TATIANA CRISTINA FRANZOTTI Comparativo da resistência à corrosão por pite e do comportamento mecânico de aços inoxidáveis dúplex SAF 2205 e SAF 2507 TATIANA CRISTINA FRANZOTTI tfranzotti@ig.com.br Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco rodrmagn@fei.edu.br www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Mecânica Objetivos Comparação da resistência à corrosão por pite e do comportamento mecânico dos aços inoxidáveis dúplex SAF 2205 e SAF 2507, utilizando ensaios de polarização potenciodinâmica cíclica em soluções 3,5 % NaCl e (0,3 M NaCl + 0,3 M NaBr), visando o estudo e a comparação dos potenciais de corrosão, de proteção e de pite, obtidos através das curvas de polarização cíclica. Ensaios de polarização cíclica: Amostra do aço SAF 2205, após polimento com abrasivo sílica coloidal (OP-S) Materiais e métodos Materiais em estudo: Composição química média (% massa): Cr Ni Mo N C Mn Si P S SAF 2205 22,21 5,40 3,15 0,178 0,015 0,76 0,45 0,020 0,005 SAF 2507 24,95 6,91 3,79 0,263 0,43 0,26 0,017 0,001 Amostra do aço SAF 2507, após polimento com abrasivo sílica coloidal (OP-S) Solução 0,3M NaCl + 0,3M NaBr Solução 3,5% NaCl Caracterização microestrutural: Os corpos-de-prova metalográficos sofreram etapas de lixamento com granulações #220, #320 e #500, e etapas de polimento com pasta de diamante de 6 m, 3 m, e 1 m. Para a identificação microestrutural foi realizado o ataque Behara modificado por 20 segundos. Solução Aço E* (mV) Epite (mV) Eprot1 (mV) Eprot2 (mV) Área (mC) Rp (K) Icorr (nA) 3,5% NaCl SAF 2205 -169 ±111 1142 ±27 1023 ±49 475 ±166 145,4 ±29 396 ±305 110 ±102 SAF 2507 -241 ±36 1140 ±24 1004 ±31 352 ±252 168 ±19 478 ±304 64 ±45,5 0,3M NaCl + 0,3M NaBr -214 ±77 634 ±67 -41 ±40 -99 ±65 716 ±196 514 ±363 98 ±102 -243 ±53 1093 ±22 421 ±435 111 ±151 109 ±17 503 ±310 81 ±75 Ensaios de tração: Os corpos-de-prova-de-tração após usinagem conforme norma ATSM E606-90 foram polidos manualmente na região do pescoço, e então ensaiados a tração. Caracterização da corrosão por pite no aço SAF 2205 em solução (0,3M NaCl + 0,3M NaBr) com irev = 10-1 A/cm2 Seção transversal do pite Ensaios de polarização cíclica: Os corpos-de-prova metalográficos para ensaios de polarização cíclica sofreram etapas de lixamento e polimento conforme descrito acima, com adição de uma última etapa de preparação utilizando sílica coloidal (pH= 9,3) como abrasivo. Em seguida os mesmos foram lavados com água destilada e imersos na solução de teste (3,5% NaCl ou [0,3M NaCl + 0,3M NaBr]), iniciando assim a polarização, partindo de potencial de circuito aberto (ou de corrosão), realizando varredura contínua e ascendente do potencial, com uma velocidade de 1 mV/s, revertendo o sentido de varredura quando a densidade de corrente anódica atingiu 10-3 A/cm2. Ao final da polarização, os corpos de prova foram observados por microscopia óptica. Os ensaios foram repetidos cinco vezes por aço e solução com irev = 10-3 A/cm2, e duas vezes por aço e solução com irev = 10-1 A/cm2, neste caso para avaliar o progresso da corrosão. A temperatura ambiente foi mantida em (21 ± 2) ºC. Caracterização da corrosão por pite no aço SAF 2507 em solução (0,3M NaCl + 0,3M NaBr) com irev = 10-1 A/cm2 Seção transversal do pite Caracterização do inicio da corrosão por pite como corrosão seletiva da ferrita no SAF 2205 Resultados e discussão Caracterização microestrutural: Conclusões: O aço SAF 2205 apresenta limite de escoamento, resistência, e ruptura menores que o aço SAF 2507, pois apresenta menor quantidade de elementos de liga em solução sólida; pelo mesmo motivo, o alongamento total em 25 mm para o SAF 2507 é menor. Em solução 3,5% NaCl a maior resistência à corrosão do aço SAF2507 não é caracterizada, devido provavelmente ao início da corrosão por pite associada a evolução de oxigênio. A corrosão por pite do aço SAF 2205 tem início e propagação como corrosão seletiva da ferrita. Em solução (0,3M NaCl + 0,3M NaBr) fica evidente que o aço SAF2507 é mais resistente à corrosão por pite se comparado ao SAF2205, devido aos elevados valores de potencial de pite e proteção e ao baixo trabalho para repassivação dos pites formados. Micrografia 1. Amostra do aço SAF 2205 solubilizada. Ferrita (escura) com fração volumétrica de 54,8 % e austenita (clara). Ataque: Behara modificado. Micrografia 2. Amostra do aço SAF 2507 solubilizada. Ferrita (escura) com fração volumétrica de 52,5 % e austenita (clara). Ataque: Behara modificado. Ensaios de tração: E(GPa) σle (MPa) σlr (MPa) AT25mm(%) Estricção(%) SAF 2205 179 ±6 532 ±10 767 ±8 58,54 ±2,83 84,14 ±1,22 SAF 2507 198 ±1 613 ±3 862 ±3 55,58 ±1,45 75,40 ±1,11 Agradecimentos: Aos meus pais, meus irmãos e meu namorado, pelo estímulo e por sempre acreditarem em meu potencial. Ao Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco pela orientação e incentivo em todo o decorrer do projeto. À Prof. Neusa Afonso Falleiros do departamento de Eng. Metalúrgica e de Materiais da EP-USP pela concessão do uso do laboratório de processos eletroquímicos da USP. Ao Centro Universitário da FEI pelo patrocínio do projeto e concessão de bolsa de iniciação científica a aluna Tatiana Cristina Franzotti Aos técnicos do LabMat por todo o apoio que vem sendo dado. Todos os potenciais se referem ao eletrodo de calomelano saturado