apresentação analise de sensitização por resistividade eletrica

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Universidade Ceuma
Diego Felipe Mesquita
Avaliação da sensitização em um aço inoxidável austenítico AISI 304 através de medidas de resistividade elétrica.
I - Introdução
 Necessidade surge nas indústrias química e petroquímica.
 Submetem o aço a condições causando a sensitização.
 Apesar de ser solucionável surge o cuidado de monitoramento ou avaliação das condições do aço.
 
II - Justificativas
 Testes químicos e eletroquímicos são limitados quanti e qualitativamente nas medições ou quantificações da sensitização.
 Medida de resistividade elétrica sensível a mudanças na microestrutura (mais preciso).
III - Aços Inoxidáveis
 Ligas a base de Fe e C, contendo Cr e outros elementos de liga.
 Cr mínimo de 11% para formação de camada passiva. 
Resistentes à corrosão e propriedades mecânicas – fatores mais importantes na seleção de aços.
III A) – Camada Passiva
 Forma com a reação entre a superfície do material e o O2 
 Formação de camada interna de oxido e externa de hidróxido (oxi-hidróxido de ferro e cromo)
 Pode-se adicionar ligas para maior resistência. Ex:
 Níquel – Aumenta a resistencia à corrosão e ao calor.
 Manganês – Auxilia as propriedades do Níquel quando associados.
 Molibdênio – estabiliza da camada passiva. Resistência ao H2SO4 e água do mar
 Titânio, Nitrogênio, C(martensíticos).
III B) - Classificação
 Conformados; Fundidos
Conformados:
- Ferríticos: Formado por Fe-Cr; Cr em mais de 25%; C limite de 0,12%. Melhor resistência a corrosão em meios ácidos.
- Martensíticos: Fe-Cr-C; C superiores a 0,15%; ferromagnéticos. 
- Duplex: microestrutura de austenita e ferrita em fraçoes volumetricas similares. 
- Endurecíveis por precipitação (PH): Divididos em martensíticos, semi-austeníticos e austeníticos.
- Austeníticos: Ligas de Fe-Cr-Ni; Cr entre 16 e 26% e Ni entre 7 e 22%.
O aumento da concentração de Cr favorece a resistencia à corrosão e oxidação. O Ni estabiliza a austenita e auxilia na formação da camada passiva.
 Não magnéticos;
 Uso em reatores, câmaras de combustão, trocadores de calor, condensadores e colunas de destilação.
IV – Aço Inox. Austenítico 304 
 18% de Cr, 8% de Ni e C de no máximo 0,08% em peso.
 Razoável resistência à corrosão em diferentes meios.
 Aquecimento ou resfriamento lento – precipitação de carbonetos de cromo – corrosão.
V - Carbonetos M23C6
 Exposição à temperaturas elevadas – precipitação de fases (carbonetos, nitretos)
 M = Cr (Fe, Mo e Ni – Cr; B, N – C).
 Presentes no aço entre 400º e 950ºC.
 O tempo mínimo de formação diminui com o teor de C. 
VI – Sensitização
 Cr23C6 (Formula – Precipitação);
 Áreas adjacentes suceptíveis à corrosão.
-Consequências: perdas nas propriedades mecânicas (corrosão sob tensão). 
 Ocorre durante resfriamento ou aquecimento lento após solubilização ou tratamento termodinâmico e durante soldagens.
 Taxa de carbono e tempo.
VI.I – Métodos de Estabilização (Redução de precipitação)
 Diminuição do teor de C – 304L, 316L, 347L;
 Tratamento termico de solubilização.
 Estabilização por adição de elementos microligantes – Ti, Nb;
 Controle de cinética de precipitação de carboneto.
VII - Condutividade Elétrica
 Principal conceito: a condutividade é infinita em material de rede cristalina perfeitamente periódica e finita em materiais com desvios de periodicidades.
 Causas de desvios: Fônons (vibrações térmicas) e impurezas
 Perdem energia;
 σ (constante de proporcionalidade) – decresce com a diminuição de temperatura.
VIII – Resistividade Elétrica.
IX- Formulas para uso da resistividade
X – Análise Qualitativa do Grau de Sensitização
 Precipitações de carbonetos de Cr;
 Norma ASTM A 262-10:
Amostras com min de 1 grão são rejeitadas;
Não contenham pelo menos um grão são aprovadas.
X.I – Procedimentos da prática A
 Descrição;
 Resultados: 7 tipos de microestruturas, 3 de interesse:
Step
Dual
Ditch
XI – Análise do Grau de Sensitização - DL-EPR
Ir/Ia. 
XII – Método de Resistividade Elétrica pelo Método da Sonda de Quatro pontas
 Difere do método de duas pontas;
 Monitoramento da tensão;
XII.I – Fatores de Correção
XII.II – Possíveis erros nas Medidas de RE utilizando o MSQP
 Dimensão da amostra;
 Espaçamento das pontas; 
 A temperatura (também pode implicar)
XIII – Análise em ação
 
XIII.I - Resultados
 Análise Química
 Análise Qualitativa do Grau Sensitização
Aço
C
Mn
Si
Ni
Cr
AISI 304
0,08
1,1
0,79
8,0
18,0
Tabela 4.1: Composição química do aço (%em peso).
 Análise Quantitativa do Grau de Sensitização
 Resistividade Elétrica 
T(°C) Resistividade Elétrica (10-7Ω.m)
 
-
1h
2h
4h
6h
12h
600
 
8,00
7,88
7,62
7,62
7,44
800
 
8,20
8,10
7,95
7,85
7,82
900
 
8,35
8,30
8,21
8,01
7,91
CR
8,42
 
 
 
 
 
 Microdurezas Vickers
T(°C)Microdureza(HV)
 
-
1h
2h
4h
6h
12h
500
 
350
347
351
371
376
600
 
277
301
316
337
317
700
 
271
268
308
288
301
900
 
237
265
266
259
263
CR
218
 
 
 
 
 
XIV – Conclusões
 As microdurezas das amostras CR e S foram classificadas como step; 
 O comportamento do GS com a temperatura de sensitização revela que a precipitação de M23C6/sensitização alcança intensidade máxima a 600ºC;
 O GS aumenta rapidamente, enquanto a RE diminui, com o tempo de sensitização. Tornam-se aproximadamente constantes.
 A RE diminui com o aumento da temperatura, no intervalo de 600 a 900ºC, devido provavelmente a diminuição da fração volumétrica de precipitados;
 Os resultados confirmam o potencial do método;
 Existe uma relação linear entre RE e a microdureza Vickers.
FIM