-8Ni.
1
r
L-F C a r b o n e t o
L + Carb.
+ y
1400
y + Carboneto
d •••Carboneto
y-*-a-Í-Carboneto
200 •
_l
f
ai
74% Fe
l8%Cí
8%Ni
0%C
Figura
L
0 2
l
0.3
TEOR
1.13. Diagrama
variação
de
do
I
0.4
DE
l
0.5
_l
07
L
0.8
03
lO
C A R B O N O (7o e m p e s o )
fase
teor
L
06
de
da
liga
carbono^^"^ .
18Cr-8Ni
com
a
42
Com o aquecimento
temperatura
elevada
ocorrerá
formação
a
d o aço
(acima
de
inoxidável
de
1350°C),
ferrita
austenítico
seguido
delta^^^
.
1.3.2
de
A
f e r r i t a t a m b é m é d e p e n d e n t e da c o m p o s i ç ã o da
em
uma
tempera,
formação
da
liga.
ENVELHECIMENTO
O
tratamento
precipitação
fase.
A
de
térmico
forma
do
envelhecimento
controlada
precipitação
envelhecimento,
de
é
tempo
de
partículas
dependente
de
da
envelhecidos
quando
os
na
aços
faixa
resfriados
sensitizados,
frágeis
e
de
a
carbonetos
velocidade
de
550°
a
nessa
faixa,
nucleação
de
ricos
segunda
austeníticos
temperatura
ocorre
da
a
de
de
liga.
inoxidáveis
lentamente
pois
finos
de
de
temperatura
aquecimento,
r e s f r i a m e n t o , e t a m b é m da c o m p o s i ç ã o da
Quando
permite
em
cromo
são
850°C,
ou
tornam-se
precipitados
nos
contornos
de g r ã o .
1.4
OBJETIVOS DO
Este
TRABALHO
trabalho
tem
como
comportamento
de
corrosão
vários
de
ferrita. Para tanto,
teores
seguintes
de
finalidade
aços
inoxidáveis
foram
estudar
AISI
304
estabelecidos
o
com
os
objetivos:
1. I n t r o d u z i r d i f e r e n t e s
aços
inoxidáveis
silício
maneira
e por
quantidades
AISI
meio
de
3 04
de
através
tratamentos
individual e combinada.
ferrita
em
de a d i ç õ e s
de
térmicos,
de
43
2. C a r a c t e r i z a r a s a m o s t r a s com d i f e r e n t e s
ferrita utilizando
microscopia
teores
óptica
e
de
eletrônica
de varredura.
3. E s t u d a r o s c o m p o r t a m e n t o s d e c o r r o s ã o
corrosão por pite,
intergranular
através
corrosão
das
de ensaios
em f r e s t a s
amostras
de
generalizada,
em
corrosão
e
corrosão
diversos
localizada
meios,
e
de
medidas potenciostáticas e potenciodinâmicas.
4.
Correlacionar
o
comportamento
de
corrosão com
teores de silício e de ferrita delta das amostras.
os
44
CAPITULO 2
MATERIAIS
2.1
FUSÃO DAS
As
LIGAS
ligas
Tecnológicas
E MÉTODOS
foram
do
preparadas
Estado
de
no
São
Instituto
Paulo
de
(IPT).
Pesquisas
Elas
foram
f u n d i d a s c o m a c o m p o s i ç ã o b á s i c a d o a ç o inoxidável
AISI
com
à vácuo
grau
de pureza
diferentes
teores
lingotamento
também
à
comercial,
de
destas
vácuo.
silício
ligas
Foram
COMPOSIÇÃO
As
foram
adicionados.
feito
em
molde
obtidas
cinco
ligas
de
com
teores
de
através
de
4,73%.
das
de R a i o s - X ,
ligas
foram
na T a b e l a
2.1
obtidas
são m o s t r a d a s
essas
2 . 1 . Composição
química
Composição
das
ligas
experimentais.
q u í m i c a (% em p e s o )
Liga
1
2
3
4
5
C
Mn
P
S
0,068
0, 070
0, 067
0, 069
0, 068
1,38
1,39
1, 52
1,53
1,55
0, 033
0, 019
0, 017
0, 019
0, 020
0, 008
0, 008
0, 007
0,009
0, 008
•
b.
ppm
O
cobre,
composições.
Tabela
e
QUÍMICA
composições
Fluorescência
indução
foi
s i l í c i o v a r i a n d o e n t r e 0,62 a
2.2
em f o r n o d e
304,
Cr
18,23
19,30
19,10
18,90
1 8 , 60
Ni
Mo
8, 16
9,00
9, 60
9,40
9, 10
0,04
0,09
0,09
0,09
0, 10
N^
524
532
550
512
521
Ti
0,002
0, 002
0, 003
0, 0 0 2
0, 002
Si
0,62
0,92
1,51
2,46
4,73
45
2.3
TRATAMENTOS
Foram
e
de
TÉRMICOS
realizados
tratamentos
envelhecimento
tratamentos
de
individual
e
nas
ligas
solubilização
de
forma
térmicos
solubilização
experimentais.
foram
combinada
de
efetuados
com
os
Os
de
forma
tratamentos
de
envelhecimento.
2.3.1
SOLUBILIZAÇÃO
Diferentes
nas
cinco
ferrita
de
e
ligas
também
de
como
1400°C por
forno
As
de
(ETIL)
realizados
em
tipo
forno
TG
e
tubular
os
teores
os
de
tratamentos
1100°,
1200°,
em á g u a . O s
de
feitos
solubilizadas,
1200° e 1300°C
Globar
nos
para
foram
à temperaturas
a 1100°,
foram
variações
pré-tratamento
ligas
horizontal
Industrial
1300°
tratamentos
foram realizados
marca
tratamentos
horizontal
sob
de
Eletro
a
Térmica
1400°C
marca
em
foram
Marshall
1532.
As
1,2
solubilização
Ih, seguidas de tempera
tubular
modelo
de
introduzir
um
argônio,
de solubilização
cm
X
navículas
a
para
envelhecimento.
atmosfera
e
tratamentos
ligas
4,5
de
cm
foram
x
0,7
alumina
solubilização
as
e
cm
cortadas
de
dimensão,
levadas para
ligas
foram
com
aproximadamente
colocadas
o centro
do
imediatamente
fora d o f o r n o e t e m p e r a d a s num r e c i p i e n t e com
dentro
de
forno.
Apôs
puxadas
para
água.
46
2.3.2
ENVELHECIMENTO
As
e
ligas
1400°C
por
e
Ih
por
10
sob
atmosfera
lOOh,
tratamentos
tubular
solubilizadas
foram
a
de
temperaturas
subseqüentemente
600°C
de
à
por
argônio,
1 e
20h
envelhecimento
vertical
de
marca
1200°,
envelhecidas
e
seguidas
de
a
de
foram
700°C
por
tempera
em
série
a
480°C
1 e
20h,
água.
conduzidos
Instron
1300°
em
A1026
Os
forno
modelo
A1017-301.
As
forno
ligas
com
foram
fio
de
envelhecimento
o
amarradas
nicromo
fio
foi
e
penduradas
(80Ni/20Cr)
cortado
e
e
as
combinações
de
no
quando
ligas
centro
do
terminado
temperadas
o
em
água.
Portanto, diversas
de solubilização
tipo
de
liga
tratamentos
2.4
e de envelhecimento
foram
ligas
a
vinte
feitas. Para
e
dois
cada
diferentes
DELTA
determinação
solubilizadas
magnético
foram
térmicos
térmicos.
TEOR DE FERRITA
Para
realizados
tratamentos
baseado
e
dos
teores
envelhecidas
na
ASTM
de
ferrita
foi
delta
realizado
A800-82^^^\
das
ensaio
utilizando
ferritoscópio de marca Fischer modelo M P 3 .
Antes
lixadas
em
granulometria
da
realização
papel
600
das
abrasivo
mesh,
medidas
de
lavadas
as
carbeto
em
água
amostras
de
foram
silício
corrente
e
de
secadas
47
em a r q u e n t e .
Foram
realizadas cinco medidas
em c a d a
amostra
e o r e s u l t a d o c o n s i d e r a d o foi a m é d i a d e s s a s m e d i ç õ e s .
Os
teores
utilizando-se
de
o
foi construído
ferrita
Diagrama
das
de
ligas
também
Schaeffler^^^^.
experimentalmente
o
elementos
cálculo
de
do
liga
estabilizadores
da
teor
de
são
Diagrama
prever
inoxidável.
ferrita
estabilizadores
ferrita
Esse
estimados
com o o b j e t i v o d e se
o t e o r d e f e r r i t a d e l t a em s ó i d a s d e a ç o
Para
foram
as
composições
dos
da
austenita
e
considerados
nas
seguintes
expressões:
Niequivalente
= %Ni + 30 x %C + O,5 x
%Mn
c r e q u i v a l e n t e = ^^r + %Mo + 1,5 x %Si +
%Nb
O D i a g r a m a d e S c h a e f f l e r será m o s t r a d o n o C A P Í T U L O
2.5
CARACTERIZAÇÃO
Utilizou-se
ligas as seguintes
para
caracterização
microestrutural
b. Microscopia
eletrônica de varredura.
PREPARAÇÃO
termicamente
cm
X
0,3
das
METALOGRÃFICA
l i g a s no e s t a d o b r u t o de
foram
cm
das
técnicas:
óptica.
Amostras
0,3
MICROESTRUTURAL
a. M i c r o s c o p i a
2.5.1
3.
cortadas
X
0,3
cm,
com
dimensão
embutidas
fusão e
de
em
tratadas
aproximadamente
resina
acrílica.
48
lixadas
em
papeis
granulometrias
uma
célula,
chapa
ânodo.
de
O
potencial
de
como
O
e
de
aço
acordo
com
na
inoxidável
etanol
lOV
polimento
mostrada
eletrólito
perclórico
de
carbeto
de
silício
1 8 0 , 3 2 0 , 400 e 6 0 0 m e s h e em s e g u i d a
eletroliticamente.
numa
abrasivos
o
Figura
como
utilizado
(6%
foi
eletrolítico
de
2.1.
cátodo
foi
HCIO4
uma
e
94%
foi
Foram
e
a
realizado
utilizadas
de
da
amostra.
a m o s t r a s f o r a m l a v a d a s em á g u a
Após
como
ácido
CH3CH2OH) .
aplicado e o tempo de polimento
tipo
polidas
amostra
mistura
de
com
o
Um
variava
polimento
as
corrente.
CHAPA DE ACO
INOXIDÁVEL
(CA'TODO)
C E L 11 L A
AMOSTRA
EMBUTIDA
(ÂNODO)
F i g u r a 2 . 1 . Arranjo
esquemático
ataque
As
ataque
para
polimento
e
eletrolíticos.
microestruturas
eletrolítico.
polimento
(Figura
eletrólito
e
na
da célula
O
das
arranjo
2.1),
voltagem
amostras
da
foram
célula
diferindo
aplicada.
apenas
O
reveladas
é
o
no
eletrólito
após
mesmo
do
tipo
de
utilizado
49
para
o
ataque
H2C2O4.2H2O
aplicado
O
inalação
dos
para
e
ataque
foi
foi
de
lavagem com
solução
mi
de
ácido
após
o
depois
tinha
amostras
ácido
Um
variava
de
as
álcool
oxálico
potencial
com
uma
arrastado
ataque
em
de
H2O) .
dentro
oxálico
álcool
nas
de
ataque
conduzido
corrente,
secagem
100
o tempo
eletrodos,
água
uma
o tipo
capela
pelos
amostras
e
de
da
foi
evitar
gases
em
6V
de
amostra.
para
foram
secadas
(lOg
a
liberados
lavadas
ar
quente.
em
A
a finalidade de eliminar manchas
de
para
no
uma
melhor
observação
microscópio.
2.5.2
MICROSCOPIA
Foram
utilizados
Microscópio
Eletrônico
acoplado
óptico
de
a
um
ligas
ensaios
ZEISS
marca
de
microscópicas
e
um
Philips
modelo
Raios-X
de
um
Microscópio
XL30
marca
(MEV)
Philips
(EDAX).
de
experimentais
corrosão
de
VARREDURA
observações
marca
Espectrómetro
ENSAIOS DE CORROSÃO
Os
para
de
Varredura
modelo 9800 PLUS
2.6
ÓPTICA E ELETRÔNICA DE
LOCALIZADA
corrosão
foram
intergranular.
os
localizada
de
realizados
corrosão
por
pite
com
as
e
de
BQ
2.6.1
C O R R O S Ã O POR
Ensaio
de
solubilizadas
1,0
cm
X
medidas
em
(2 5%
de
1100°C
por
Ih.
o
cm x
áreas
as
decapadas
pite
0,5
papel
as
seguida
por
para
2,0
lixadas
corrosão
a
utilizadas
PITE
corrente,
e
4%
de
secadas
analítica
com
de
em
ar
precisão
de
das
em
do teste, as amostras
foram
cada
uma
nítrico
5
180
das
e
e
mg.
mesh
e
amostras.
Em
em
ácido
minutos,
quente
0,1
amostras
de
desengraxadas
HF) , p o r
amostras
média
de
ácido
em
granulometria
foram
solução
HNO3
com
superficiais
tamanho
foi
cm. A n t e s
abrasivo
conduzido
O
ensaio
amostras
em
foi
fluorídrico
lavadas
pesadas
Todas
acetona,
as
em
em
água
balança
pesagens
foram
f e i t a s n u m a b a l a n ç a a n a l í t i c a de m a r c a M e t t l e r m o d e l o H 2 0 .
O ensaio de
as
amostras
férrico
10\
preparada
de
em
a
aço
p.a.
por
pite
inoxidável
peso
partir
hexahidratado
clorídrico
corrosão
a
25°C
de
por
água
em
em u m a solução
96h.
A
destilada
(FeCl3.6H2O),
concentrado para
consistiu
de
solução
e
expor
cloreto
teste
cloreto
foi
férrico
com o p H a j u s t a d o c o m
ácido
É ilustrado
na F i g u r a
2.2
foram colocadas
dentro de
tubos
0,9.
o
arranjo esquemático do teste.
No
de
que
ensaio, as amostras
ensaio
o
contato
possível,
somente
tubos.
e cobertas
o
as
Os
termostático
evaporação.
entre
com a
a
diâmetro
solução
solução
dos
bordas
das
tubos
foram
e cobertos
tubos
amostras
e
de
as
foi
cloreto
amostras
acertado
encostassem
parcialmente
fosse
de
nas
imersos
com p l á s t i c o p a r a
férrico.
o
Para
maior
forma
que
paredes
dos
em
um
banho
reduzir perdas
por
51
- T U B O S DE V I D R O
SOLUÇÃO
CLORETO
DE
FÉRRICO
BANHO
TERMOSTÁTICO
i
AMOSTRAS
V
F i g u r a 2 . 2 . Arranjo
esquemático
do ensaio
de corrosão
por
pite.
Após
lavadas
o
em
teste,
água
as
corrente
cerdas de nylon para
aderido e, então,
pesadas
em
miligramas
de
de
com
foram
a
retiradas
ajuda
de
uma
remoção de qualquer produto
l a v a d a s em a c e t o n a ,
balança
velocidades
amostras
analítica
corrosão
perda
de
com
foram
peso
por
dos
tubos,
escova
de
com
corrosão
s e c a d a s em ar q u e n t e
precisão
de
calculadas
decímetro
em
0,1
mg.
termos
quadrado
por
e
As
de
dia
(mdd) .
O
vezes,
área
ensaio
variando
o
superficial
3,9, 8 , 0 ,
ASTM
de
corrosão
volume
da
amostra.
12,0 m l / c m ^
G48-76^^^^
Ensaios
de
sendo
por
pite
solução
Os
de
volumes
foi
repetido
cloreto
férrico
utilizados
que
o último
de
corrosão
foi
várias
foram
baseado
por
de
na
.
eletroquímicos
por
pite
f o r a m r e a l i z a d o s , e l e s s e r ã o d i s c u t i d o s no item 2 . 7 .
também
52
2.6.2
CORROSÃO
Ensaio
amostras
1
e
corrosão
ataque
de
corrosão
solubilizadas
1400°C por
por
INTERGRANULAR
20h
e
a
700°C
intergranular
com
teste
ácido
as
polidas
e
descrito
no
item
em
aceitáveis.
ASTM
A262
são
com
e
as
teste
com
de
com
de
não
intergranular.
de
foram
ataque
as
entre
precipitados
submetidas
de
lixadas,
com
com
suas
ou
dadas
aceitáveis
isoladas
duplas
e as
com
aceitáveis
são
as
ácido
com
As
de
valas
amostras
oxálico
intergranular
teste
não
comparações
os grãos, as
não
o
foram
micrografias
carboneto
ao
Para
amostras
profundos.
ao a t a q u e
suas
A^^^^.
por
grão,
com
de
de
microestruturas
pites
teste
aceitáveis
feitas
600°C
de
um
acordo
e
teste
acordo
as
como
de
a
embutidas,
de
com
contornos
resistentes
isso,
e
foram
As
do
ataque
amostras
essencialmente
a presença
o
óptico
A.
Antes
a s com ilhas d e f e r r i t a
nos
interdendríticas
em
das
lOOh,
Prática
grão. As microestruturas
valas
aceitáveis
A262
cortadas,
Após
10 e
por
em
1300°
classificação
ASTM
foram
conduzido
1200°,
passaram
as com d e g r a u s
(degraus e v a l a s ) ,
nos
2 0h.
classificadas
Prática
a ASTM
e
para
classificações
na
de
eletroliticamente
foram
microestruturas
as
a
microscópio
As
1
amostras
2.5.1.
das
rasos
por
segundo
foi
a 480°C por
oxálico
amostras
microestruturas
pites
temperaturas
as
atacadas
observadas
segundo
à
Ih e e n v e l h e c i d a s
microestruturas,
esse
intergranular
associado
cromo
de
são
e,
por
corrosão
53
O
tamanho
corrosão
foram
depois
e
das
intergranular
lixadas
medidas
médio
as
em
foram
pesadas
foi d e 0,5
papel
áreas
superficiais
balança
A262
Prática
ao
ataque
oxálico.
O
imersão
das
ácido
não
teste
para
65%
nítrico
corrosão
amostras
em
peso
com
em
por
grau
secadas
da
aços
analítico.
foram
ar
0,1
de
e
quente
mg.
Foi
baseado
na
susceptibilidade
ataque
de
Figura
com
com
ácido
consistiu
ácido
utilizado
A
Elas
inoxidáveis
teste
Foi
em
de
intergranular
4dh.
cm.
de
amostras,
fervente
solução
teste
seguida
das
precisão
dos
em
em
uma
a detecção
aceitáveis
de
com
nítrico
intergranular
microestruturas
fervente
ácido
C^^^^
cada
no
cm x 0,5
mesh,
acetona,
analítica
u t i l i z a d o o t e s t e com
180
de
em
utilizadas
cm x 3,5
abrasivo
desengraxadas
em
ASTM
amostras
nítrico
para
2.3
na
o
teste
ilustra
arranjo para o teste.
AGUA
CONDENSADOR
T I P O DEDO FRIO
ERLENMEYER
y-r
^^jLò
S U P O R T E DA
AMOSTRA
AMOSTRA
CHAPA A Q U E C E D O R A
F i g u r a 2 . 3 . Ilustração
para
esquemática
o teste
com
ácido
do arranjo
nítrico
,
experimental
fervente.
KUCLEAR/SP-ra
o
54
As
amostras
erlenmeyer
frio.
de
Foram
1
foram
litro
usadas
colocadas
acoplado
como
com
aproximadamente
0,2
tinha
como
função
o
aumentar
O
aquecedora
regulada
para manter
aquecimento
cm
uma
foi
de
a
amostras
foram
de
Após
o
erlenmeyer,
com
teste,
lavadas
cerdas
de corrosão
mg.
termos
As
de
diâmetro.
entre
feito
testadas
aderido
as
em
de
ar quente e pesadas
0,1
de
a
nylon
em
milímetros
mesmo
de
de
de
suporte
e
as
chapa
necessária
nítrico
De
uma
recipiente,
retiradas
com
remoção
de
a
ajuda
qualquer
do
de
uma
produto
l a v a d a s em a c e t o n a , s e c a d a s
balança analítica
velocidades
O
amostra.
foram
corrente
para
e, e n t ã o ,
pérolas
de ácido
de
dedo
sensitização.
amostras
água
tipo
uma
constante
no
frasco
solução
usando
superfície
dependendo do tipo e do grau de
escova
as amostras
temperatura
20 m l / c m ^
um
condensador
contato
foi
de
a s o l u ç ã o em e b u l i ç ã o . O v o l u m e
utilizado
três
a
um
suporte para
vidro
amostras.
a
dentro
corrosão
penetração
com
foram
por
ano
em
precisão
de
calculadas
em
(mmpy)
usando
um
f a t o r d e d e n s i d a d e d e 7,9 g/cm"^.
2.7
ENSAIOS
Os
nas
ASTM
ELETROQUÍMICOS
ensaios
G5-82^^'^^
eletroquímicos
e
ASTM
G3-74^^^K
com o auxílio de um Electrochemical
Applied
Research).
modelo
173,
programador
modelo
178
um
O
conversor
universal
e
sistema
um
foram
Eles
System
consistia
de
de voltagem
registrador
de
corrente
modelo
X-Y
baseados
foram
realizados
da PAR
(Princeton
um
potenciostato
modelo
1 7 5 , um
modelo
376,
um
eletrômetro
RE0074.
Este
55
equipamento
permitia
potenciostática
foi u t i l i z a d a
A
célula
a realização
e potenciodinâmica.
junto
ao
consistia
basicamente
capacidade
para
célula
era
eram
trabalho
sistema
eletroquímica
essa água
d e e s t u d o s de
100
é
de
ml,
fornecida
colocados
(amostra),
para
um
célula
eletroquímica
realização
mostrada
na
por
dos
Figura
recipiente
envolvido
de
uma
eletrodos,
Ela
vidro,
com
camisa
eletrodo
sendo
auxiliar
um
ensaios.
2.4.
p o r um b a n h o t e r m o s t á t i c o .
três
um
Uma
polarizações
de
água,
Dentro
eletrodo
(platina)
da
de
colocado
d e n t r o d e um t u b o d e v i d r o c o m u m a p l a c a p o r o s a c o m o
fundo
um
(E.C.S.)
eletrodo
colocado
de
dentro
resistência
todos
referência
de
entre
eles
um
a
capilar
amostra
imersos
encaixavam-se
de
no
calomelano
de
e
saturado
Luggin
o
que
fornecia
eletrodo
eletrólito.
Os
as aberturas de uma tampa
de
baixa
referência,
três
eletrodos
de teflon que
servia
como suporte.
ELETRODO
DE
REFERÊNCIA
DE
CALOMELANO
ELETRODO
DE
TRABALHO
TAMPA
SAÍDA
DE
XGUA
- PLACA
-CAPILAR
ENTRADA
DE
POROSA
LUGGIN
A'GUA
CÉLULA
F i g u r a 2 . 4 . Arranjo
esquemático
ELETROQUÍMICA
da célula
e
eletroquímica.
56
A
montagem
dos
eletrodos
de
trabalho
consistiu
nas
seguintes etapas:
a. P r e p a r a ç ã o d a a m o s t r a .
b . S o l d a g e m d a a m o s t r a a um fio
c.
condutor.
Embutimento.
a. P r e p a r a ç ã o da a m o s t r a .
As
0,3
amostras
X
cm
1,0
abrasivo
cm
com
acetona,
foram
x
cm
de
granulometria
decapadas
fluorídrico
0,3
cortadas
em
uma
(2 5% d e H N O 3
com
dimensão,
180
solução
lixadas
mesh,
de
aproximadamente
em
papel
desengraxadas
ácido
e 4% de HF) por
nítrico
e
em
ácido
5 minutos,
lavadas
seus
menores
em á g u a c o r r e n t e e s e c a d a s em ar q u e n t e .
b . S o l d a g e m da a m o s t r a a um fio c o n d u t o r .
Cada
amostra
foi
soldada
em
um
dos
a um fio de cobre, usando solda de estanho
lados
(Figura 2 . 5 ) .
c. E m b u t i m e n t o .
Antes
dentro
do
de
um
preenchida
com
do
embutimento,
tubo
teflon
embutimento.
molde
de
molde
e
cura
da
lixados
de
O
o
em
papeis
para
Cada
molde
resina,
vidro
que
os
fio
e
abrasivos
com
cobre
folga
soldada
foram
foi
entre
inserido
eles
não vaza-se
feito
preenchido
eletrodos
400 m e s h na face da a m o s t r a
a
foi
amostra
foi
de
a resina
embutimento
alumínio.
então
cada
com
hora
utilizando-se
um
foi
ao
a
encaixada
resina.
retirados
granulometrias
(Figura 2 . 5 ) .
na
foi
do
180,
Após
a
molde,
320
e
57
FIO
DE COBRE
TUBO
DE
VIDRO
TEFLON
I
r-
AMOSTRA
SOLDA
i .
^ R E S I N A
F i g u r a 2 . 5 . Montagem
2.7.1
MEDIDAS
Nas
de
referencia
a
corrente
auxiliar
é
Antes
é
no
medida.
o
de
variação
inicio
dos
da
ensaios,
relação
em
banho
um
80
mi
era
à
e
de
referência
(dentro
do
capilar
de
o
e
eletrodo
a
mudança
termostático
de 25°C,
adicionado
eletrodo
X-Y.
a temperatura
eletrólito
amostra
do tempo
com
regulado para manter
de
ao
e
corrente
o
da
função
trabalho
é indicado no registrador
do
potencial
em
gradualmente
eletrodo
Essa
o
eletrólito
aumentado
entre
do potencial
trabalho.
potenciodinâmicas,
trabalho)
de
de
POTENCIODINÂMICAS
medidas
(eletrodo
do eletrodo
célula
Luggin)
volume
os
e
era
de
eletrodos
o
auxiliar
58
(dentro
do
tubo
introduzidos
com
na
uma
placa
célula
e
ligados
potenciostato.
Os
ensaios
eram
da
da
célula.
O
em
temperatura
papel
amostra,
abrasivo
lavado
com
com
amostra
e
o
eletroquímica
eletrólitos
e água
eletrodo
para
foram
iniciados
de
granulometria
água
destilada
era
inicio
preparados
como
pelo
eletrodo
Com o auxílio de um paquímetro
da
porosa
mesh
secado
rapidamente
imediato
era
na
em
da
quente.
superficial
inserido
com r e a g e n t e s
lixado
face
ar
a área
do
ao
estabilização
trabalho
era m e d i d a
eram
eletrômetro
após
600
e
fundo)
ensaio.
de grau
na
célula
Todos
os
analítico
destilada.
As
foram as
condições
dos
ensaios
potenciodinámicos
realizados
seguintes:
a. A m o s t r a s : s o l u b i l i z a d a s a 1100°C p o r
E l e t r ó l i t o : H 2 S O 4 0,5M
Ih.
aerado.
I n t e r v a l o d e p o l a r i z a ç ã o : -600 a 1 1 0 0 m V .
V e l o c i d a d e d e v a r r e d u r a : 10 m V / s .
A
obtidas
partir
as
densidades
curvas
densidades
de
solução de ácido
b. Amostras:
das
corrente
de
de
polarização
corrente
passiva
crítica
(ipass^
sulfúrico.
s o l u b i l i z a d a s a 1100°C p o r
Ih.
E l e t r ó l i t o : N a C l 3,5% a e r a d o .
Intervalo
d e p o l a r i z a ç ã o : O a 1500 m V .
V e l o c i d a d e d e v a r r e d u r a : 10 m V / s .
anódica
(icrit^
foram
®
^®
amostras
em
59
c. A m o s t r a s :
solubilizadas a 1200°,
1300°, e 1400°C
c o m b i n a d a s com t r a t a m e n t o s d e
por
Ih
envelhecimento
4 8 0 ° C p o r 10 e lOOh, a 6 0 0 ° C p o r 1
e
20h
a
e a
700°C por 1 e 20h.
E l e t r ó l i t o : N a C l 3,5% a e r a d o .
I n t e r v a l o d e p o l a r i z a ç ã o : O a 1500 m V .
Velocidade
Os
dos
de varredura:
ensaios
potenciais
cloreto de
(b)
de
e
(c)
pite
10 m V / s .
foram
(Ep)
conduzidos
das
para
amostras
em
a
obtenção
solução
de
sódio.
d. A m o s t r a s :
solubilizadas a 1100°C
por
Ih.
E l e t r ó l i t o : N a C l 3,5% a e r a d o .
I n t e r v a l o d e p o l a r i z a ç ã o : - 1 0 0 a 1000 m V e v o l t a n d o
para
-100 mV.
V e l o c i d a d e de varredura:
A
pite
partir
(Ep)
das
curvas
e o s potenciais
10 m V / s .
foram
retirados
de repassivação
os
potenciais
(Ej.p) d a s
de
amostras
em s o l u ç ã o d e c l o r e t o d e s ó d i o .
e. A m o s t r a s :
solubilizadas a 1100°C por
Ih.
E l e t r ó l i t o : N a C l 3,5% a e r a d o .
Intervalo de polarização: O a 900 mV.
Velocidade
Os
abrasivo
eletrodos
com
mecanicamente
meio
d e v a r r e d u r a : 10 m V / s .
1:1.
trabalho
granulometria
com
lubrificante
proporção
de
pasta
de
composto
após
serem
600
mesh,
diamante
de
álcool
de
lixados
15,
etílico
foram
9,
6 e
em
papel
polidos
1
um
em
e glicerina
na
6 0
Após
a
polarização,
fotagrafadas
densidade
de
contado
área
em
da
amostra
em
pites
d e cada
da f o t o .
e
foram
observadas
e
óptico.
Para
se
a
foto,
de pites
Para
o
termos
depois
máximo
cada
resultado
da
área
o número
de
da
foto,
de pites
pela
feitas
três
foram
densidade
Para
foram, medidos
diâmetros
Os
resultados
dos
a
obter
pite
de
cada
como sendo a média dessas medições
os
mínimo
medida
amostra
d e pites/mm^.
foto
foi
e dividido
cada
foi c o n s i d e r a d o
dados
e
de
foto.
polarizações,
amostras
microscópio
pite
o número
as
foram
divididos
e
os
tamanhos
os diâmetros
foram
pites
se o b t e r
pela
expressos
dados
em
dos
dos
pites
ampliação
em
termos
e
tamanhos
de
mm
de
diâmetro.
f. A m o s t r a s :
solubilizadas a 1100°C por
Eletrólito: soluções
10^
de
NaCl
Ih.
com
concentrações
de
, 1 0 ^ e lo"^ p p m d e C l " .
I n t e r v a l o d e p o l a r i z a ç ã o : O a 1500 m V .
Velocidade de varredura:
A
obtidos
partir
das
10 m V / s .
curvas
o s potenciais
de
de
pite
polarização
(Ep)
das
anódica
amostras
em
foram
soluções
d e c l o r e t o d e s ó d i o com d i f e r e n t e s c o n c e n t r a ç õ e s d e c l o r e t o .
g. A m o s t r a s : s o l u b i l i z a d a s a 1 1 0 0 ° C p o r
E l e t r ó l i t o : H C l 0,1M
Ih.
aerado.
I n t e r v a l o d e p o l a r i z a ç ã o : O a 1500 m V .
Velocidade de varredura:
10 m V / s .
61
h. A m o s t r a s :
solubilizadas a 1200°,
1 3 0 0 ° , e 1400°C
c o m b i n a d a s com t r a t a m e n t o
de
por
Ih
envelhecimento
4 8 0 ° C p o r 10 e l O O h , a 6 0 0 ° C p o r 1
e
20h
a
e a
700°C por 1 e 20h.
E l e t r ó l i t o : H C l 0,1M a e r a d o .
Intervalo de polarização:
Velocidade de varredura:
Nos
pite
2.7.2
ensaios
(g) e
o a 1500 mV.
10 m V / s .
(h) f o r a m
obtidos
(Ep) d a s a m o s t r a s em s o l u ç ã o d e á c i d o
MEDIDAS
Nas
potenciostáticas,
d e trabalho)
de referência
de
clorídrico.
POTENCIOSTÁTICAS
medidas
(eletrodo
o s potenciais
é mantido
o
no eletrólito
a um valor
potencial
em relação
da
ao
amostra
eletrodo
fixo e a corrente entre
o
eletrodo d e trabalho e eletrodo auxiliar é medida.
Os
procedimentos
preparações
dos
eletrodos
utilizados para medidas
As
para
condições
dos
iniciar
de
o
ensaio
trabalho
e
foram
para
os
as
mesmos
potenciodinâmicas.
ensaios
potenciostáticos
realizados
foram as seguintes:
a. A m o s t r a s : s o l u b i l i z a d a s a 1 1 0 0 ° C p o r Ih.
Eletrólito: soluções
10^
Esse
ensaio
potenciodinâmico,
pite
de
NaCl
com
concentrações
de
, 1 0 ^ e lo"^ p p m d e C l " .
é
onde
(Ep) d a s a m o s t r a s
uma
continuação
foram
determinados
em s o l u ç õ e s
do
os
de cloreto
ensaio
(f)
potenciais
de
de sódio
com
62
diferentes
concentrações
potenciostático
nucleação
onde
de
pite
o pite
Ejjp o
pite
após
inicialmente
Ep,
baixo
16h
microscópio
a
a
se
no
de
em
para
formação
de
a
até
a menos
que
eletrodos
o
encontrasse
de
trabalho
o
Ej^p.
foram
mostrasse
mV
era
abaixo
de
observada
dos
pites,
era
um
em
caso
preparado
potencial
Deve-se
era
com
repetido
que
os
abrasivo
com
isso, os pites que puderam
ser
lixados
600 m e s h e, com
como
amostra
era
em
potenciais
não
10
eletrodo
de
assumido
que o anterior. Esse procedimento
se
granulometria
de
amostra
n o v a m e n t e e a a m o s t r a era p o l a r i z a d a
10 m V
Foi
verificação
pites
os
Cada
potencial
a
é,
amostra
exposição.
polarização
óptico
isto
a
ensaio
potenciais
formar.
qual
um
Nesse
os
amostras,
começa
polarizada
após
houvesse
mais
cloreto.
determinados
(E^^p) d a s
realmente
potencial
nenhum
seu
foram
de
com
lembrar
papel
detectados apresentavam tamanhos maiores que a da grana 6 0 0 .
b . A m o s t r a s : s o l u b i l i z a d a s a 1100°C p o r
Eletrólito: NaCl
Os
3,5%
eletrodos
abrasivo
600
de
aerado
trabalho
mesh,
após
foram
eletroliticamente,
c o m o d e s c r i t o no
embutidas,
lavados
quente.
depois
Em
seguida,
potenciostaticamente
foram
determinados
15 m i n u t o s .
no
MEV
Após
para
a
em
no
Ih
em
água
serem
lixados
e
atacados
i t e m 2.5.1
para
amostras
corrente
e
amostras
foram
seus
potenciais
de
identificação
secados
pite
as
dos
amostras
locais
foram
em
(Ep),
por
que
1
e
observadas
preferenciais
formação de p i t e s , tamanhos e tipos de pites.
ar
polarizadas
(b) p o t e n c i o d i n â m i c o ,
polarização
papel
polidos
as
ensaio
com
de
63
CAPITULO 3
RESULTADOS
3.1
E DISCUSSÃO
E F E I T O DA A D I Ç Ã O DE S I L Í C I O S O B R E
AÇO INOXIDÁVEL
Observou-se
aumento
do
teor
i n d i c a d o na T a b e l a
aumento
silicio
no
n o aço
3.1 e na F i g u r a
Tabela 3.1. Teor
de ferrita
obtido
através
Liga
delta
de
acordo
com
os
As
ligas
apresentaram
2-4
no
das
304,
o
como
3.1.
das
ligas
de
experimentais
Schaeffler.
delta
de
ligas
no
Diagrama
Nieg^i^^iej^te
de
Schaeffler
^ Cr^g^i^aiente
^
3.2.
com
teores
estado
m o s t r a d a s na F i g u r a
AISI
com
5
8
10
13
26
valores
m o s t r a d o na F i g u r a
ferrita
(%)
0,62
0,92
1/51
2,46
4,73
posicionamento
de
inoxidável
do Diagrama
(%)
O
teor
Teor de ferrita
Si
1
2
3
4
5
DO
AUSTENÍTICO
um
de
A MICROESTRUTURA
3.3.
bruto
de
de
silício
fusão
entre
as
0,92
a
2,46%
microestruturas
64
<
H
ac
tr
ui
u.
Ui
Q
UJ
O
<
Q
z
<
O
1
2
TEOR
Figura
3 . 1 . Aumento
teor
Na
Figura
solidificação
aços
do
inoxidáveis
DE SILÍCIO(%em
da quantidade
de silicio
3.4
metal
para
3.4
austenita
a
temperatura.
solidifica
restante
No
como
do
de ferrita
apresentados
e
esquema
formação
das
fase primária
líquido.
os
fases
esquema
transformação
da
em função
do
Figura
3.4
e a ferrita
No
esquemas
transformação
líquido s o l i d i f i c a
nenhuma
metal
peso)
liga.
líquido
No
(a) o m e t a l
sem
na
são
austenitica-ferrlticas.
Figura
3
de
de
fase
de
austeníticas
e
mostrado
na
completamente
posterior
(b)
a
delta
esquema
a
como
alta
austenita
se f o r m a
mostrado
no
na
65
Figura
3.4
austenita
(c)
se
uma r á p i d a
a
ferrita
forma
no
delta
restante
transformação
solidifica
do
metal
se
solidifica
como
líquido,
a alta t e m p e r a t u r a
p a r a a u s t e n i t a . N o e s q u e m a da F i g u r a
ferrita
delta
3.4
e
f o r m a d a p e l a t r a n s f o r m a ç ã o no e s t a d o
a
primeiro
da
seguida
ferrita
(d) o m e t a l
fase
e
a
de
delta
líquido
austenítica
é
sólido.
o
V)
20
-
a
E
8«
C
(O
>
3
M
a
0)
[martensita]
[ferrita]
10
Cr
20
30
e q u i v a l e n t e (% e m
F i g u r a 3 . 2 . Posicionamento
40
peso)
das
ligas
1-5
de
silício,
no
Diagrama
de
Schaeffler^^'^^ .
A
fase
da
liga
sólida,
liga
1
1,
a
com
0,62%
austenita.
solubilizada
Uma
apresenta
comparação
(Figura
3.5
(a))
da
com
uma
única
microestrutura
os
modos
de
66
solidificação
e
indica q u e essa
(a) d e s s a
A
delta
ferrita
de
transformação
apresentados
l i g a d e v e ter s o l i d i f i c a d o
na
Figura
segundo o
3.4
esquema
Figura.
liga
2,
com
0,92%
aproximadamente
vermicular
de
silício
e
8%,
mostrou
em
(Figura
3.3
(a)).
com
teor
sua
Nesse
provavelmente solidificou segundo esquema
de
ferrita
microestrutura
caso,
a
(b) da F i g u r a
liga
3.4.
(a)
'>?y';yy^'v
- ' ^
(c)
F i g u r a 3 . 3 . Micrografias
de
fusão.
Aumento
ópticas
(a) liga
160X.
das
2,
ligas
(b) liga
no
3
estado
e
bruto
(c) liga
4.
67
A
de
liga
3, com
aproximadamente
1,51% de silício
10%,
apresenta
ferrita
com morfologia
(Figura
3.3
esquema
(c) d a F i g u r a 3 . 4 .
A
delta
mista,
( b ) ) . Essa
liga
4,
ou s e j a ,
deve
lamelar
(Figura
ter
solidificou segundo o esquema
sua
vermicular
e
solidificado
em
ferrita
microestrutura
sua
de
lamelar
segundo
ferrita
microestrutura
( c ) ) . Provavelmente
a
liga
4
(d) d a F i g u r a 3 . 4 .
(d)
(bl
(ãi
de
e com teor
13%, mostrou
3.3
c o m teor
em
com 2,46% de silício
de aproximadamente
ferrita
liga
e
I iquído
austenita
ferrita
F i g u r a 3 . 4 . Modelo
proposto
solidificação
por Suutala
Esquemas
ção do metal
líquido:
vermicular,
(c) ferrita
(d) ferrita
e co-autores
de aços inoxidáveis
austenítico-ferríticos.
para
austeníticos
de
(a) austenita,
lamelar^^^K
de I t a
vermicular
e
solidifica(b) ferrita
e lamelar
e
68
A
26%
liga
5, c o m 4,73% d e
de ferrita
delta,
silício
apresenta
e
com
ferrita
aproximadamente
lamelar
e a modo
de
s o l i d i f i c a ç ã o d e v e ser o m e s m o da liga 4.
Observações
solubilizadas
austenítica
a
da
micrografias
do
teor
liga
3.5
1,
ligas
3.5
1 apresenta
(Tabela
Figura
2-5 p o d e - s e
os
grãos
(b-e).
da
composição
para processo
não
de conterem
Esse
desvios
pelo
é de
Diagrama
de
dos teores
ã
das
foi
de
de
a
construído
resfriamento
velocidade
ligas
a
o seu
de Schaeffler
Diagrama
inerentes
de
que enquanto
austenítica,
cujas velocidades
solidificação
aumento
em u m a ç o i n o x i d á v e l
necessariamente
a
as
aumentaram
aproximação
ser e s p e r a d o s
d e soldagem,
para
observar
determinados
química.
correspondem
resfriamento
além
q u e devem
totalmente
que com o
ferrita
totalmente
são apenas uma primeira
ferrita delta
partir
de
pelo Diagrama
valores
ligas
(a). Comparando-se
notar
Podemos
uma estrutura
3 . 1 ) . Os
Schaeffler
das
liga
teor de ferrita determinado
5%
óptico
a microestrutura
silicio
Figura
microscópio
1200°C revelaram
das
de
tamanho.
no
de
experimentais,
à sua própria
construção
e à d e t e r m i n a ç ã o d a c o m p o s i ç ã o quím.ica ^^"^ ^ .
meio
Análise
das
do
revelaram
EDAX
austenítica
ferrítica
fase
ligas
comparada
nota-se
austenítica.
2-5,
um
Na
obtido para a liga 4.
elevado
com
um maior
solubilizadas
a
fase
teor
Tabela
teor
de
3.2
1100°C,
níquel
ferrítica.
cromo
é
de
a
e
na
Na
silício
mostrado
o
por
fase
fase
q u e na
resultado
69
<
• o .
0..
•3
•^5
(b)
%5
. ;
Cío, ..
» /O
(d)
(c)
F i g u r a 3 . 5 . Micrografias
1200°C
(c)
O-
por
liga 3,
Aumento
160X.
ópticas
Ih.
(d)
das ligas solubilizadas
(a)
liga 1,
liga 4
e
(b)
(e)
a
liga 2,
liga
5.
70
Tabela
3 . 2 . Teores
dos
fases
principais
austenítica
solubilizada
Elemento
(% em p e s o )
(análise
ferritoscópio,
de
TÉRMICOS
das
1400°C
e
Tabelas
3 . 3 , 3.4
ferrita
ligas
posteriormente
e 3.5
um
liga
4
EDAX) .
Fase
SOBRE A
ferrítica
MICROESTRUTURA
E DUPLEX
delta,
determinados
solubilizadas
a
envelhecidas
1200°,
são
pelo
1300°
mostrados
e
nas
respectivamente.
a. L i g a s s o l u b i l i z a d a s a 1 2 0 0 ° C p o r
Observa-se
nas
3,34
22,96
6 8 , 50
5,19
DOS AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICO
teores
liga
da
2,96
18,97
7 0 , 14
7,93
EFEITO DOS TRATAMENTOS
Os
de
ferrítica
austenítica
Si
Cr
Fe
Ni
3.2
e
a 1100°C
Fase
elementos
aumento
no
Ih.
teor
de
ferrita
delta
com
o
aumento do teor de silício nas ligas.
As
ligas
apresentaram,
ferrita
delta
envelhecimento.
também
de
com
médios
e
modo
geral,
com
o
Com
o
altos
uma
aumento
aumento
do
teores
diminuição
da
tempo
foi n o t a d o u m a d i m i n u i ç ã o n o t e o r d e
de
no
silício
teor
temperatura
de
de
de
envelhecimento
ferrita.
71
Nas
ligas
observadas
variação
Figura
algumas
da
são
envelhecida
várias
na
de ferrita
e
do
no
teor
tempo
as
de
de
silício
de
dos
foram
ferrita
com
envelhecimento.
microestruturas
temperaturas.
espessura
provavelmente
teores
discrepâncias
mostradas
a
Tanto
baixos
temperatura
3.6
aumento
com
da
Podemos
contornos
Na
liga
observar
de
a
grão
1
um
devido
a precipitação de carbonetos nesses contornos.
esta
como
outras
discrepâncias
delta e as microestruturas
entre
podem
os
teores
ser a t r i b u í d a s
a
u m ou m a i s d o s s e g u i n t e s f a t o r e s :
- v a r i a ç õ e s na v e l o c i d a d e d e r e s f r i a m e n t o
das
amostras
das ligas após tratamentos térmicos;
- d i f e r e n ç a s na c o m p o s i ç ã o da liga
de uma
região
para
outra;
- e v e n t u a i s v a r i a ç õ e s no a t a q u e
- formação
da
magnéticas
fase
não
martensítica
identificadas
resposta magnética do
-
metalográfico;
ou
que
outras
podem
fases
alterar
a
ferritoscópio;
imprecisão nas medidas
de
ferrita delta
no
ensaio
magnético.
b . L i g a s s o l u b i l i z a d a s a 1300°C p o r
Com
teor
de
Figura
o
ferrita
3.7
Com
observa-se
com
o
aumento
no
delta
teor
das
de
ligas
Ih.
silício
houve
solubilizadas
um
aumento
no
a
1300°C,
na
s ã o m o s t r a d a s as m i c r o e s t r u t u r a s d e s s a s l i g a s .
o
uma
aumento
aumento
da
diminuição
no
tempo
temperatura
no
de
teor
de
de
envelhecimento
ferrita
envelhecimento
as
das
ligas,
ligas
e
também
72
apresentaram,
ferrita
de
delta.
Como
microestruturas
térmicos
de
modo
da
geral,
uma
diminuição
exemplo, no Figura
liga
3
com
envelhecimento.
o
As
a
de ferrita
1200°C
temperaturas
e
delta
decorrer
dos
discrepancias
de
as
tratamentos
podem
ser
anteriormente.
das ligas
envelhecidas
e tempos,
teor
3.8 s ã o m o s t r a d a s
atribuídas a um ou mais fatores apresentados
T a b e l a 3 . 3 . Teores
no
solubilizadas
em
determinados
diferentes
por
ensaio
magnético.
Tratamento
térmico
T e o r de ferrita d e l t a
liga 1
1 2 0 0 ° C Ih
liga 2
liga 3
(%)
liga 4
liga 5
0,62 % s i 0,92 % S Í 1,51 % S i 2,46 %SÍ
4,73 % S i
0,2Í0,08 2,2Í0,5
4,1Í0,1
10,6tl,0
45,0Í2,5
10,2to,6
44,3Í1,2
4 8 0 ° C 0,4Í0,1
lOh
1,8
4,2Í0,2
4 8 0 ° C 0,4Í0,02
lOOh
2,3Í0,2
2,3Í0,07
9,oto,8
33,0Í0,7
6 0 0 ° C 2,1Í0,1
Ih
2,4t0,5
4,4Í0,09
9,0t0,l
36,0Í2,3
2,4
3,8Í0,3
9,3to,6
35,0t3,0
700*^0 2,6Í0,02
Ih
3,6
4,lio,2
8,9t0,07 41,5Í2,1
7 0 0 ° C 2,2
20h
3,2Í0,07 3,7t0,3
1200°C
Ih 6 0 0 ° C 2,9
20h
8,3t0,4
31,oto,5
73
c. L i g a s s o l u b i l i z a d a s a 1400°C p o r Ih.
O
teor
teor
de
de
ferrita
silicio
distribuição
da
nas
delta
ligas
ferrita
mostrou-se
independente
solubilizadas
n a s ligas
2
e
a
3 difere
do
1400°C.
da
liga
A
1,
c o m o m o s t r a d a n a F i g u r a 3.9.
T a b e l a 3 . 4 . Teores
a
de ferrita
1300°C
temperaturas
e
delta
das ligas
envelhecidas
e tempos,
solubilizadas
em
determinados
diferentes
por
ensaio
magnético.
Trataunento
térmico
Teor d e ferrita d e l t a
liga 1
liga 2
liga 3
(%)
liga 4
liga 5
0,62 %Si 0,92 %si 1,51 %si 2,46 %Si 4,73 % S Í
1300°C
ih
0,6to,04
4 8 0 ° C 0,5
8,2to,4 15,3Í1,1 32,0Í3,3 67,7Í3,7
7,8
17,0tl,7 28,7Í0,6 63,0t6,0
loh
480°C 0 . 0
looh
8,5Í1,4 11,7Í1,0 20,7^4,0 64,0Í6,1
6 0 0 ° C 0,3to,06
Ih
6,8to,3 14,7Í1,5 20,0Í1,4 62,4to,9
1300°C
Ih 6 0 0 ° C 0,4
20h
6,2Í0,6 10, 6Í1, 6 21,3Í1,5 68,3Í5,0
7 0 0 ° C 0,0
Ih
6,líl,6 12,0Í0,7 20,6Í3,0 63,7Í3,6
7 0 0 ° C 0,0
20h
6,2Í0,6
7,lio,4 18,0Í1,0 39,2Í1,1
74
Tabela
3 . 5 . Teores
a
de ferrita
1400°C
e
temperaturas
delta
das ligas
envelhecidas
e tempos,
solubilizadas
em
diferentes
determinados
por
ensaio
magnético.
Tratamento
térmico
Teor de ferrita delta
liga 1
(%)
liga 2
liga 3
%si
0,92 % S i
1,51 %si
10,5to,7
10,5^2,0
480°C
lOh
10,8t2,4
ll,2tl, 6
10,0Í1,4
480°C
4,5to,l
7,4t0,4
8,0Í0,6
8,0
6,4to,3
10, 0Í0,8
4,4Í0,1
2,9
2,9Í0,6
5,8
3,5Í0,3
5,3t0,l
3,4^0,3
4,0Í0,6
0,62
1400°C ih
9,3
looh
600°C
Ih
1400®C
Ih 600°C
20h
700°C
Ih
700°C
10,6Í0,7
20k
Com
o
aumento
da
temperatura
de
observa-se, de modo geral, uma diminuição
delta,
ferrita
e com o aumento
diminui
ainda
do tempo
mais.
A
envelhecimento
do teor d e
de envelhecimento
redução
da
ferrita
ferrita
o teor
delta
de
nas
75
ligas
envelhecidas
formação
de
mostrada
fases
a
é provavelmente
mistas
e
não
microestrutura
temperatura de 700°C por
devida
a
uniformes.
da
liga
Na
3
3.6.
parcial
Figura
e
3.10
é
envelhecida
à
Ih.
(a)
Figura
fusão
(b)
Micrografias
1200°C
por
ópticas
Ih.
(a) envelhecida
(b) envelhecida
a 600°C
a
Aumento
700°C
por
Ih.
da liga
por
1 solubilizada
a 480°C
Ih e
160X.
(c)
por
a
lOh,
envelhecida
76
•
^
o
(c)
Figura
(d)
3 . 7 . Micrografias
1300°C
(c)
Aumento
ópticas
por
liga
3,
160X.
Ih.
(d)
das
(a)
liga
ligas
liga
4
solubilizadas
a
1,
(b)
liga
2,
e
(e)
liga
5.
77
(a)
(b)
(f)
Figura
3.8.
Micrografias
1300°C
por
ópticas
Ih.
(b) envelhecida
da
a 600°C
20
h,
lhecida
por
(a)
da
por
por
solubilizada
a 480°C
lOOh,
(c)
(d) envelhecida
(e) envelhecida
a 700°C
3
envelhecida
a 480°C
1 h,
liga
a 700°C
20h.
- r-
por
• - • i
Ih e
160X.
•
r-
•
lOh,
envelheci­
a 600°C
Aumento
r- r. r* 1-^ / \ t »
por
a
(f)
por
enve­
78
mi
(a)
Figura
(b)
3 . 9 . Micrografias
1400°C
Aumento
por
Aumento
Ih.
das
(a)
ligas
liga
1
solubilizadas
e
(b)
liga
a
3.
160X.
F i g u r a 3 . 1 0 . Micrografia
1400°C
ópticas
por
óptica
da
liga
Ih e envelhecida
160X.
3
solubilizada
a
700°C
por
a
Ih.
79
As mudanças
microestruturais
das
ligas
solubilizadas
e
envelhecidas estão descritas a seguir.
a. L i g a s s o l u b i l i z a d a s a 1200°C p o r
As
microestruturas
temperatura
e
das
ligas
significativas
ligas
ligas
f o r a m m o s t r a d a s n o item
Envelhecimento
lOh
das
Ih.
das
1-3
nas
a
ligas
480°C
temperatura
por
lOOh
a
600°C
precipitados
na m a t r i z q u e n ã o foram
a
contornos
menor
e
600°C
quantidade
dos
de
austenita
comparada
formação
de
e
ao
e
causou
de
de
liga
nas
2
de
aos
nos
interfaces
A
nos
precipitados
interfaces
liga
contornos
nas
ligas
grãos
mencionados
a 700°C por
Ih d a
na
4
nas
de
1
revelou
alguns
liga
ao
2
longo
austenita3
mostrou
austenitae
5
houve
interfaces
ferrita.
Os
são similares
literatura
liga
contornos
nos
ferrita.
precipitados
das
dos
liga
das
poucos
identificados. A
e
por
mudanças
observar
exclusivamente
dentro
precipitados
observado
Pode-se
ferrita.
precipitados
a
da
c a r b o n e t o s r i c o s em c r o m o
Envelhecimento
austenita,
480°C
formação
longo dos contornos de grão
ser p r o v a v e l m e n t e
foi
na
2Oh
revelou
grãos
com
distribuição
quantidade
2Oh
precipitados
austenita-ferrita
forma
grão.
austenita-austenita,
dentro
precipitados
por
de
1 e
nos
envelhecida
contornos
por
esta
Envelhecimento
lOOh r e s u l t o u
precipitados
ferrita
não
de
extremamente finos dentro dos grãos de
Envelhecimento
dos
a
anterior.
microestruturas.
4 e 5 a 480°C por
precipitados
à
solubilizadas
e
em
devem
(M23Cg).
1 revelou
de
grão. Na
contornos
austenita-ferrita
e
grande
liga
2
austenitadentro
dos
80
grãos
de
ferrita
precipitados
menor
(Figura
formados
comparada
com
precipitados
ao
dentro
grãos
dos
envelhecimento
quantidade
houve
de
a
longo
de
nas
de
Na
contornos
e
as
das
interfaces
ferrita.
20h
a
nos
interfaces
e as ligas
3
a
quantidade
ligas
4
e
Aumentando
liga
1
contornos
nos
5
o
revelaram
e
tempo
de
apresentou
grande
de grão. Na
liga
contornos
apresentaram
austenita-ferrita
foi
austenita-ferrita
austenita-ferrita
3-5
de
austenita-austenita
2
precipitados
interfaces
liga
liga
precipitados
grãos de ferrita
longo das
nos
para
formação
austenita,
3.11).
e
2
austenitadentro
dos
precipitados
ao
e dentro dos grãos
de
ferrita.
.
F i g u r a 3 . 1 1 . Micrografia
1200°C
por
Aumento
Na
Tabela
microestruturais
térmicos.
óptica
liga
Ih e envelhecidas
2
solubilizada
a 700°C
por
a
Ih.
160X.
3.6
das
da
1 .
ligas
são
1-5
resumidas
em
função
as
dos
mudanças
tratamentos
81
Tabela
3.6. Mudanças
microestruturais
solubilizadas
diferentes
Tratamento
térmico
por
temperaturas
liga 1
0,62
a 1200°C
e
ligas
Ih e envelhecidas
em
tempos.
liga 4
liga 3
liga 2
%Si 2,46
%SÍ 1,51
%Si 0,92
das
liga
%Si 4,73
5
%Si
480°C
lOh
480°C
looh
600°C
Ih
(*)
600°C
20h
(*)
700°C
Ih
*
700°C
20h
*
(o)
(o)
1200°C
Ih
*
#
o
( )
(*)
#
o
(*)
#
o
#
o
#
o
*
#
o
(*)
#
o
#
o
#
o
*
#
o
#
o
#
o
#
o
precipitados no contorno austenita-austenita
p r e c i p i t a d o s na i n t e r f a c e a u s t e n i t a - f e r r i t a
precipitados dentro dos grãos de ferrita
poucos precipitados
N o t a : O s e s p a ç o s em b r a n c o
na p l a n i l h a
significam
que
as
ligas
solubilizadas
e
envelhecidas
não
mostraram
mudanças
significativas
nas
microestruturas
em
relação as ligas apenas solubilizadas.
Pode-se
mais
nos
elevados
contornos
ferrita.
ao
fato
observar
a
nas
precipitação
ligas
de
com
a
cromo
liga
teores
carbonetos
d e g r ã o o c o r r e u a p e n a s na
Quando
do
que
possui
alto
apresentar
uma
de
ricos
interface
teor
maior
de
silício
em
austenita-
ferrita,
difusão
cromo
na
devido
fase
82
ferrítica
q u e na
consumido
pelo
carboneto,
assim,
carboneto
no
precipita
com
dos
grãos
de
na
períodos
para
não
é
de
de
ferrita,
precipitar
suficiente
na
para
o
formado
pelo
cromo
faixa
do
aço
inoxidável
cromo
de
600° a
870°C
austenítico
torna
b. Ligas solubilizadas a 1300°C por
Observações
no
revelaram
que
austenítica
teor
h o u v e um
(Figura
3.7
totalmente
(Figura
ligas
(b-d)).
A
(e)).
liga
2-4
nos
vindo
por
possível
óptico
1 tem
de
a
(a)).
mostram
que
5
com
Esses
longos
presença
trabalho.
das
uma
3.7
coalescimento
liga
ferrítica
3.7
a
(Figura
das
silício
o
Ih.
microscópio
microestruturas
de
todo
carboneto
da f a s e sigma^^-^^, q u e n ã o s e r á c o n s i d e r a d a n e s s e
totalmente
vindo
austeníticos.
exposição
solubilizadas
de
acontece
consumir
liga e, e n t ã o , p r e c i p i t a r á
e,
forma
Isso não
pois
é
formando
austenita-ferrita
ferrita,
austenita-austenita,
na
grãos
o carbono presente
interface
teores
ferrita
dentro dos grãos
A
na
todo
austenita-austenita.
baixos
presente
dos
carbono
contorno
ligas
contornos
vindo
restará
nas
carbono
cromo
que
não
fase austenítica,
microestrutura
Comparações
com
dos
apresenta
o
grãos
uma
aumento
de
das
do
ferrita
microestrutura
precipitados
precipitados
ligas
na
resultaram
matriz
devido
a
b a i x a s o l u b i l i d a d e d o c a r b o n o na f e r r i t a d e l t a .
Envelhecimento
causou
ligas
significantes
observando-se
ferrita
das
da
poucos
liga
4.
A
1-4
mudanças
precipitados
liga
da m a t r i z , n o s c o n t o r n o s
5
a
480°C
nas
dentro
apresentou
ferrita-ferrita
por
lOh
não
microestruturas
dos
grãos
precipitados
e uma
zona
de
dentro
livre
de
83
precipitados
Com
o
adjacente
aumento
observadas
grãos de
do
nas
aos
tempo
ligas
de
2-4
1300°C
Aumento
Envelhecimento
precipitados
Aumentando
o
tempo
formação
de
uma
contornos
de
grão,
dentro
dos
austenita
e a
de
grão
envelhecimento
poucos
(Figura
para
3.12).
lOOh
precipitados
foram
dentro
dos
ferrita.
F i g u r a 3 . 1 2 . Micrografia
finos
contornos
liga
austenita
e
grãos
na
por
óptica
com a s l i g a s 2 e 3.
solubilizada
a 480°C
por
a
lOh.
160X.
à
temperatura
nos
de
contornos
600°C
de
de
envelhecimento,
maior
quantidade
as
ligas
de
ferrita,
4 não mostrou
ao
5
Ih e envelhecida
interface
devido
da liga
2
e
na
ferrita
liga
1
1.
houve
precipitados
a
nos
precipitados
(Figura
nos contornos
mais
revelou
liga
contornos
austenita-ferrita
de
Ih
da
revelaram
nos
precipitados
teor
grão
de
3
por
elevado
austenita3.8
(d))
austenitacomparada
84
Com
o
apresentou
contornos
grãos
envelhecimento
uma
de
de
não
grão. A
ferrita,
precipitados
4
grande
nos
austenita.
O
comparação
com
aparecimento
o
de
a
liga
5
nos
As
contornos
700°C
por
2 0h
por
Ih,
só
nos
dentro
e
1
dos
poucos
ligas
3
e
austenita-
das
ligas
em
diferenciou
no
nos contornos
austenita-
3.
as
temperaturas
apresentou
dentro
dos
grãos
envelhecimento
a 700°C por
quantidade
e
tempos
precipitados
adjacentes
maior
liga
precipitados
precipitados
poucos precipitados
precipitados
uma
a
a
austenita-ferrita
precipitados
envelhecimento
todas
precipitados
Ih,
austenita-austenita.
envelhecimento
a u s t e n i t a d a liga
Para
interfaces
por
de
2 mostrou
contornos
mostraram
700°C
quantidade
liga
nas
a
aos
e
envelhecimento
contornos
uma
de
grão,
zona
livre
de
de
grão.
O
contornos
20h da
de
nos
de
liga 5 l e v o u a f o r m a ç ã o
precipitados
dentro
dos
grãos
de
de
ferrita.
Na
Tabela
microestruturais
3.7
que
são
ocorreram
mostradas
no
as
decorrer
dos
mudanças
tratamentos
térmicos.
c. L i g a s s o l u b i l i z a d a s a 1 4 0 0 ° C p o r Ih.
A
EDAX
da
liga
liga
ferrítica,
teor
de
1 apresenta
1
mostrou
enquanto
níquel
que
uma
3.8.
dúplex.
um
teor
de
a
fase
austenítica
elevado.
mostrados na Tabela
estrutura
Os
cromo
resultados
Análise
elevado
da
na
apresentou
análise
pelo
fase
um
são
85
Tabela
3 . 7 . Mudanças
solubilizadas
diferentes
Trataunento
térmico
liga 1
microestruturais
a 1300°C
temperaturas
liga 2
0,62 ^sSi 0,92
por
e
das
ligas
Ih e envelhecidas
em
tempos.
liga 3
liga 4
liga 5
%si 1,51 %si 2,46 %si 4,73 % S i
480°C
loh
(o)
+
o
480°C
lOOh
(o)
(o)
(o)
+
o
(o)
(o)
(o)
+
o
*
#
*
#
#
o
o
o
(*)
#
#
#
o
o
o
(*)
#
(*)
#
#
o
o
o
(*)
600°C
Ih
1300°C
Ih
*
600°C
20h
*
700°C
Ih
*
700°C
20h
*
#
+
o
( )
+
o
+
o
+
o
precipitados no contorno austenita-austenita
p r e c i p i t a d o s na i n t e r f a c e a u s t e n i t a - f e r r i t a
p r e c i p i t a d o s na i n t e r f a c e f e r r i t a - f e r r i t a
precipitados dentro dos grãos de ferrita
poucos precipitados
M o t a : O s e s p a ç o s em b r a n c o
na p l a n i l h a
significam
que
as
ligas
solubilizadas
e
envelhecidas
não
mostraram
mudanças
significativas
nas
microestruturas
em
relação as ligas apenas solubilizadas.
86
Tabela
3.8.
Teores
dos
fases
principais
austenítica
solubilizada
fases
(análise
2
e
e
não
3 e
as
1-3
liga
1
EDAX).
Fase
ferrítica
envelhecidas
provavelmente
parcial dessas
l i g a s com o t r a t a m e n t o
As
4 e 5 fundiram quando
ligas
nas
2 3 , 16
70,58
6,26
ligas
uniformes
liga
da
17,83
72,99
9, 18
ligas
mistas
de
ferrítica
austenítica
Cr
Fe
Mi
As
e
a 1400°C
Fase
Elemento
(% em p e s o )
elementos
revelaram
devida
a
fusão
térmico.
solubilizadas
a
1400°C,
isso r e s u l t o u da formação de fases com menor ponto de f u s ã o .
3.3
CORROSÃO GENERALIZADA
Ensaios
DOS AÇOS
eletroquímicos
ácido sulfúrico
0,5M
foram
INOXIDÃVEIS
conduzidos
em
com a f i n a l i d a d e d e a v a l i a r
relação a resistência à corrosão
generalizada.
solução
de
as l i g a s
em
87
3.3.1
CURVAS
DE P O L A R I Z A Ç Ã O A N Ó D I C A
SULFÚRICO
Foram
ligas
descrito
as
curvas
solubilizadas
no
anódicas
a
DE
ÁCIDO
densidades
de
seguindo
das curvas
corrente
indicativos
potenciodinâmicas
1100°C,
item 2 . 7 . A p a r t i r
parâmetros
SOLUÇÃO
0,5M
obtidas
1-5
EM
crítica
do
procedimento
foram
das
das
determinadas
ligas
comportamento
que
da
são
corrosão
generalizada.
As
curvas
obtidas estão
Tabela
3.9
crítica
e d a densidade
A
na
fornece
partir
Figura
3.13
apresentaram
região
curvas
a
liga
inoxidável
1.
de
Foi
polarização
notado
304
das
a
e
a
corrente
um
a
as
2-5
de
ligas
passiva
ligeiro
ligas
mostradas
todas
região
adição
expande
de
anódica
que
uma
passivo
3.13,
passiva.
ativa,
Portanto,
AISI
densidade
observar
região
potencial
da
corrente
podemos
uma
de
valores
de
transpassiva.
intervalo
com
das
os
i l u s t r a d a s na F i g u r a
e
aumento
em
no
comparação
silício
intervalo
uma
ao
de
aço
potencial
passivo.
Segundo
os
Kobayashi^^^^,
1.2.6.3,
a
de
acordo
diminuição
relacionada
com
corrosão
e
também
película
passiva.
podemos
a
observar
densidade
para
a
liga
estudos
de
com
a
com
da
Com
a
os
que para
corrente
4,73%
Greene
os
dados
densidade
tendência
com
de
de
as
da
mostrados
ligas
peso
corrente
facilidade
valores
com
e
silício.
apud
no
crítica
item
está
velocidade
de
de
formação
da
na
Tabela
O a 2,46%
diminuiu
de
Wilde
apresentados
diminuição
maior
crítica
em
de
e
de
depois
Com
a
3.9,
silício
aumentou
adição
de
88
silício
até
diminuição
corrente
o
teor
da
de
2,46%
velocidade
passiva
não
se
de
houve
uma
corrosão.
mostrou
A
dependente
tendência
de
densidade
de
da
de
adição
silício.
A
influência
corrente
da a d i ç ã o d e s i l í c i o
crítica
e
provavelmente
devida
óxido
sobre
formado
que a alta
1
a
4%
de
r i c a em
sobre
a
passividade
presença
as
ligas.
resistência
silício
a
do
das
silício
Armijo
dos aços
está
s o b r e a densidade
e
na
relacionada
ligas
é
película
de
Wilde(^'^)
inoxidáveis
com
a
de
afirmaram
14Cr/14Ni
película
com
passiva
silício.
1400
1000
liga 1
liga 2
"
in
>
—.
600
liga 4
>
—-
E
<
ligas
200
ligas
h
O
z
UJ
O
Q. - 2 0 0
-600
-500
O
500
DENSIDADE
Figura
3 . 1 3 . Curvas
25°C,
1000
DE C O R R E N T E
de polarização
das
Velocidade
ligas
1500
(^A/cm^)
anódica,
solubilizadas
de varredura
2000
10
em H2SO^
a llOO^C
mV/s.
0,5M
por
a
Ih.
89
Tabela
3.9. Parâmetros
eletroquímicos
solubilizadas
em H2SO^
10
Liga
a 1100°C
0,5M
ocorrido
tem
austenítica,
ferrita
partição
varredura
a
um
e
0
190
111
0
133
5, a b a i x a r e s i s t ê n c i a
distribuição
teor
como
de
essa
(aproximadamente
do
de
1458
1048
972
667
1233
liga
devido
ferrítica
Velocidade
polarizadas
c o r r e n t e D e n s i d a d e de c o r r e n t e
passiva, i
(ViA/cm2)P
OiA/cm^)
0,62
0,92
1,51
2,46
4,73
a
Ih
mV/s.
(%)
Para
por
ligas
D e n s i d a d e de
Si
1
2
3
4
5
a 25°C.
das
cromo
a
do
cromo
liga
cromo
mais
nas
ficou
fases.
elevado
apresenta
4 5 % ) , pode
austenita
à corrosão pode
ter
um
que
alto
ocorrido
com u m
ter
A
fase
a
fase
teor
que
de
com
teor muito
a
baixo
e, c o m i s s o , a liga a p r e s e n t o u b a i x a r e s i s t ê n c i a à c o r r o s ã o .
3.4
C O R R O S Ã O POR P I T E DOS A Ç O S
Foram
prolongada
realizados
em
eletroquímicos
ensaios de perda de massa por
solução
em
de
solução
solução de cloreto de
INOXIDÁVEIS
sódio
cloreto
de
férrico
ácido
10%
clorídrico
e
imersão
ensaios
0,1M,
3 , 5 % e em s o l u ç õ e s d e c l o r e t o
em
de
90
sódio
com
objetivo
concentrações
desses
resistência
3.4.1
foi
10-^ e
avaliar
ENSAIO DE IMERSÃO PROLONGADA
Ensaios
ligas
1-5
Os
na
item
Figura
por
Podemos
diminui
de corrosão
3.14.
pite
observar
com
área superficial
FeClj
Na
em
a
em
EM S O L U Ç Ã O
pite
foram
1100°C,
são
última
função
que
com
da
Cl".
O
relação
a
DE
CLORETO
conduzidos
segundo
nas
procedimento
a
do
apresentados
é
mostrada
teor
velocidade
de
na
a
Tabela
velocidade
silício
de
3.10
nas
corrosão
de
ligas.
por
pite
o
Si
(%)
0,62
0,92
1,51
2,46
4,73
aumento
de
volume
da
de corrosão
por
pite
pela
em solução
de
10%.
Velocidade de corrosão por pite
ml/cm^
1221
1212
1186
1086
907
8,0
ml/cm^
2416
2424
2229
2064
1482
é
solução
amostra.
3,9
1
2
3
4
5
por
obtidos
3 . 1 0 . Velocidade
Liga
ligas
de
o aumento do teor de silício e essa diminuição
pronunciada
Tabela
ppm
2.6.1.
resultados
corrosão
as
10*
10%
solubilizadas
d e s c r i t o na
mais
ensaios
10^,
ã corrosão por pite.
FÉRRICO
e
de
12,0
(mdd)
ml/cm^
3135
3105
3035
2353
1869
91
4000
A
3.9ml/cm^
e
8.0ml/cm^
3000
-o
s
UJ
¿
UJ
Q-
Q K 2000
< O
O ü.
O O
_l
A—*
(fí
ujo
^ í
4.
1000
O
U
O
1
2
TEOR
Figura
3.14.
de
corrosão
FeCl^
em
função
10\
baixas
solução
com
saturação
aumento
silício
da
na
pode
4
5
D E S I L I C I O (% e m p e s o )
Velocidade
ligas
As
3
por
do
pite
em solução
teor
de silicio
de
das
experimentais.
velocidades
menor
volume
solução
com
resistência
ser
de
podem
cloretos
à
atribuído
corrosão
ser
de
corrosão
das
amostras
atribuídas
metais
por
provavelmente
rápida
complexados.
pite
a
a
em
do
aço
formação
de
O
com
uma
p e l í c u l a p r o t e t o r a m a i s r e s i s t e n t e ('^•^'-^^^ .
A velocidade
silício
diminuiu
d e c o r r o s ã o p o r p i t e da
para
aproximadamente
liga
com
60%
4 , 7 3 % de
comparada
92
com
o
aço
inoxidável
significante,
não
AISI
foi
tão
3 04.
Esta
grande
diminuição
quanto
a
embora
encontrada
por
Wilde(^).
Exame
cloreto
com
visual
férrico
formas
avaliadas
das
ligas
revelaram
após
que
todas
sub-superficial
de
acordo
com
e
a
o
ensaio
elas
em
apresentavam
elíptica
ASTM
solução
(Figura
G46-76^^^^
.
O
de
pites
3.15),
restante
da
superfície não apresentou nenhum ataque.
•7777^
pite
pite
subsuperf icial
Figura
3 . 1 5 . Formas
dos
ensaio
Foram
com
um
área
de
superficial
Tabela
houve
de
volume
3.11.
uma
pite.
Com
o
diminuição
encontradas
de FeClj
as superfícies
solução de
da
elíptico
pites
em solução
examinadas
•77777
cloreto
amostra.
aumento
nos
no
tamanhos
nas
amostras
férrico
teor
dos
após
10%.
das
Os
ligas
de
12 m l / c m ^
resultados
de
estão
silício
pites
e
ensaiadas
na
nas
de
na
ligas
densidade
93
T a b e l a 3 . 1 1 . Aspectos
por
pite
superficiais
em solução
Liga
após
ensaio
de FeClj
de
corrosão
10%.
Descrição
Vários
pites
com
diâmetro
de
aproximadamente
3,O m m u m
ao
lado
do
outro
formando
grandes
b u r a c o s e p i t e s com
aproximadamente
0,5 m m
por
toda a superfície.
Vários
pites
com
diâmetro
de
aproximadamente
3,O m m p o r t o d a a s u p e r f í c i e e a l g u n s
pites
com
a p r o x i m a d a m e n t e 0,5 m m .
Alguns
pites
com
diâmetro
de
aproximadamente
2,O m m e p o u c o s p i t e s c o m a p r o x i m a d a m e n t e 1,0 m m .
Alguns
pites
com
diâmetro
de
aproximadamente
2,0 m m e p o u c o s p i t e s com a p r o x i m a d a m e n t e 1,0 m m .
Poucos
pites
1, O m m .
3.4.2
CURVAS
Foram
soluções
e
DE POLARIZAÇÃO
obtidas
de
em
peso
de
C l " para
com
ácido
de
a
de
avaliação
de
0,1M,
sódio
da
de
aproximadamente
ANÓDICA
curvas
clorídrico
cloreto
diâmetro
polarização
de
com
cloreto
diferentes
resistência
a t r a v é s d a d e t e r m i n a ç ã o d o s potenciais
à
anódica
de
sódio
3,5%
concentrações
corrosão
de pite
em
por
das ligas.
pite
94
3.4.2.1
S O L U Ç Ã O DE Á C I D O C L O R Í D R I C O
As
curvas
clorídrico
0,1M
solubilizadas
no item
pite
e
foram
potenciodinâmicas
obtidas
para
envelhecidas,
segundo
obtidas
as
em
as
ácido
ligas
procedimento
1-5
descrito
2.7.
As
1100°C
anódicas
0,1M
curvas
estão
(Ep)
ilustradas
estão
na
para
na F i g u r a
Tabela
3.12.
p o t e n c i a l n o q u a l a densidade
120
ligas
r
3.16
O
Ep
de corrente
1
1-5
solubilizadas
e
seus
potenciais
é
caracterizado
a
de
pelo
começa a aumentar.
I -
1
. . . liga 1
E
u
liga 2
<
liga 3
E
^
80
liga 4
liga 5
K
O
O
•
'y
UJ
Q
40
^y
D
<
O
CO
z
\^Ep(liga4)
E p d i g a D -^ /
( l i g a 2 ) E p d i g a 3)
300
600
1
1200
900
1500
P O T E N C I A L ( m V vs E C S )
Figura
3 . 1 6 . Curvas
25°C,
de polarização
das
Velocidade
ligas
anódica,
solubilizadas
de varredura
10
em HCl
a 1100°C
mV/s.
0,1M
por
a
Ih.
95
Tabela
3 . 1 2 . Potenciais
25°C,
de pite,
das
ligas
Velocidade
1
(%)
Potencial
d e p i t e , E_
(mV v s E . C . S . )
O
solubilizadas
de varredura
Liga
Si
aumento
do
em solução
10
2
de HCl
a 1100°C
3
5
4,73
1,51
2,46
411
472
566
585
a u m e n t o n o Ep q u e e s t a
silício
Ih.
4
0,92
de
por
a
mV/s.
0,62
teor
0,1M
nas
ligas
>1500
resultou
associado provavelmente
num
a formação
de
uma película passiva mais resistente.
Nas
valores
anódica
Tabelas
Ep
f
dos
das
3.13,
e
determinados
ligas
respectivamente
3.14
1-5
e
3.15
das
curvas
solubilizadas
envelhecidas
em
são
a
fornecidos
de
1200°,
diferentes
os
polarização
1300° e
1400°C
temperaturas
e
tempos.
Para
o
de
teor
de
as
ligas
silício.
envelhecimento
o aumento da
ligas.
Esse
aumento
com
quantidade
empobrecidas
Com
o
de
o
a 1 2 0 0 ° C o Ep a u m e n t o u
aumento
observa-se
indica
ferrita
solubilizadas
da
uma
diminuição
susceptibilidade
ocorre
devido
envelhecimento
precipitados
de
temperatura
no
e
do
Ep,
tempo
o
que
à corrosão por pite
a
das
diminuição
ligas
carboneto
e
que
em c r o m o s u s c e p t í v e i s ã c o r r o s ã o
do
teor
aumento
geram
com
das
de
na
zonas
localizada.
96
Comparando
as
os
solubilizadas
aumento
pode
Ep
a
ser
das
1300°C
devido
ligas
solubilizadas
nota-se
ao
um
aumento
no
a
aumento
teor
1200°C
no
Ep.
de
ferrita
de
HCl
com
Este
nas
ligas solubilizadas a 1300°C.
T a b e l a 3 . 1 3 . Potenciais
25°C,
de pite,
das
ligas
envelhecidas
tempos.
Tratamento
térmico
em
diferentes
1
liga 2
%Si 0,92
Ep
liga 3
%Si 1,51
a
0,1M
1200°C
10
(mV v s
% s i 2,46
e
mV/s.
E.C.S.)
liga 4
liga 5
%SÍ 4,73
%SÍ
412
486
550
591
>1500
480°C
lOh
459
540
573
660
>1500
480°C
lOOh
459
474
498
623
>1500
600°C
Ih
456
474
438
537
>1500
374
350
363
394
>1500
700°C
Ih
341
317
426
440
>1500
700°C
20h
201
282
367
402
>1500
1200°C
Ih 6 0 0 ° C
20h
a
e
temperaturas
de varredura
P o t e n c i a l de p i t e ,
0,62
Ih
solubilizadas
Velocidade
liga
1200°C
em solução
97
Para
as
diminuição
ligas
do
envelhecimento.
solubilizadas
Ep
com
Isso
o
ocorre
25°C,
devido
de pite,
das
envelhecidas
tempos.
Tratamento
térmico
ih
em
a
1
liga 2
da
nota-se
urna
temperatura
de
diminuição
em solução
de
solubilizadas
diferentes
de
do
teor
HCl
0,1M
liga 3
1300°C
temperaturas
varredura
Ep
a
10
mV/s.
(mv vs E.C.S.)
liga 4
liga 5
%si 0,92 % S Í 1,51 %Si 2,46 %Si 4,73 % S i
518
708
831
>1500
>1500
480°C
loh
445
641
741
>1500
>1500
480°C
lOOh
445
620
806
>1500
>1500
600°C
Ih
431
517
710
907
>1500
457
370
618
798
>1500
700°C
Ih
402
379
571
801
>1500
700°C
2 0h
440
414
625
810
>1500
1300°C
ih 6 0 0 ° C
2 0h
de
precipitados
Potencial de pite,
0,62
1300°C
ligas
Velocidade
liga
1300°C
aumento
f e r r i t a e a u m e n t o na q u a n t i d a d e d e
T a b e l a 3 . 1 4 . Potenciais
a
a
e
e
98
Para
ligeiro
as
aumento
silicio,
aumento
do
de
solubilizadas
no
embora
ligeiro
teor
ligas
Ep
não
no
seja
Ep
silício.
com
das
Não
o
a
1400°C
aumento
constante.
ligas
foi
da
um
quantidade
de
Nota-se
envelhecidas
observada
observa-se
também
com
alguma
o
um
aumento
influência
do
tempo de envelhecimento no Ep.
Tabela
3 . 1 5 . Potenciais
25°C,
de pite,
das
ligas
envelhecidas
tempos.
Tratamento
térmico
em
Velocidade
em solução
solubilizadas
0,62
1
%Si
HCl
a
1400°C
temperaturas
de varredura
10
liga 2
0,92
%Si
mV/s.
(mV v s E.C.S.)
liga 3
1,51
450
421
468
480°C
lOh
336
497
582
480°C
lOOh
433
341
554
600°C
Ih
365
452
450
365
407
498
700°C
Ih
421
443
504
700°C
20h
426
516
>1500
1400°C
ih
1400°C
Ih 6 0 0 ° C
20h
0,1M
diferentes
P o t e n c i a l d e p i t e , Ep
liga
de
%si
a
e
e
99
3.4.2.2
S O L U Ç Ã O D E C L O R E T O DE S Ó D I O
Foram
obtidas
potenciodinâmicas
peso para
as
procedimento
ligas
1-5
em
ligas
solução
1-5
descrito
e
de
de
polarização
cloreto
solubilizadas
de
seus
a
1100°C
potenciais
anódica
sódio
3,5%
e envelhecidas,
no item 2 . 7 . A s c u r v a s
solubilizadas
F i g u r a 3.17
Tabela
curvas
3,5%
estão
de
pite
em
segundo
obtidas para
as
ilustradas
na
(Ep)
estão
na
3.16.
900
liga 1
I íga 2
E
o
"1
/
liga 3
600
—
/
I iga 4
1 iga 5
a:
a:
O
O
LU
300
Q
UJ
Q
<
Q
CO
Z
EpdigaD
\ \
"^EpdigaA)
Ep(l^ga2)
Ep(lipa3)
300
F i g u r a 3 . 1 7 . Curvas
25°C
EpdigaS)
600
900
POTENCIAL (mVvs
ECS.)
de polarização
das
Velocidade
ligas
anódica
solubilizadas
de varredura
1200
10
em NaCl
a 1100°C
mV/s.
1500
3,5%
por
a
Ih.
100
Tabela
3 . 1 6 . Potenciais
25°C,
de pite,
das
ligas
Velocidade
Potencial
de pite, E(mV v s E . C . S . )
Observa-se
quantidade
de
por
mV/s.
3
4
5
0,92
1,51
2,46
4,73
378
382
453
510
1303
um
aumento
devido
nas
a
no
Ep
ligas,
presença
a
Ih.
0,62
silício
provavelmente
3,5%
a 1100°C
10
2
1
(%)
de NaCl
solubilizadas
de varredura
Liga
Si
em solução
com
O
de
o
aumento
aumento
silício
no
na
na
Ep
é
película
passiva.
As
dos
Ep
ligas
Tabelas
3.17,
obtidos
das
1-5
3.18
e
3.19
curvas
solubilizadas
respectivamente
e
de
a
são m o s t r a d o s
polarização
1200°C,
envelhecidas
em
solubilizadas
a
valores
anódica
1300°C
diferentes
os
e
das
1400°C
temperaturas
e
tempos.
As
ligas
aumento
no
aumento
da
Ep
de
anterior,
essa
na
de
aumento
e
diminuição
de
com
tempo
no
diminuição
ferrita
quantidade
geram
o
temperatura
tendência
do teor
com
o
Ep.
está
1200°C
no
de
teor
de
Como
já
zonas susceptíveis à corrosão
com
das
a
ligas
carboneto
localizada.
de
um
Com
houve
explicado
relacionada
de
silício.
envelhecimento
envelhecimento
precipitados
apresentaram
no
o
uma
item
diminuição
e
aumento
cromo
que
101
Os
Ep
das
ligas
maiores
comparados
1200°C,
Isto
com
foi
microestruturas
solubilizadas
os
devido
Ep
ao
a
1300°C
das
ligas
maior
teor
mostraram-se
solubilizadas
de
ferrita
nas
solubilizadas a 1300°C.
T a b e l a 3 . 1 7 . Potenciais
25°C,
de pite,
das
envelhecidas
tempos.
Tratamento
térmico
ligas
em solução
em
0,62
liga 2
%Si 0,92
a
3,5%
1200°C
diferentes
temperaturas
de varredura
10
P o t e n c i a l de p i t e ,
1
de NaCl
solubilizadas
Velocidade
liga
Ep
liga 3
e
mV/s.
;mV v s E.C.S.)
liga 4
%si 1,51 %Si 2,46
liga 5
%Si 4,73
%SÍ
318
430
503
1253
480°C
lOh
348
313
479
559
1307
480°C
225
246
311
494
1227
227
308
411
481
973
232
166
223
238
917
700°C
Ih
194
196
228
346
913
700°C
20h
128
118
220
332
>1500
ih
looh
600°C
Ih
1200°C
Ih 600°C
20h
a
e
318
1200°C
a
102
Aumentando
ligas
a temperatura
solubilizadas
diminuição
no
de
e com
ferrita
a
Ep q u e
1300°C
e tempo de
obteve-se
está associado
o aumento
envelhecimento
uma
tendência
com a d i m i n u i ç ã o
da q u a n t i d a d e
das
no
de
teor
de precipitados
de
carboneto de cromo.
Tabela
3 . 1 8 . Potenciais
25°C,
de pite,
das
envelhecidas
tempos.
ligas
em
Velocidade
em solução
solubilizadas
liga
0,62
1
liga 2
a
3,5%
1300°C
diferentes
temperaturas
de varredura
10
P o t e n c i a l d e p i t e , Ep
Tratamento
térmico
de NaCl
liga 3
(mV v s
e
e
mV/s.
E.C.S.)
liga 4
liga 5
%si 0,92 % S Í 1,51 %Si 2,46 %Si 4,73
%SÍ
437
494
643
>1500
>1500
480°C
lOh
424
460
643
920
>1500
480°C
389
389
566
1094
>1500
270
265
552
653
921
204
298
471
576
654
700°C
Ih
241
310
471
617
1113
700°C
20h
204
208
497
508
835
1300°C
Ih
looh
600°C
Ih
1300°C
Ih 6 0 0 ° C
2 Oh
a
103
T a b e l a 3 . 1 9 . Potenciais
de pite,
25'-'c, das
ligas
envelhecidas
tempos.
em solução
solubilizadas
em
Velocidade
de varredura
10
0,92
1,51
%Si
%Si
311
480°C
lOh
208
230
365
480°C
lOOh
206
223
355
600°C
Ih
180
225
296
185
185
234
700°C
Ih
147
194
237
700°C
20h
147
260
Observou-se
1400°C
com
o
temperatura
um
aumento
aumento
e
do
tempo
nos
teor
de
Ep
de
das
ligas
silício.
E
envelhecimento
solubilizadas
com
o
aumento
ocorreu
t e n d ê n c i a d e d i m i n u i ç ã o no E p .
C C W S C A C ILQXKil
e
liga 3
liga 2
%si
e
E.C.S.)
204
Ih
1400°C
Ih 6 0 0 ° C
20h
da
(mV v s
a
mV/s.
199
1400°C
a
1400°C
temperaturas
liga 1
0,62
a
3,5%
diferentes
P o t e n c i a l de p i t e , Ep
Tratamento
térmico
de NaCl
CE E N C r G ' / .
f . ü C L E A R / S P - IPEfi
uma
104
Considerando-se
polarizadas
de
modo
ferrita
em
solução
geral,
na
um
liga,
ligas
NaCl
o
no
uma
As
microscópio
e
óptico
e
com
da
em
o
HCl
das
O, IM
aumento
ligas
nota-se,
do
temperatura
avaliação
a
e
descrito
a
no
da
1100°C,
amostras
através
pites
procedimento
Ep
aumento
solubilizadas
dos
3,5%
obtidos
teor
de
e do
tempo
superfície
das
o b s e r v a - s e u m a d i m i n u i ç ã o n o Ep.
potenciodinâmica.
tamanhos
de
com
realizada
1-5,
resultados
aumento
e
de envelhecimento
Foi
os
após
foram
das
fotos
polarização
fotografadas
foram
calculados
os
conforme
o
densidade
de
pite
item
Na
Tabela
2.7.
em
3.20
são
mostrados esses resultados.
Tabela
3 . 2 0 . Avaliação
da
polarização
Liga
1
2
3
4
5
de NaCl
3,5h
O a 900
mV.
Si
(%)
0,62
0,92
1,51
2,46
4,73
superfície
potenciodinâmica
a 25°C.
Velocidade
Tamanhos dos pites
(mm d e d i â m e t r o )
mínimo
máximo
0,03
0,05
0,03
0,05
0,06
0,30
0,20
0,20
0,20
0,20
das
ligas
anódica
Intervalo
em
de
de varredura
apôs
solução
polarização
10
mV/s.
D e n s i d a d e de p i t e
(pite/mm^)
11
10
6
3
2
105
Observa-se
que
a presença
de
silicio
f o r m a ç ã o d e p i t e s , p o i s a densidade
aumento
liga
do
não
pites
teor
impede
de
a
não diminui
rompida
a
de pite
silicio.
Porém
propagação
dos
com
película
o aumento
passiva
liga
pites,
pite
de
pois
de
se
impede
diminuiu
a presença
do t e o r
o
na
o
a
com
o
silicio
na
tamanho
dos
silicio. Uma
propaga
da
vez
mesma
m a n e i r a t a n t o em l i g a s com e sem s i l í c i o .
3.4.2.3
SOLUÇÕES
DE
CLORETO
DE
SÓDIO
COM
10^,
10^ E
10* ppm DE C l "
Foram
obtidas
potenciodinâmicas
concentrações
de
solubilizadas
a
em
lado,
eletrólito
efeito
o
cloreto
ppm
de
potenciais
com o t e o r d e s i l í c i o
aumento
de
de
10*
Os
polarização
de
Cl"
de
anódica
sódio
das
com
ligas
1-5
(Ep)
são
pite
3.21.
ocorreu
esta
10"^ e
1100°C.
Ep a u m e n t o u
com
de
soluções
10^,
m o s t r a d o s na T a b e l a
O
curvas
uma
acordo
da
na
liga. Por
concentração
diminuição
com
o
de
no
encontrado
outro
Cl"
no
Ep.
Este
por
outros
autoresí^^).
3.4.3
POLARIZAÇÃO
Foram
POTENCIOSTÁTICA
realizados
de cloreto de sódio
a
determinação
dos
ensaios
potenciostáticos
com d i f e r e n t e s
potenciais
de
concentrações
nucleação
em
soluções
de C l " para
de
pite
das
106
ligas,
e
em
identificação
solução
dos
de
cloreto
de
locais preferenciais
sódio
3,5%
de formação de
para
pites,
tamanhos e tipos de pites.
T a b e l a 3 . 2 1 . Potenciais
diversas
de pite,
concentrações
solubilizadas
10
3.4.3.1
de Cl~
a 11Q0°C.
Potencial de pite
10^
0,62
0,92
1,52
2,46
4,73
1
2
3
4
5
solução
de NaCl
a 25'^C, das
Velocidade
de
com
ligas
varredura
mV/s.
Si
(%)
Liga
em
ppm
10^
746
805
975
1108
1444
, Ep
(mV v s
ppm
E.C.S.)
10*
ppm
390
407
490
525
1365
402
473
611
634
1430
S O L U Ç Õ E S D E C L O R E T O D E S O D I O COM 1 0 ^ , 1 0 ^ E 1 0 * p p m
DE C l "
As
polarizações
solubilizadas
a
concentrações
de
1100°C
potenciostáticas
em
soluções
1 0 ^ , 10"^ e
10* ppm
de
de
das
cloreto
ligas
de
C l ~ foram
1-5
sódio
com
realizadas
s e g u n d o p r o c e d i m e n t o d e s c r i t o n o item 2 . 7 .
O s potenciais
plotados
na
Figura
de nucleação
3.18.
O
de
E^^p
pite
de
(Ej^^p) o b t i d o s
cada
liga
estão
diminuiu
107
linearmente
com
eletrólito.
acréscimo
o
E^p
Cl"
Cl"
nas
o
mais
na
o
aumento
aumento
do
da
concentração
teor
de
inclinações das retas
diminui
silício
de
Com
o
mais
drasticamente
elevados
solução.
silício
tem
em
Em
uma
relação
soluções
maior
silicio
das
foi o b s e r v a d o .
nas
ao
com
de
ligas
aumento
baixas
influência
com
da
Cl~
no
ligas
um
Portanto,
teores
concentração
concentrações
na
de
de
resistência
a
iniciação de pite.
1200
1000
CO
Q
in
LU
800
>
>
E
LU
Q
^
LU
600
I iga 5
400
O oQ.
<
O
D
Z
200
10
10
IO''
CONCENTRAÇÃO
Figura
3 . 1 8 . Potenciais
solubilizadas
concentração
DE
ÍONS
de nucleação
a llOO^C
de Cl~
na
10
10
C L O R ETO ( ppm)
de
por
pite
Ih
solução.
em
das
função
ligas
da
108
Wang
relação
Cl~,
e
c o - a u t o r e s ^-^^^ ,
linear
que
entre
está
de
o E^p
acordo
e
e o
com
J o h n s o n ^^^^
logaritmo
os
obtiveram
da
uma
concentração
resultados
obtidos
de
nesse
trabalho.
3.4.3.2
SOLUÇÃO DE CLORETO DE SÓDIO
Foram
ligas
realizadas
solubilizadas
potenciais
de
pite
3,5%
polarizações
potenciostáticas
à
temperatura
de
1100°C
por
1 minuto
e por
por
Ih
em
15 m i n u t o s ,
das
seus
conforme
d e s c r i t o n o i t e m 2 . 7 , e d e p o i s f o r a m o b s e r v a d a s no M E V .
A
liga
1 quando
polarizada
p i t e s c o m d i á m e t r o s de
pites
com
sobre
eles
15 m i n u t o s ,
apresentou
3 0 - 1 0 0 um c o b e r t o s p o r u m a p e l í c u l a
aproximadamente
(Figura
por
3.19).
5
jam
Alguns
de
diámetro
grãos
sem
mostraram
e
película
mais
pites
os
pites
que outros.
Na
liga
4,
polarizadas
apresentaram
aproximadamente
tanto
fase
na
(Figura
3.20).
levou
formação
a
pites
pites,
atacada
uma
nota-se
Polarização
de
pites
forma
espécie
que
enquanto
um
austenítica
apresentaram
Formou-se
1
por
a
que
de
fase
1
de
diâmetro
com.o
dessas
com
minuto,
na
ligas
100-150
]m
por
de
os g r ã o s
foi
ferríticos
mesmo quando próximos a austenita
ferrítica
15
minutos,
diâmetro.
(Figura
superficial
austenítica
nuclearam
fase
sub-superficial
rede
e
em
3.21).
volta
dos
preferencialmente
permanecem
corroída.
Os
inteiros
109
Figura
3 . 1 9 . Micrografia
polarizada
eletrônica
por
de varredura
15 minutos
em seu
da
liga
1
potencial
de
da
4
pite.
Figura
3 . 2 0 . Micrografia
polarizada
pite.
eletrônica
por
1 minutos
de varredura
em
seu
liga
potencial
de
110
Figura
3 . 2 1 . Micrografia
eletrônica
polarizada
por
de varredura
15 minutos
em seu
da
liga
potencial
4
de
pite.
Podemos
observar
que
a
de
diminuíram
com
uma menor
densidade
liga
1.
Esses
adição
de
os
silicio
pite
resultados
tamanhos
na
estão
na
liga,
liga 4
de
dos
mas
pites
foi
comparada
acordo
com
não
os
notado
com
do
a
item
3=4=2=2=
3.5
C O R R O S Ã O EM F R E S T A S D O S A Ç O S
Foi
cloreto
de
realizado
sódio
3,5%
ensaio
com
INOXIDÁVEIS
eletroquímico
o objetivo
de
em
avaliar
r e l a ç ã o a r e s i s t ê n c i a à c o r r o s ã o em f r e s t a s .
solução
de
as
em
ligas
111
3.5.1
CURVAS
DE POLARIZAÇÃO
Foram
obtidas
curvas
potenciodinâmicas
cíclicas
sódio
ligas
3,5%
das
AMODICA
de
em
polarização
solução
solubilizadas
de
a
anódica
cloreto
1100°C,
de
segundo
p r o c e d i m e n t o d e s c r i t o no item 2 . 7 .
Na
demais
são
Figura
curvas
de
é
obtidas
apresentados
potencial
3.22
os
ilustrada
são
similares
valores
repassivação
a
do
curva
a
esta.
potencial
(E^p) e d o
de
da
liga
Na
1.
Tabela
pite
As
3.22
(Ep),
do
(Ep - E ^ p ) .
900
-100
300
100
500
POTENCIAL
Figura
3 . 2 2 . Curva
de
solução
solubilizada
varredura
NaCl
3,5%
a 1100°C
10
1100
900
( m V v s E.C.S.)
polarização
de
700
mV/s.
anódica
a
por
25°C,
Ih.
cíclica,
da
liga
Velocidade
em
1
de
112
Tabela
3 . 2 2 . Potenciais
de NaCl
1100°C
Liga
(%)
por
valor
(Ep -
susceptibilidade
Ih.
das
Velocidade
com
ligas
solução
solubilizadas
de varredura
10
a
mV/s.
da
231
281
425
486
Ej.p) é c o n s i d e r a d o
como
liga
frestas,
à corrosão
1. O s v a l o r e s
em
à
corrosão
em
CORROSÃO INTERGRANULAR
frestas.
ácido
nítrico
ligas
com
de
perda
65%. A
diferentes
de
DOS A Ç O S
massa
foi
já
foi
ligas
um a u m e n t o
Esses
da
na
resultados
literatura.
INOXIDÁVEIS
realizado
finalidade
desse
condições
de
relação a resistência à corrosão
como
(Ep - Ej.p) p a r a a s
e s t ã o d e a c o r d o com os d a d o s e n c o n t r a d o s na
Ensaio
determinante
o teor de silício representando
susceptibilidade
3.6
em
-10
-29
-20
-10
explicado no CAPÍTULO
aumentaram
a 25'-'c,
211
252
405
476
>1000
0,62
0,92
1,51
2,46
4,73
O
3,5%
e repassivação,
P o t e n c i a l d e P o t e n c i a l de r e =P - = r p
pite, E
p a s s i v a ç ã o , E^p
(mV v s E . C . S . )
(mv v s
E.C.8.)
(mV v s E.C.S.y
Si
1
2
3
4
5
de pite
teste
em
solução
de
foi
avaliar
as
térmicos
em
tratamentos
intergranular.
113
3.6.1
ENSAIO
DE IMERSÃO PROLONGADA
NÍTRICO
FERVENTE
Foi
realizado
l i g a s 1-5
item
solubilizadas
2.6.2,
resultados
3.25
para
para
do
as
ligas
a
e
são
de
das
velocidades
mostrados
envelhecidas
desses
nas
a
em
DE
AGIDO
intergranular
envelhecidas,
solubilizadas
análise
SOLUÇÃO
corrosão
e
obtenção
teste
respectivamente
tempos,
ensaio
EM
segundo
de
Tabelas
1200°C,
o
corrosão.
3.23,
1300°C
diferentes
resultados
nas
Os
3.24
e
1400°C
temperaturas
estão
e
descritos
e
a
seguir.
a. L i g a s s o l u b i l i z a d a s a 1200°C p o r
As
a
480°C
ligas
por
apenas
10
e
corrosão
por
teor
e a
2 0h
sofreram
de
As
que
silício
susceptibilidade,
600°C por
ligas
as
Ih
1 e
completa
corrosão
austeníticas
de
e
ligas
foram
sofreram
o
é 0,75
do
valor
mmpy^^^^
mais
as
sensitização,
acima
4
e
5
sensitização
exibiram
700°C
por
ligas
reduzida
20h,
as
a
700°C
apresentando
3-5
liga
exibiu
foram
por
a
para
3 que tem
1
e
2
em
susceptíveis.
as
ligas
de
1
e
2
corrosão
altos
envelhecimento
sofreram
apresentaram altas velocidades de corrosão.
um
menor
q u e têm t e o r e s d e s i l í c i o m a i s
ligas
as
classificadas
Ih,
No
600°C
uma
velocidades
susceptibilidade.
à
apresentando
aceitável
. A
elevado
ligas
envelhecimento
elevadas e as
classificadas
2 envelhecidas
teste de ataque com ácido oxálico como não
Com
envelhecidas
com ácido oxálico como não susceptíveis
intergranular.
velocidades
ligas
solubilizadas
lOOh
em t e s t e d e a t a q u e
Ih.
sensitização
a
e
114
Comparando
das
ligas
as
solubilizadas
envelhecidas,
com
intergranular,
de
sofreram
os
modo
com
precipitados
interfaces
nos
silício
não sofreram
de
também
com
ao longo
de
na
uma
austenita-austenita,
ou
seja,
redes
para
ferrita-ferrita
contínuas.
a
alta
inoxidáveis
Segundo
resistência
duplex
dos contornos
que
ligas
que
estrutura
de
de grão
A presença
forma
o
de
com maiores
austenítica
pode
teores
grande
evitar
nos
precipitará
está r e l a c i o n a d a
intergranular
a
de
contornos
não
nos
formam
e c o - a u t o r e s ^-^^^ , a
corrosão
de
de carboneto
sua g e o m e t r i a
Kajimura
nas
ferrita.
de uma
contínua
carboneto
ou
apresentavam
dos grãos
ligas
que pela
à
as
quantidades
a precipitação
de
contornos
que
corrosão
austenita-austenita,
liga
fará
de
apresentavam
e dentro
pois
ensaio
silício
3.6)
posteriormente
grandes
sensitização.
ferrita
se
que
que as
intergranular,
não
do
(Tabela
e
observa-se
contornos
observar
cromo
e
austenita-ferrita
quantidade
1200°C
as
teores
Pode-se
corrosão
foram
de carboneto
menores
a
geral,
austenítica
precipitados
microestruturais
resultados
sensitização
totalmente
as
mudanças
razão
dos
aços
c o m a sua m i c r o e s t r u t u r a
que é constituída por finos grãos.
Segundo
D e v i n e (^•'•^ , q u a n d o
(austenítico-ferríticos)
de
que
sensitização,
a
exclusivamente
austenita-ferrita,
precipitados
é
colocados
precipitação
ao
longo
e
formada
austenita-ferrita.
são
Isso
do
apenas
no
o s aços
do
carboneto
lado
ferrítico
lado
CCMISCAC l^CCWl
dentro
de
uma
ocorre
inoxidáveis
pequena
ao
quase
interface
quantidade
austenítico
divido
intervalo
ocorre
da
duplex
da
cromo
de
interface
apresentar
T..E íUí-.Q\L ?;UCIEAR/SP - IPEH
115
uma
maior
quase
do
difusão
todos
grão
de
estreita
ferrita.
uma
estreita
a
que
dessa
teores de
a
e
menor
a
ferrita
pode
um
corrosão
a
no
em
cromo
teremos
lado
cromo.
mesmo
uma
ferrítico
Mesmo
sendo
do
lado
austenítico
cromo,
isso
porque
cromo
comparada
aços
com
ocorrerá
inoxidáveis
fase
a
fase
ao
com
longo
maiores
6h
pelo cromo vindo
com
à corrosão
das
isso,
as
ligas
baixas
com
do
de
terão
teoria
de
velocidades
de
maiores
dentro
ou
zona
aços
intergranular. A
para
envelhecidas
estreita
esses
é
a
lado a u s t e n í t i c o
e,
e
vindo
da
explicação
intergranular
silício,
pelo
reabastecimento
austenítico
ser
e
intergranular
os
austenítica
austenítico
cromo
de
de
Quando
susceptibilidade
Devine
teor
em c r o m o d o
grão
cromo
em
na
são e n v e l h e c i d o s a 6 0 0 ° C p o r m a i s d e
ocorre
do
em
teor
corrosão
estreita.
empobrecida
lado
empobrecida
menor
menor
que
formados
no
empobrecida
tem
700°C
dentro
zona
apresentará
zona
serão
empobrecida
zona
ferrítica,
ferrítica
Assim,
grande
austenítica
fase
precipitados
zona
teremos
ela
os
na
teores
de
intervalo
de
sensitização.
A
influência
inoxidável
AISI
estudada
exerce
atribui
por
um
tendência
304
adição
sobre
Wilde^-'-^^ . E s s e
grande
esse
película
da
efeito
efeito
rica
para
em
a
precipitar
dos contornos de grão.
a
4,45%
na
de
corrosão
autor
benéfico
dois
silício
de
fatores:
na
liga
(1)
de
ao
aço
intergranular
verificou
superfície
carboneto
silício
que
o
silício
sensitizada
a
presença
das
ligas
cromo
foi
em
de
e
locais
e
uma
(2)
a
fora
116
T a b e l a 3 . 2 3 . Velocidade
de corrosão
solubilizadas
diferentes
Tratamento
térmico
a
1200°C
e
temperaturas
e
0,62
ih
480°C
lOh
%si 0,92
%SÍ 1,51
em
(mmpy)
liga 4
%Si 2,46
—
—
—
—
—
—
—
480°C
lOOh
ligas
tempos.
liga 3
liga 2
das
envelhecidas
V e l o c i d a d e de c o r r o s ã o
liga 1
1200°C
intergranular
liga 5
%Si 4,73
—
%Si
—
—
—
—
—
600°C
Ih
1200°C
ih 6 0 0 ° C
20h
1,88
0,65
700°C
Ih
1,39
1,14
0,19
0,22
0,20
700°C
20h
1,44
0,98
0,17
0,20
0,20
b. Ligas solubilizadas a 1300°C por
As
ligas
envelhecidas
a
classificadas
1-4
480°C
em
ligas
sensitização
1
solubilizadas
por
e
teste
e
2
Ih.
apenas
de
susceptíveis à corrosão
As
—
1,07
10
lOOh
ataque
e
com
a
e
600°C
as
ligas
por
ácido
oxálico
600°C
por
Ih
1-4
foram
como
não
intergranular.
envelhecidas
apresentando
elevadas
a
velocidades
enquanto que as ligas 3 e 4 não sofreram
2 0h
de
sofreram
corrosão,
sensitização.
117
No
envelhecimento
sofreram
sensitização
em
de
teste
Com
o
ataque
e
com
envelhecimento
sofreram
a
as
a
solubilizadas
a
a
as
e
foram
4
como
20h,
ligas
ser d e v i d a
de corrosão
solubilizadas
diferentes
Tratamento
térmico
ligas
não
1-4
não
das
ligas
as
ligas
com
aos mais altos
a
intergranular
1300°C
temperaturas
e
teores
e
0,62
1
liga 2
liga 3
das
ligas
envelhecidas
em
tempos.
Velocidade de corrosão
liga
(mmpy)
liga 4
liga 5
%si 0,92 %Si 1,51 % S i 2,46 %SÍ 4,73 %SÍ
ih
480°C
lOh
—
—
—
—
1,21
—
—
—
1,33
—
—
—
1, 68
600*^0
Ih
1300°C
Ih 6 0 0 ° C
20h
2
susceptíveis.
resistência
comparação
e
classificadas
não
as
1
ligas.
T a b e l a 3 . 2 4 . Velocidade
480°C
lOOh
por
maior
em
1200°C deve
de ferrita dessas
1300°C
A
3
Ih,
oxálico
700°C
1300°C
por
ligas
ácido
sensitização.
solubilizadas
700°C
0,76
1,44
0,77
700°C
Ih
0, 17
0,20
700°C
20h
0,21
0,17
0, 16
0,18
0,21
0,56
—
0,60
0,17
0,58
118
A
liga
velocidade
5 solubilizada
de
corrosão
empobrecidas
carboneto
de
em
de
deve
cromo
cromo.
envelhecimento
Com
o aumento
da
liga
de
permaneceu
relativamente
que
estar
corrosão
foram
da
da
5,
devido
a
alta
as
zonas
precipitação
uma
intergranular,
observados
com
temperatura
houve
alta,
corroída,
relacionada
resultantes
velocidade
precipitados
foi s e v e r a m e n t e
mas
e do
tempo
diminuição
mesmo
contornos
na
assim
principalmente
nos
de
aos
ferrita-
f e r r i t a ou p r ó x i m o s d e l e s .
Tabela
3 . 2 5 . Velocidade
de corrosão
solubilizadas
diferentes
•
a
intergranular
1400°C
temperaturas
e
V e l o c i d a d e de
Tratamento
térmico
liga 1
0,62
e
%Si
das
ligas
envelhecidas
em
tempos.
c o r r o s ã o (mmpy)
liga 2
0,92
%Si
liga 3
1,51
%Si
0,18
0,20
0,22
480°C
lOh
0,10
0, 18
0, 12
480®C
0,18
0, 17
0, 19
0,12
0,08
0, 09
0,42
0,43
0, 19
700°C
Ih
0,07
0,08
0, 09
700°C
20h
0,16
0,08
0,09
1400°C
Ih
looh
600°C
Ih
1400°C
Ih 6 0 0 ° C
20h
V-
119
c. L i g a s s o l u b i l i z a d a s a 1 4 0 0 ° C p o r
As
ligas
1-3
baixas
velocidades
aumento
da
solubilizadas
de
temperatura
corrosão
e
do
tempo
A
observou sensitização nessas
J
ligas.
Ih.
a
1400°C
apresentaram
intergranular,
de
e
envelhecimento
com
o
não
se
120
CAPITULO 4
CONCLUSÕES
Esse
trabalho
permite
as
seguintes
conclusões
de
acordo com os resultados obtidos:
1. A
quantidade
Fe-18Cr-8Ni
de
ferrita
delta
no
aço
inoxidável
a u m e n t a com o t e o r d e s i l í c i o .
2. A s l i g a s c o m s i l í c i o s o l u b i l i z a d a s
a
1300°C
apresentam
uma maior quantidade de ferrita delta comparadas
com
as
ligas solubilizadas a 1200°C.
3. A s
ligas
solubilizadas
a 1300°C
geral, uma diminuição no teor
de
apresentam,
de
ferrita delta
com
a u m e n t o d a t e m p e r a t u r a d e e n v e l h e c i m e n t o e com o
do tempo de
4. O
teor
ligas
é
independente
solubilizadas
o
aumento
da
aumento
com
teor
Nas
d e ferrita
temperatura
e n v e l h e c i m e n t o . A s ligas
do
a 1400°C.
envelhecidas, de modo geral, o teor
com
o
envelhecimento.
de ferrita delta
silício nas
modo
altos
e
do
teores
ligas
diminui
tempo
de
de
de
silício
fundem quando solubilizadas a 1400°C.
5. A
resistência
à corrosão
das ligas solubilizadas,
solução de H 2 S O 4 , aumenta significativamente
d e s i l í c i o a t é 2,46% e d e p o i s d i m i n u i .
com
em
o teor
121
6. A
resistência
à
corrosão
por
pite
s o l u b i l i z a d a s , em s o l u ç ã o d e F e C l 3 ,
de
silício
e
esse aumento
aumento do volume
é
da s o l u ç ã o
das
ligas
aumenta com
o
mais pronunciado
teor
com
pela área superficial
o
da
a m o s t r a . C o m o a u m e n t o do t e o r
de silício
nas ligas
há
u m a d i m i n u i ç ã o n o s tamanhos
pites
densidade
de
dos
e na
pite.
7. O potencial
de HCl
de pite
e NaCl,
aumento
d a s ligas s o l u b i l i z a d a s , em
aumenta
indica
uma
com
o teor
diminuição
de silício.
na
susceptibilidade
solubilizadas
à
a 1300°C
de pite
corrosão
apresentam
com
1200°C,
uma maior
significa
pite.
há
aumento
As
potenciais
as ligas
à
dessas ligas
indicando um
por
mais elevados comparadas
isso
Esse
na s u s c e p t i b i l i d a d e
c o r r o s ã o p o r p i t e . Com o e n v e l h e c i m e n t o
u m a d i m i n u i ç ã o n o potencial
soluções
ligas
de
pite
solubilizadas
resistência
a
dessas
ligas à corrosão por pite.
8. A densidade
silício
d i m i n u i com o a u m e n t o
nas ligas solubilizadas
solução de
9. O potencial
o
de pite
quando
de pite
de
p o l a r i z a d a s era
da
d a s ligas s o l u b i l i z a d a s d i m i n u i
concentração
de
Cl~
i n d i c a n d o u m a u m e n t o na s u s c e p t i b i l i d a d e
O
teor
NaCl.
aumento
pite.
do
potencial
solubilizadas
de
diminui
nucleação
linearmente
de
com
no
com
eletrólito
à corrosão
pite
o
das
por
ligas
aumento
do
122
log[Cl"]
no
eletrólito.
Em
soluções
concentrações de C l ~ o silício
na r e s i s t ê n c i a
1 0 . Em
solução
tem uma maior
menores
influência
à iniciação de pite.
contendo
íons c l o r e t o
os p i t e s
t a n t o na f a s e a u s t e n í t i c a c o m o na f a s e
11. A susceptibilidade
NaCl,
com
aumenta
nuclearam
ferrítica.
à c o r r o s ã o em f r e s t a s , em s o l u ç ã o
com
o
teor
de
silício
nas
de
ligas
solubilizadas.
12. As ligas solubilizadas
480°C
por
10
susceptíveis
e
a 1200°C
lOOh
e
ã corrosão
a
a 600°C
da
20h
envelhecidas
por
intergranular
por
resulta na diminuição
as
600°C
H N O 3 . A a d i ç ã o d e m a i s q u e 1,51%
envelhecidas
e
de
Ih
em
não
são
solução
silício
e a 700°C
a
nas
por
susceptibilidade
à
de
ligas
1 e
20h
corrosão
intergranular.
13. A s ligas com menos que 2,46% de silício, solubilizadas
1300°C e envelhecidas, não
intergranular
são susceptíveis
(exceto as l i g a s
com menos
à
a
corrosão
que 0,92%
de
silício envelhecidas a 600°C por 2 0 h ) .
14. A s ligas solubilizadas a 1300°C
ligas
solubilizadas
resistência
a
à corrosão
1200°C
em
apresentam
intergranular
altos teores de ferrita dessas
comparação
ligas.
devida
com
uma
aos
as
maior
mais
123
15. A maior resistência ã corrosão generalizada, à
por pite e à corrosão
intergranular das
silício está provavelmente associada
película
resistência
passiva
à
mais
corrosão
m a i o r e s teores de ferrita
microestrutura
corrosão
ligas
contendo
à formação
resistente.
intergranular
O
das
está r e l a c i o n a d o
de
aumento
da
ligas
com
com
a
o n d e n ã o são f o r m a d a s r e d e s c o n t í n u a s
z o n a s e m p o b r e c i d a s em c r o m o .
uma
sua
de
124
S U G E S T Õ E S PARA T R A B A L H O S
FUTUROS
1. I d e n t i f i c a r e c a r a c t e r i z a r o s p r e c i p i t a d o s e as
passivas
difração
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