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1PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Corrosão Intergranular •As regiões de Contorno de Grão são mais reativas que a Matriz. •Contornos de Grão (CG): •Impurezas •Enriquecimento e/ou empobrecimento de elementos de liga •Precipitação de fases •Características: •O processo de corrosão envolve o grão, que perde a ligação com a matriz. •O processo corrosivo dissolve uma pequena massa, mas a perda de massa do material é relativamente grande, devido a perda (desprendimento) dos grãos envolvidos pela corrosão. 2PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Exemplos: • Fe em CG de Al (a segregação de Fe é catódica) • Cr23C6 em aços inoxidáveis (gera gradiente de Cr) • CuAl2 em ligas de Al (o CuAl2 aumenta o LR, mas é catódico; com solubilização e têmpera, impede-se a CI mas diminui-se o LR) • Al em ligas de Zn (o Zn é anódico) 3PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Corrosão intergranular de ligas de alumínio • somente ligas 2xxx, 5xxx e 7xxx são susceptíveis à corrosão intergranular – nas ligas 2xxx e nas ligas 7xxx contendo cobre a corrosão intergranular é devida ao empobrecimento em cobre no contorno de grão – nas ligas 5xxx a corrosão intergranular é devida à precipitação no contorno de grão de Mg2Al3 que é anódico com relação à liga – nas ligas 7xxx sem cobre a corrosão intergranular é devida à precipitação no contorno de grão de constituintes contendo Zn e Mg que são anódicos com relação à liga Fonte: Aula Prof. Stepahn Wolynec 4PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Cabeçotes de liga de alumínio Um lote de cabeçotes de motor de automóvel, fundidos numa liga de alumínio, sofreu durante o armazenamento uma corrosão localizada caracterizada por pontos brancos. Um outro lote, fundido em mesma liga, estava isento desses pontos. Submetidos ao ensaio de corrosão intergranular, constatou-se que apenas o material do primeiro lote era susceptível a este tipo de ataque. Fonte: Aula Prof. Stepahn Wolynec 5PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Corrosão intergranular na liga ER5356 utilizada na soldagem de chapas da liga de alumínio AA5052 de um tanque de ácido nítrico O tanque foi fabricado com a liga AA5052 (2,5% Mg), tendo a soldagem sido realizada com a liga ER5654 e em alguns trechos com a liga ER5356 (4,5%<Mg<5,5%). A solda sofreu corrosão intergranular, inclusive com perfuração do tanque, em soldas ER5356 que apresentavam teor de Mg da ordem de 6%, superior ao especificado. Corrosão da fase beta (Mg2Al3) precipitada em contorno de grão. Fonte: Aula Prof. Stepahn Wolynec 6PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Aspecto Macro versus Micrográfico Aços Inoxidáveis Austeníticos (Morfologia – Sensitização) 7PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Referência: José Veríssimo - SENAI – Trabalho para o Prof. Robson – maio/2008. Aços Inoxidáveis Austeníticos (Morfologia – Sensitização) Aspecto Macro versus Micrográfico 8PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Fonte: Aula Prof. Stepahn Wolynec Região sensitizada Cordão de solda Aços Inoxidáveis Austeníticos (Morfologia – Sensitização) Aspecto Macro versus Micrográfico 9PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Corrosão intergranular num vaso de pressão de aço inoxidável AISI 304 Detalhe Microestrutura Fonte: Aula Prof. Stepahn Wolynec Aços Inoxidáveis Austeníticos (Morfologia – Sensitização) Aspecto Macro versus Micrográfico 10PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Mecanismos de Corrosão Intergranular (originalmente para Aços Inoxidáveis, mas atende outras ligas). Cr23C6 52x23 + 12x6 = 1268 94,3%Cr (Cr,Fe)23C6 52x23 + 12x6 = 1268 80-94%Cr 11PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Mecanismos de Corrosão Intergranular (originalmente para Aços Inoxidáveis, mas atende outras ligas). 12PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Micrografia óptica de aço inoxidável austenítico sensitizado mostrando corrosão intergranular. Aumento: 200x. SHREIR , p.1:38 (Fig 1.7). SHREIR , p.1:39 (Fig 1.8). Esquema da corrosão intergranular em aço 18-8. SHREIR , p.1:39 (Fig 1.8). Aços Inoxidáveis Austeníticos (Morfologia – Sensitização) 13PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Variação do teor de Cr através do contorno de grão de aço 18-8. SHREIR , p.1:39 (Fig 1.8). Curva TTS do aço AISI 304 tratado a 1066oC (HENTHORNE, 1972. In: MAGRI, M., Dissertação de Mestrado, EPUSP, 1995, p.25, Fig. 2-14. 10-1 100 101 102 106 Tempo (min) Aços Inoxidáveis Austeníticos (Morfologia – Sensitização) 14PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros UNS S43000 aquecido a 1200 C e resfriado em óleo após Prática W. Aumento: 100x. Idem. Aumento: 1000x. Rogério Felipe Pires – ABM 2004 Aços Inoxidáveis Ferríticos (Morfologia – Sensitização) 15PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Carlos Augusto Serna Giraldo, ABM 2004 UNS S43000 solubilizado a 1200°C e resfriado em água em MO após Prática W. Idem, em MEV após ataque com reagente Vilella (ácido pícrico + clorídrico + etanol). Aços Inoxidáveis Ferríticos (Morfologia – Sensitização) 16PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros PARONI, Alexandra Silvia Matheisen Sensitization and pitting corrosion resistance of ferritic stainless steel aged at 800 C. Corrosion, NACE, vol. 62, n. 11, p. 1039-1046, November, 2006. ISSN 0010-9312 Microstructure of UNS S43000 after solution treatment at 1,160 C for 20 min. SEM. The precipitation of intergranular chromium carbides can be noted. Etchant: 0.5M H2SO4. Esquema da corrosão intergranular em aço 18-8. SHREIR , p.1:39 (Fig 1.8). Aços Inoxidáveis Ferríticos (Morfologia – Sensitização) 17PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Comparação entre curvas TTS dos aços AISI 304 e AISI 430 tratados a 1066oC (HENTHORNE, 1972. In: MAGRI, Marcelo, Dissertação de Mestrado, EPUSP, 1995, p.25, Fig. 2-14.) Aços Inoxidáveis Ferríticos (Morfologia – Sensitização) 18PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros • O coeficiente de difusão do Cr é ~100 vezes maior na ferrita. • Todos os fenômenos controlados pela difusão do Cr ocorrem em menor tempo: •precipitação, •sensitização e •recuperação. Aços Inoxidáveis Ferríticos (Morfologia – Sensitização) 19PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros • Austeníticos: ASTM A262 •Prática A •Ensaios de imersão • Ferríticos: ASTM A763 •Prática W •Ensaios de imersão • EPR: Método Eletroquímico de Reativação Potenciodinâmica •DL-EPR : trata-se de um ensaio potenciodinâmico com ciclo duplo. • Curvas de polarização potenciodinâmica: •2o. máximo de densidade de corrente anódica Avaliação da Corrosão Intergranular 20PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Curvas de polarização anódica do ferro e cromo puro e de ligas binárias Fe-Cr em solução H2SO4 a 25 C (COWAN II; TEDMON, 1973). [Carlos A. Serna Giraldo, Doutorado, 2006]. Imersão: 2°. Máximo de densidade decorrente anódica Prática A e W EPR 21PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Formas de atuação dos métodos de avaliação: • Práticas A e W: determinam a presença ou ausência de fases ricas em Cr. • O eletrólito e o potencial utilizados provocam-se a dissolução das fases ricas em Cr . Região de alto potencial (>1V). • Imersão: determina a perda de massa após corrosão intergranular – dissolve as regiões pobres em Cr. (Região acima do trecho ativo e início da passivação.) -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 1 10 100 1000 10000 100000 Densidade de corrente (A / cm²) Po te nc ial (V EC S) -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 1 10 100 1000 10000 100000 Densidade de corrente (A / cm²) Po ten cia l (V EC S) • Curvas de Polarização: a i2°.max é proporcional à área empobrecida. •EPR: determina o GS (Grau de Sensitização) através de parâmetro proporcional à relação: área empobrecida/área da matriz. 22PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros •Curvas de polarização potenciodinâmica: 2o máximo de densidade de corrente anódica -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 1 10 100 1000 10000 100000 Densidade de corrente ( A / cm²) Po te nc ial (V EC S) Curva de polarização para o aço AISI 410 temperado a partir de 975oC e revenido a 300oC. -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 1 10 100 1000 10000 100000 Densidade de corrente ( A / cm²) Po ten cia l (V EC S) Curva de polarização para o aço AISI 410 temperado a partir de 975oC e revenido a 550oC. 23PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros ASTM A262 – Prática A - Austeníticos “Step” - Degraus “Ditch” - Vala 24PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros “Dual” - Mista “End grain pits” – Pites profundos nos contornos de grão Diferentes tipos de pites As fotos em MEV são do aluno José Veríssimo - SENAI – Trabalho para o Prof. Robson – maio/2008. 25PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Ilhas de ferrita em matriz austenítica – fundidos e soldas Valas interdendríticas ASTM A262 – Prática A – Austeníticos - Bruto de Fusão 26PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros • Desintegração intergranular de um aço inoxidável AISI 304 provocada por tratamento de sensitização de 30 min a 650ºC, após ensaio em solução ácida de sulfato de cobre. Fonte: Aula Prof. Stepahn Wolynec ASTM A262 – Imersão - Austeníticos 28PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Aço UNS S43000 após Prática X. Tratamento térmico: 600 C – 20 min. Observa-se a amplitude e profundidade das valas nos contorno de grão e ausência de grãos o que proporciona uma maior perda de massa e conseqüentemente, maior taxa de corrosão. [Carlos Augusto Serna Giraldo, Doutorado, 2006.] Prática X da norma ASTM A763 - Ferríticos Ensaio de imersão em solução de ácido sulfúrico-sulfato férrico em ebulição. 29PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Prática X da norma ASTM A763 - Ferríticos Ensaio de imersão em solução de ácido sulfúrico-sulfato férrico em ebulição. Precipitados Aço UNS S43000 após Prática X mostrando ataque geral no grão e uma rede continua de precipitados no contorno do grão (carbonetos e/ou nitretos de cromo). Tratamento térmico: 600 C – 5 min. O GS pelo DL-EPR é maior do que o recuperado mas é bem menor do que o 1 máximo, a 10 min. [Carlos Augusto Serna Giraldo, Doutorado, 2006.] 30PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Diagrama esquemático do ensaio DL-EPR. (Carlos A. Serna Giraldo, Doutorado, 2006 - MAJIDI, STREICHER, 1986). GS = ir / ia ir ia ir ia = 1,67mV/s 31PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros -6 0 0 -4 0 0 -2 0 0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 1 ,E-0 8 1 ,E-0 7 1 ,E-0 6 1 ,E-0 5 1 ,E-0 4 1 ,E-0 3 1 ,E-0 2 1 ,E-0 1 de ns idade de corre nte (mA /cm2) Po ten cia l (V EC S) DL-EPR em 0,5M H2SO4 para o aço UNS S43000 tratado a 550 C por 2 horas e morfologia após polarização. Observa-se ataque das regiões pobres em cromo. [Carlos Augusto Serna Giraldo, Doutorado, 2006.] 32PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros Referências Bibliográficas 1. SHREIR, L. L. Corrosion. 2a. ed. London. Newnes - Butterworths, 1976. p.1:36. 2. MAGRI, Marcelo; ALONSO, Neusa. Métodos para avaliação da corrosão intergranular em aços inoxidáveis. Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP/Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, n. 95/009, 1995. 28p. 3. MAGRI, Marcelo. Corrosão intergranular em Aços Inoxidáveis. In: Métodos eletroquímicos para avaliação da sensitização do aço inoxidável martensítico AISI 410. Dissertação de Mestrado, Escola Politécnica - USP, 1995, 150p. Capítulo 2.3, p. 18-30. 4. ALONSO-FALLEIROS, Neusa; MAGRI, M.; FALLEIROS, I. G. S. Intergranular corrosion in a martensitic stainless steel detected by electrochemical tests. Corrosion, NACE, vol. 55, n. 8, p. 769-778, August, 1999.
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