Influência dos teores de brometo e cloreto na corrosão por pite do aço inoxidável dúplex UNS S32750 (SAF 2507)

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Departamento de Engenharia Mecânica

TATIANA CRISTINA FRANZOTTItfranzotti@ig.com.br

Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Magnaboscorodrmagn@fei.edu.br

Materiais e métodosMaterial em estudo:

Composição química média (% massa):

Resultados e discussãoCaracterização microestrutural:

ObjetivosEstudar a influência dos teores de brometo e cloreto na resistência à corrosão por pite do aço inoxidável dúplex SAF 2507, utilizando ensaios de polarização potenciodinâmica cíclica em soluções 0,6 M NaCl, (0,5 M NaCl + 0,1 M NaBr), (0,5 M NaCl + 0,1 M NaBr), (0,5 M NaCl + 0,1 M NaBr), (0,5 M NaCl + 0,1 M NaBr), (0,5 M NaCl + 0,1 M NaBr), 0,6 M NaBr visando o estudo e a comparação dos potenciais de corrosão, de proteção e de pite, obtidos através das curvas de polarização cíclica.

Cr Ni Mo N C Mn Si P S Balanço

SAF 2507 24,95 6,91 3,79 0,263 0,015 0,43 0,26 0,017 0,001 Fe

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.

Ensaios de polarização cíclica:

Os corpos-de-prova metalográficos para ensaios de polarização cíclica sofreram etapas de lixamento conforme descrito acima, com adição de uma última etapa imediatamente antes do ensaio utilizando granulação #600. Em seguida os mesmos foram lavados com água destilada e imersos na solução de teste, 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 três vezes por solução. A temperatura ambiente foi mantida em (21±2) ºC.

Micrografia 1. Amostra do aço SAF 2507 solubilizada. Ferrita (escura) com fração volumétrica de 45,9 %

e austenita (clara). Ataque: Behara modificado.

Micrografia 2. Amostra do aço SAF 2507 solubilizada. Identificação dos

contornos de grãos e maclas. Ataque: Ácido Oxálico.

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. Ao Centro Universitário da FEI pelo patrocínio do projeto e concessão de bolsa de iniciação científica a aluna Tatiana Cristina Franzotti

Ensaios de polarização cíclica:

Conclusões: O aumento dos potenciais de pite até os potenciais de transpassivação do

material se deve principalmente devido às reações de evolução de O2 e de Cr3+ Cr6+, o que mostra que o potencial chamado de Epite, além da densidade de corrente devida à ocorrência de algum eventual pite, é resultante do aumento de densidade de corrente das duas outras reações anódicas, que iniciam em em potenciais bem abaixo do Epite medido, e estão com densidades de corrente anódica bem expressivas nestes potenciais. Ou seja, o Epite determinado não é só um potencial de pite, e não caracteriza a resistência à corrosão por pite nas soluções estudadas.

A forma das curvas de polarização em solução com maiores teores de brometo (0,5M NaBr + 0,1M NaCl e 0,6M NaBr) difere das demais pois apresenta duas à três quedas de densidade de corrente seguidas no sentido da reversão da polarização.

A maioria das amostras apresentou corrosão por pite com formação de área catódica ao redor do pite formado, caracterizada por escurecimento da região.

A área correspondente aos trabalho elétrico (U) nas curvas de polarização cíclica são relativamente pequenas, o que mostra que o material é altamente resistente à propagação dos pites formados.

Solução E* (mVECS) E pite (mVECS) E prot1 (mVECS) E prot2 (mVECS)

0,6 M NaCl -233 19 1028 37 979 19 610 23

0,5 M NaCl + 0,1 M NaBr -323 50 1000 14 994 8 482 56

0,4 M NaCl + 0,2 M NaBr -301 12 999 11 994 5 443 34

0,3 M NaCl + 0,3 M NaBr -316 7 990 11 1006 12 240 174

0,2 M NaCl + 0,4 M NaBr -280 10 1007 21 1015 30 426 120

0,1 M NaCl + 0,5 M NaBr -302 34 998 0 990 0 110 226

0,6 M NaBr -320 319 - - 133 132

0

250

500

750

1000

1250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Concentração de Br- ( M )

Po

ten

cial

- E

( m

V )

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1E-10 1E-09 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03

Densidade de corrente - I ( A/cm2 )

Po

ten

cia

l - E

( m

V E

CS )

média da reação O2

média da reação Cr3+=Cr6+

Inicio do aumento da densidade de

corrente

Aumento da densidade de corrente mais

acentuado

0

250

500

750

1000

1250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Epite

Eo "(2 HO = O2 + 4H+ + 4 e)"

Eo "(Cr3+ + 4 H2O = HCrO4- + 7 H+ + 3 e)"

E prot1

E prot2

E pite

Eo “( 2H2O = O2 + 4H+ + 4 e )”

Eo “( Cr3+ + 4 H2O = HCrO4- + 7 H+ + 3 e )”

E prot 1

E prot 2

Comparativo entre as curvas de polarização cíclica para todas as soluções que mostra o

aumento da densidade de corrente ocorrendo próxima aos potenciais médios de reação das equações de evolução de O2 e de Cr3+ Cr6+.

Comparativo entre os potenciais de pite, de proteção 1 e 2 e de evolução de oxigênio em

relação as concentrações de brometo das soluções estudadas.

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1E-10 1E-09 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03

Densidade de corrente - I ( A/cm2 )

Po

ten

cial

- E

( m

V E

CS )

-0,33

-0,31

-0,29

-0,27

-0,25

-0,23

-0,21

-0,19

0 600 1200 1800 2400 3000 3600

Solução de 0,6M NaCl

Solução de 0,5M NaCl + 0,1M NaBr

Solução de 0,4M NaCl + 0,2M NaBr

Solução de 0,3M NaCl + 0,3M NaBr

Solução de 0,2M NaCl + 0,4M NaBr

Solução de 0,1M NaCl + 0,5M NaBr

Solução de 0,6M NaBr

Comparativo entre as curvas de polarização cíclica. O retângulo preto destaca a área correspon-dente ao trabalho elétrico (U).

Caracterização da corrosão por pite no aço SAF 2507 nas soluções estudadas