Efeito de pequena fração volumétrica de fase sigma na corrosão por pite do aço inoxidável UNS...
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Efeito de pequena fração volumétrica de fase sigma nacorrosão por pite do aço inoxidável UNS S31803.
Autor: MAURÍCIO MAGALHÃES [email protected]
Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco [email protected]
Materiais e métodosMaterial em estudo: Aço inoxidável UNS S31803 (SAF 2205). Composição química média:
Tratamento térmico e preparação das amostrasQuatro séries de amostras foram produzidas através de envelhecimento isotérmico a 850ºC, por tempos de 1 a 8 minutos, através de imersão em banho de alumínio fundido, acondicionado em cadinho refratário, no forno Carbolite BFL 18/8 (Figura 1). Os corpos-de-prova metalográficos sofreram lixamento de 220, 320 e 500 mesh e polimento utilizando pasta de diamante de diâmetros 6 m, 3 m, e finalmente 1 m. Para ambas as etapas foi utilizada a politriz automática Struers Abramin (Figura 2).
Caracterização quantitativa da microestruturaPara caracterização da microestrutura foi realizado ataque de Behara modificado nas amostras polidas. A fração volumétrica de fase sigma foi determinada por estereologia quantitativa após ataque eletrolítico em solução de KOH (10%) realizado no equipamento Struers Lectropol (Figura 3), a 2 Vcc durante um minuto. Na sequência foram submetidas a análise de imagens através do software Qmetals. A fração volumétrica de ferrita foi obtida com o auxílio de um ferritoscópio Fischer (figura 4). Para verificar a dureza após o envelhecimento foi utilizado o microdurômetro Shimadzu (Figura 5). Os ensaios de polarização cíclica foram conduzidos em um potenciostato modelo Voltalab 10 (figura 6), em solução de 3,5% NaCl, após 5 minutos de imersão.
Resultados e Discussão
ConclusõesO principal mecanismo de formação de fase sigma nas
amostras envelhecidas é a decomposição eutetóide da ferrita, gerando também austenita secundária.
A tendência a formar pites aumenta quanto mais alta for a formação de fase sigma, ou seja, quanto maior for o tempo de envelhecimento.
Frações volumétricas de fase sigma inferiores a 5% não comprometem o potencial de pite e o de corrosão. Contudo, pode-se observar vários picos de densidade de corrente, o que indica tentativas de quebra da película passiva, em possíveis locais de nucleação de pites que se repassivam.
Em relação aos potenciais de proteção (Eprot) observa-se que o mesmo cai, mostrando que quanto maior é o tempo de envelhecimento, maior é a dificuldade de repassivação da amostra após a formação de pites.
Agradecimentos Ao Centro Universitário da FEI pelo patrocínio do projeto e concessão de bolsa de iniciação científica ao aluno Maurício Magalhães. Ao Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco pela orientação e estímulo no decorrer do projeto. Aos técnicos do Laboratório de Materiais pela colaboração. Aos meus pais, irmãos e minha namorada pelo incentivo que me vem sendo dado.
ObjetivosVerificar a influência na resistência a corrosão por pite do aço UNS S31803 de frações volumétricas de fase sigma inferiores a 10%, obtidas por envelhecimento isotérmico a 850ºC por tempos de até 8 minutos, determinando qual a máxima fração volumétrica de fase sigma admissível, ou seja, a que não comprometa a resistência a corrosão por pite.
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Departamento de Engenharia Mecânica
Micrografia 1: Envelhecimento por 1 minuto a 850ºC. Ataque: KOH, seletivo a fase sigma (0,18%).
Micrografia 2: Envelhecimento por 5 minutos a 850ºC. Ferrita (escura), austenita (cinza) e sigma (branca)
(3,3%). Ataque: Behara modificado.
Micrografia 3: Envelhecimento por8 minutos a 850ºC. Ferrita (escura), austenita (cinza) e sigma (branca)
(4,7%). Ataque: Behara modificado.
Figura 1 Figura 2 Figura 3
Figura 6Figura 4 Figura 5
(a)
(b)
Micrografia 4: Superfície da amostra após ensaio de polarização cíclica. Amostra envelhecida a 850ºC por 1
minuto. Luz polarizada.
Micrografia 5: Superfície da amostra após ensaio de polarização cíclica. Amostra envelhecida a 850ºC por 5
minutos. Luz polarizada.
Micrografia 6: Superfície da amostra após ensaio de polarização cíclica. Amostra envelhecida a 850ºC por 8
minutos.
-600
-100
400
900
1400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Tempo de envelhecimento (min)
Po
ten
ciai
s (m
VE
CS
)
E* Epite Eprot
-400-200
0200400600800
100012001400
1E-10 1E-09 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 1E-02
densidade de corrente (A/cm2)
pote
ncia
l (m
V, E
CS)
Eprot
Ecor
Epite
-700-500-300-100100300500700900
110013001500
1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 1E-02
densidade de corrente (A/cm2)
pote
ncia
l (m
V, E
CS)
Ecor
Eprot
Epite
-600-400-200
0200400600800
100012001400
1E-09 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 1E-02
densidade de corrente (A/cm2)
pote
ncia
l (m
V, E
CS)
EcorrEprot
Epite
Gráfico 1: Curva de polarização cíclica em 3,5% NaCl, para a
amostra envelhecida por 1 minuto a 850ºC.
Gráfico 2: Curva de polarização cíclica em 3,5% NaCl, para a
amostra envelhecida por 5 minutos a 850ºC.
Gráfico 3: Curva de polarização cíclica em 3,5% NaCl, para a
amostra envelhecida por 8 minutos a 850ºC.
Gráfico 4: Fração volumétrica de ferrita, austenita e fase sigma em função do tempo de envelhecimento a 850ºC.
Gráfico 5: Potenciais de corrosão (E*), pite (Epite) e proteção (Eprot) em função do tempo de envelhecimento
nas amostras tratadas a 850ºC.
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Tempo de envelhecimento (min)
Fra
ção
Vo
lum
étri
ca d
e fe
rrit
a e
aust
enit
a (%
)
0
2
4
6
8
Fra
ção
Vo
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étri
ca d
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gm
a (%
)
Ferrita Austenita Sigma