Influência dos teores de brometo e cloreto na corrosão por pite do aço inoxidável dúplex UNS...
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Influência dos teores de brometo e cloreto na corrosão por pite do aço inoxidável dúplex UNS S32750 (SAF 2507)
www.fei.edu.br
Departamento de Engenharia Mecânica
TATIANA CRISTINA [email protected]
Orientador: Prof. Dr. Rodrigo [email protected]
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