MICROSCOPIA DE VARREDURA POR SONDA (SPM) APLICADA A AÇOS INOXIDÁVEIS DÚPLEX Nome do aluno 1, Nome do Orientador 2, 1 Estudante de Engenharia Mecânica –

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1 MICROSCOPIA DE VARREDURA POR SONDA (SPM) APLICADA A AÇOS INOXIDÁVEIS DÚPLEX Nome do aluno 1, Nome do Orientador 2, 1 Estudante de Engenharia Mecânica – UNIP – Ribeirão Preto 2 Prof. Xxxxxx – UNIP – Ribeirão Preto. Email: xxxxxxxx@xxxxxxxxxxxxx INTRODUÇÃO Os aços inoxidáveis dúplex são utilizados em numerosas atividades industriais, devido à combinação de excelentes propriedades mecânicas e alta resistência à corrosão. Entretanto, quando esse material é envelhecido em condições de serviço em baixas temperaturas (em torno de 400ºC), ocorre degradação das propriedades mecânicas e da resistência à corrosão, devido à precipitação de fases ricas em Cr ou Mo. A microscopia de varredura por sonda (SPM) utiliza uma sonda mecânica para obter imagens com alta resolução espacial a partir das interações entre a ponta e a amostra. A microscopia de força atômica – modo contato (AFM) e a microscopia de força magnética (MFM) – ferramenta avançada que possibilita a detecção das interações magnéticas, são diferentes modos de operação da SPM. O objetivo deste trabalho, utilizando as técnicas combinadas AFM e MFM, foi analisar a estrutura de um aço inoxidável dúplex 2205 nas condições solubilizada e envelhecida a 400ºC por 7000 horas. A análise da superfície antes e após crescimento de filme passivo sobre o dúplex na condição solubilizada foi obtida pelo modo contato de operação do AFM. MATERIAL E MÉTODOS Tabela 1 – Composição química do aço inoxidável dúplex (porcentagens em peso).  Solubilização: 1050ºC por 1 hora seguida de resfriamento em óleo.  Envelhecimento: 400ºC por 7000 horas.  Preparação metalográfica: polimento em alumina 1,0  m e ataque com ácido oxálico eletrolítico a 1 A/cm 2 por cerca de 20 segundos.  Análises AFM/MFM: NanoScope IIIa (DI).  Crescimento de filme: sobre a superfície polida do aço solubilizado – potenciostaticamente a +400 mV SCE em H 2 SO 4 0,1 M por 30 minutos. A superfície foi analisada por AFM antes e após o crescimento de filme. RESULTADOS E DISCUSSÃO (a) (b) Figura 1 – Imagens da superfície do aço inoxidável dúplex solubilizado e atacado (60  m  60  m  1  m): (a) 2D; (b) 3D. Ocorreu maior dissolução da austenita (regiões mais escuras). (a) (b) Figura 2 – Imagens da superfície do aço inoxidável dúplex envelhecido e atacado (60  m  60  m  1,5  m): (a) 2D; (b) 3D. Ocorreu maior dissolução da ferrita (regiões mais escuras). A menor taxa de dissolução da ferrita no aço solubilizado (Figura 1) pode ser atribuída aos maiores teores de Cr e Mo dessa fase em relação à austenita. Na amostra envelhecida (Figura 2), a dissolução preferencial da ferrita pode ser atribuída à diminuição dos teores de Cr e Mo da ferrita devido à formação das fases  ’ e G. (a) (b) Figura 3 – Imagens do aço inoxidável dúplex solubilizado e polido: (a) Topografia (15  m  15  m  0,25  m); (b) Imagem MFM (15  m  15  m  200 Hz). (a) (b) Figura 4 – Imagens do aço inoxidável dúplex envelhecido e polido: (a) Topografia (15  m  15  m  0,2  m); (b) Imagem MFM (15  m  15  m  50 Hz). A técnica de MFM é útil na visualização da distribuição de fases do inoxidável dúplex sem ataque metalográfico (Figuras 3 e 4). Os perfis topográficos (Figura 5(d)) dão indicação de crescimento de filme sobre a microestrutura do aço solubilizado. Entretanto, o crescimento de filme anódico requer investigação adicional. (a) (b) (c) (d) Figura 5 - Imagens da superfície do aço inoxidável dúplex solubilizado e polido: (a) antes do crescimento do filme anódico (40 μm x 40 μm x 300 nm); (b) após crescimento de filme anódico (40 μm x 40 μm x 400 nm). (c) Imagem da superfície do aço inoxidável dúplex solubilizado atacado (40 μm x 40 μm x 1 μm). (d) Perfis topográficos antes e após crescimento de filme. CONCLUSÕES - As técnicas de AFM e MFM foram utilizadas com sucesso para observar a distribuição de austenita e ferrita em aço inoxidável dúplex, particularmente a MFM, porque não requer ataque metalográfico. - Houve dissolução preferencial da ferrita ou austenita no ataque com ácido oxálico, dependendo do tratamento térmico. - Obteve-se indicação de crescimento de filme sobre a microestrutura do aço solubilizado, o que requer investigação adicional. BIBLIOGRAFIA 1. 2. 3. CrNiMoMnSiCNS 22,65,382,581,570,350,0240,130,008