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4-Aço inoxidável austenitico 4.1- Características gerais 4.1.1- Introdução Os aços inoxidáveis auteniticos são os aços inoxidáveis mais utilizados comercialmente, devido principalmente ao fato de resistirem à corrosão em diversos meios corrosivos e de apresentarem um bom desempenho em relação a resistência mecânica e a ductilidade. Essas ligas geralmente apresentam uma estrutura totalmente austenitica com uma célula unitária CFC, o que faz com que elas praticamente não apresentem uma temperatura de transição dúctil/frágil, sendo, portanto, utilizadas em aplicações a baixas temperaturas (aplicações criogênicas), como ocorre com as tubulações que transportam nitrogênio líquido. Entre as ligas de aço inoxidável as ligas austeniticas são as que apresentam maior resistência à fluência, sendo, portanto, as que podem ser utilizadas em temperaturas mais elevadas nas condições que permitem a ocorrência da fluência. Devido à estrutura CFC as ligas de aço inoxidável austenitico apresentam elevada tenacidade e ductilidade, o que favorece a realização dos processos de conformação. Além do mais as ligas de aço inoxidável austenitico são as que apresentam melhor soldabilidade entre as ligas inoxidáveis. Essas características tornam o custo do processamento dessas ligas geralmente inferior ao das demais ligas de aço inoxidável, o que contribui para a ampla utilização dessas ligas. As ligas inoxidáveis austeniticas convencionais apresentam como importante limitação a baixa resistência a corrosão sob tensão em meios contendo cloreto, o que impede a utilização dessas ligas em várias aplicações. Com o objetivo de elevar a resistência a corrosão sob tensão, assim como elevar a resistência a corrosão uniforme e a corrosão localizada foram desenvolvidas as ligas inoxidáveis conhecidas como super austeniticas. Essas ligas são caracterizadas por apresentarem teores de Mo superiores aos das ligasinoxidáveis austeniticas convencionais, além de teores relativamente elevados de N, Cr e Ni. 4.1.2- Composição e aplicações As ligas de aço inoxidável austenitico apresentam como principais elementos de liga o Cr e o Ni. O cromo é geralmente adicionado em um teor entre 11 a 25%p., e o níquel cujo principal função é atuar como estabilizador da austenita é geralmente adicionado em um teor entre 6,8 a 35%p., sendo essas ligas classificadas como da serie trezentos. O Ni também eleva a resistência a oxidação em temperaturas elevadas, e ao choque térmico. Com a elevação do teor de Cr ou com a adição de outros elementos alfogenos como o Mo, o teor de Ni deve ser aumentado para que a estrutura da liga se mantenha austenitica. No entanto, em algumas ligas (ligas da série duzentos), oMn, o qual é geralmente adicionado como desoxidante, é também utilizado como principal estabilizador da austenita, apresentando um teor, em torno de 7%p. A utilização do Mn como principal estabilizador da estrutura austenita diminui o custo da liga devido ao menor custo desse elemento em relação ao do Ni, mas diminui a resistência a corrosão principalmente a corrosão por pite. No entanto, a elevação do teor de Mn aumenta a solubilidade do N favorecendo assim a resistência a corrosão por pite. Além do Ni, Cr e Mn é também adicionado no aço inoxidável austenitico outros elementos de liga como o Mo, N, Si, Cu, Se, Ti e o Nb. A concentração de C nas maioria das ligas austeniticas varia entre 0,03%p.a 0,15%p., sendo que essa concentração esta relacionada com a ocorrência da corrosão intergranular na liga causada pela formação doCr23C6 no contorno de grãos com o consequente empobrecimento de Cr nas adjacências desse precipitado. Nas ligas inoxidáveis austeniticas contendo um teor de C menor ou igual a 0,03%p. o baixo teor desse elemento evita a formação do Cr23C6 em um nível que causa a corrosão intergranular, sendo essas ligas denominadas de ligas do tipo L (ligas 304L e 316L, por exemplo). A utilização das ligas do tipo L é geralmente o procedimento mais utilizado quando a liga inoxidável austenitica é submetida a uma temperatura entre 400°C a 800°Cqueresulta na presença do Cr23C6, como ocorre durante o processo de soldagem. No entanto as ligas do tipo L apresentam um custo mais elevado em relação as ligas com maior teor de C. Além do mais, a liga do tipo L apresenta uma menor resistência mecânica e menor resistência ao desgaste por abrasão devido ao baixo teor de carbono, portanto nas aplicações nas quais essas propriedades são importantes é adicionado o nitrogênio na liga (ligas do tipo LN), para melhorar essas propriedades. Além do carbeto de cromo também é possível a formação na liga austenitica do nitreto de Cr no contorno de grãos, no entanto, devido a solubilidade relativamente elevada do nitrogênio na austenita, a formação do carbeto de cromo ocorre preferencialmente a formação do nitreto de cromo. O Mo é adicionado no aço inoxidável austenitico com o objetivo principal de elevar a resistência à corrosão por pite. Nas ligas inoxidáveis austeniticas convencionais esse elemento é adicionado geralmente em um teor entre 2 a 4%p. como ocorre nas ligas 316 e 317, as quais são normalmente utilizadas em meios contendo cloreto. Já quando é desejada uma vida útil mais elevada da liga inoxidável austenitica nesse meio, são utilizadas ligas com teor de Mo superior a 4%p., sendo essas ligas denominadas de super austeniticas. O nitrogênio além de elevar a resistência à corrosão por pite da liga, conforme descrito anteriormente, também aumenta significativamente a resistência mecânica devido ao endurecimento por solução sólida intersticial. Na estrutura austentica a solubilidade do N, é relativamente elevada o que permite que esse elemento seja adicionado em um nível que permite elevar significativamente a resistência mecânica e/ou resistência a corrosão por pite da liga. Já nas ligas de aço inoxidável ferritico a solubilidade do N é insignificante, sendo essa característica uma das causas do fato de ser possível obteruma liga inoxidável austenitica com resistência a corrosão por pite significativamente superior ao das ligas inoxidáveis ferriticas. A adição do Niôbio eleva a resistência a fluência da liga permitindo a sua utilização em temperaturas mais elevadas nas aplicações nas quais a fluência pode ocorrer. O selênio melhora a usinabilidade. O Cu eleva a resistência à corrosão em solução de ácido sulfúrico efavorece o efeito do trabalho a frio na elevação da resistência mecânica.. A adição do Ti assim como a de Nb einibe a formação de carbeto de Cr, tornando assim a liga resistente à corrosão intergranular. O Si eleva a resistência a corrosão em ácidos oxidantes, e a resistência a oxidação em temperaturas elevadas. O enxofre e o fósforo são impurezas que favorecem a usinabilidade da liga. No entanto, como descrito anteriormente a presença do S resulta na formação de inclusões de sulfeto que atuam como sitio de nucleação do pite. A presença do S e do P também favorece a ocorrência de trincas a quente durante o processo de soldagem. Devido ao teor relativamente elevado de Ni, as ligas inoxidáveis austeniticas apresentam geralmente um custo superior ao das ligas inoxidáveis ferriticas, e duplex ee martensiticas. Além do mais, as ligas austeniticas apresentam como importantes desvantagens a elevada susceptibilidade à corrosão sob tensão em meios contendo cloreto ou vapor de água, e a elevada vulnerabilidade à oxidação cíclica e à fratura por fadiga térmica quando submetidas à elevadas temperaturas. No entanto, nas aplicações nas quais a resistência à corrosão por pite ou corrosão uniforme é importante, além do custo do processo de manufatura,a utilização da liga austenica é vantajosa em relação à ferritica. Além do mais, como citado anteriormente a maior resistência à fluência e a ausência da temperatura de transição dúctil frágil permite que as ligas austeniticas sejam utilizadas em uma faixa de temperatura mais elevada que às ligas ferriticas em diversas situações. É importante também citar que na liga austenitica não esta presente a fase fragilizante α`, que ocorre nas ligas ferriticas após longa exposição em temperaturas entre 300 e 500ºC. Apesar do custo superior as ligas inoxidáveis austeniticas são utilizadas em um maior número de aplicações que as ligas de aço inoxidável martensitico. Algumas das aplicações nas quais a utilização das ligas martensiticas é mais vantajosa incluem aquelas que exigem elevada resistência mecânica e/ou resistência ao desgaste por abrasão em um meio corrosivo que não exige resistência a corrosão elevada como ocorre com a atmosfera rural e com água doce. As ligas de aço inoxidável duplex apresentam importantes vantagens sobre as ligas inoxidáveis austeniticas, tais como uma resistência mecânica geralmente superior, uma elevada resistência a corrosão sob tensão em meios contendo cloreto e uma maior resistência a corrosão por pite considerando ligas com custos semelhantes. No entanto, a utilização das ligas austeniticas é mais vantajosa naquelas aplicações nas quais o menor custo do processo de manufatura das ligas austeniticas compensa a maior resistência a corrosão por pite das ligas duplex. Além do mais, as ligas austeniticas tendem a apresentar uma maior resistência a corrosão em temperaturas acima da ambiente. A presença das fases fragilizantes nas ligas duplex, como descrito no item, limita a utilização dessas ligas a uma temperatura inferior a 250ºC e mesmo em temperaturas nas quais essas fases não ocorrem a resistência a corrosão por pite das ligas austeniticas tende a ser menos sensível a elevação da temperatura que as ligas duplex, como é visto no item . As ligas inoxidáveis super austeniticas apresentam geralmente um teor de Mo entre 4,5%p. a 8%p. e uma concentração muito baixa de impurezas. Além da maior resistência a corrosão por pite em relação às ligas auteniticas as ligas super austeniticas apresentam também uma maior resistência mecânica, maior resistência a corrosão sob tensão, e devido ao baixo teor de carbono, entre 0,01%p. a 0,03%p., não sofrem corrosão intergranular e apresentando uma soldabilidade elevada em relação às demais ligas inoxidáveis. O custo das ligas inoxidáveis super austeniticas é intermediário entre as super ligas de Ni e as demais ligas inoxidáveis e embora o custo das ligas super austeniticas seja superior ao das demais ligas inoxidáveis elas são utilizadas em várias aplicações, principalmente as que requerem elevada resistência a corrosão por pite em temperatura acima da ambiente. Nas tabelas 1 e 2 estão descritas respectivamente, as composições das pricipais ligas inoxidáveis austeniticas convencionais e ligas inoxidáveis super austeniticas. Tabela 1 [1-3]- Composição de ligas inoxidáveis austenicas convencionais Liga Cr C Ni Mn M o P S Si Outro s AISI301(UNS=S301 00) 16 a 18 0,15 max . 6,0 a 8,0 2,0 max. - 0,045 0,03 0 1,0 N=0,1 0 max. AISI 302 (UNS=S30200) 11, 5 a 13, 0 0,15 1,0 0,04 0,03 0,50 - AISI 304 (UNS=S30400) 18 a 20 0,08 8,0 a 10, 5 2,0 max. - 0,045 0,03 0 1,0 max . N=0,1 0 max. AIS 304L (UNS=S30403) 18 a 20 0,03 max. 8,0 a 12 2,0 max. - 0,045 0,030 1,0 max. N=0,10 max. AISI 310 (UNS=31000) 25 0,25 max. 20,5 2,0ma x. 0,045 0,030 1,0 max. - AISI 316 (UNS=S31600) 16 a 18 0,08 10 a 14 2,0 max. 2,0 a 3,0 0,045 0,030 1,0 N=0,10 AISI 316L (UNS=S21603) 16 a 18 0,03 max. 10 a 14 2,0 max. 2,0 a 3,0 0,045 0,030 1,0 max. N=0,10 AISI 317 (UNS=S31700) 18, 0 a 20, 0 0,08 11,0 a 15,0 2,0 max. 3,0 a 4,0 0,045ma x. 0,030 0,75 max. N=0,10 AISI 317L (UNS=S31703) 17,0 a 20,0 0,03 11,0 a 15,0 2,0 max. 3,0 a 4,0 0,045max. 0,030 0,75 max. N=0,10 AISI 321 17,0 a 19,0 0,08 max. 9,0 a 12,0 2,0 max. - 0,045 max. 0,030 max. 1,0 max. AISI 332 (UNS=N0880) 19,0 a 23,0 0,03 30,0 a 35,0 1,5 - - - 1,0 Nb=0,25 a 0,60 AISI XM-19 (UNS=S20910) 20,5 a 23,5 0,06 max. 11,5 a 13,5 4,0 a 6,0 1,5 a 3,0 0,045 max. 0,03 max. 1,0 max. Nb=0,10 a 0,30 V-0,10 a 0,30 N=0,20 a 0,40 AISI317 LMN(UNS=S31726 17,0 a 20,0 0,03 13,5 a 17,5 2,0 max. 4,0 a 5,0 0,045 max. 0,030 max. 0,75 max N=0,10 a 0,20 216 (UNS=S21600) 16,0 a 22,0 0,08 5,0 a 7,0 7,5 a 9,0 2,0 a 3,0 0,045 0,030 1,0 N=0,25 a 0,50 216L(UNS=S21603) 16,0 a 22,0 0,03 7,5 a 9,0 7,5 a 9,0 2,0 a 3,0 0,045 0,030 1,0 N=0,25 a 0,50 Cu=1,5 a 2,0 Tabela 2 [4-12]. Composição de ligas inoxidáveis super austenicas Liga Cr C N Mn M o Ni Si P S Outros F44 (UNS=S31254) 19, 5 a 20, 5 0,0 2 0,1 8 1,0 max . 6,0 a 6,5 17, 5 a 18, 5 0,8 0 0,03 0 0,01 0 Cu=0,5 a 1,0 SSC-6Mo (UNS=NO8367 ) 20, 6 0,0 1 0,2 1 0,4 6,3 24, 3 0,3 0,02 0,00 1 Cu=0,2 5 904L (UNS=N80904 ) 19, 0 a 23, 0 0,0 2 - 2,0 4,0 a 5,0 23, 0 a 28, 0 1,0 0,04 5 0,03 5 Cu=1,0 a 2,0 654 SMO (UNS=S32654) 24, 0 a 25, 0 0,0 2 0,4 5 a 0,5 5 3,0 7,0 a 8,0 21, 0 a 23, 0 0,5 0,03 0 0,00 5 Cu=0,3 a 0,6 BSS (UNS=S31266) 23, 0 a 26, 0 0,0 3 0,3 5 a 0,6 0 2,0 5,0 a 7,0 21, 0 a 24, 0 1,0 0,03 5 0,02 Cu=0,3 a 0,5 W=1,0 a 3,0 4565 (UNS=34565) 23, 0 a 26, 0 0,0 3 0,3 a 0,6 5,0 a 7,0 4,0 a 5,0 16, 0 a 19, 0 1,0 0,03 0 0,02 5 Nb=0,1 5 AL-6XN (UNS=NO8367 ) 20, 0 a 22, 0 0,0 2 a 0,0 3 0,1 8 a 0,2 5 0,4 a 2,0 6,0 a 7,0 23, 5 a 25, 5 0,4 a 1,0 0,02 0 a 0,03 0 0,00 1 a 0,03 0 Cu=0,2 As ligas inoxidáveis super austeniticas apresentam uma resistência mecânica superior a das ligas inoxidáveis austeniticas e das ligas inoxidáveis ferriticas, sendo que esse comportamento ocorre principalmente devido ao endurecimento por solução sólida intersticial causado pela presença do nitrogênio. Essa elevada resistência mecânica aliada a elevada resistência a corrosão por pite e a corrosão sob tensão permite que essas ligas sejam utilizadas em várias aplicações como equipamentos utilizados na indústria de processos químicos e alimentícios, indústria de papel e celulose, plataforma de petróleo e instalações marinhas , mineração, controle de poluição, e na indústria farmacêutica e de biotecnologia. Na tabela 3 estão descritos exemplos de aplicação de algumas das principais ligas austeniticas comerciais.Tabela 3 [13-17]- Exemplos de aplicações de ligas inoxidáveis austenitcas Liga Aplicações 302 Equipamentos hospitalares e farmacêuticos, equipamentos para indústria de alimentos e bebidas, máquinas de embalagens, molas, peças de tubulações, elementos arquitetônicos, utensílios domésticos, e artigos esportivos [ 13] V302H2B estampagem a frio em condições severas, como parafusos de cabeças fechadas, grampos.[ 13] 301 Fins estruturais; correias transportadoras; utensílios domésticos; ferragens; diafragmas; adornos de automóveis; equipamentos para transporte; aeronaves; ferragens para postes; fixadores (grampos, fechos, estojos); conjuntos estruturais onde alta resistência é exigida, em aeronaves [ 14 ] 304 Utensílios domésticos; instalações criogênicas;trocadores de calor; válvulas e peças de tubulações; tubos de vapor; condutores de águas pluviais; calhas; depósitos de cerveja e tanques de fermentação de cerveja; equipamentos para refino de produtos de milho; e equipamentos para leiteria [ 14]. 304L Aplicações nas quais deve-se utilizar um teor de carbono inferior ao da liga 304 para evitar a ocorrrencia da corrosão intergranular como ocorre quando a liga é soldada [ 13]. 310 Utilizadas em temperaturas de ate 1000⁰C em serviços continuas, em aplicações como trocadores de calor,peças de fornos, peças de motores a jato e de turbinas a gás, e aquecedores de ar [13] 316 Produtos que exigem resistência à corrosão localizadae a corrosão uniforme em meios que contem substancias agtessivas como ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, banhos clorados e solução alclina. É utilizado como peças e componentes diversos usados na construção naval ; instrumentos cirúrgicos; equipamentos criogênicos; cubas de fermentação; e equipamentos de indústrias químicas, farmacêuticas, de petóleo, e de papel e celulose [ 14]. XM-19 (UNS=S20910) Eixo de hélice de embarcação e em implantes cirúrgicos, e como laminados nas industrias química e petroquimica [ 13] 316L Aplicações nas quais deve-se utilizar um teor de carbono inferior ao da liga 316 para evitar a ocorrrencia da corrosão intergranular como ocorre quando a liga é soldada [ 13]. AL-6XN (UNS= N08367) Sistemas de tubulação, filtros de água do mar, e equipamentos de trocador de calor em plataforma de petróleo e gás; sistema de tratamento para dessulfurização de gases de combustão (FGD) de usinas termoelétricas a base de carvão; Equipamentos utilizados no tratamento de águas residuais de mineração de carvão e de unidades de controle de poluição da mineração do ouro; plantas de clareamento de celulose com dióxido de cloro; e sistema de dessalinização [15]. 904L (UNS=N80904) Equipamento de armazenamento e transporte de ácido sulfúrico; sistema de tratamento para dessulfurização de gases de combustão e; sistema de tratamento de ácido orgânico no lavador e no ventilador [ 16]. 654 SMO (UNS=S32654) Tubulações, flanges e bicos roscados em contato com agua do mar aquecida; placas de trocador de calor em contato com a agua do mar; e linhas que transportam fluidos contendo elevado concentração de cloreto, H2S e CO2 [17]. 4.1.3- Propriedades mecânicas O endurecimento por solução sólida, o refino de grãos, e o endurecimento através do trabalho a frio (encruamento), são os mecanismos de endurecimento geralmente utilizados para elevar a resistência mecânica e a dureza das ligas inoxidáveis austeniticas. A elevação da resistência mecânica pode também ocorreratravés da formação da martensita nas ligas com baixos teores de elementos de liga. O carbono e o nitrogênio, que causam o endurecimento por solução sólida intersticial, são os elementos mais efetivos na elevação da resistência mecânica por solução sólida. As equações 1 e 2 indicam o efeito de vários elementos na tensão de escoamento (σe) e no limite de resistência a tração (LRT) em uma liga homogênea de aço inoxidável austenítico [18]. σe(Mpa) = 15,4[4,4 + 23(%C) + 32(%N) + 0,24(%Cr) + 0,94(%Mo) + 1,3(%Si) + 1,2(%V) + 0,29(%W) + 2,5(Nb) + 1,7(%Si) + 0,82(%Al) + 0,16(% ferrita) + 0,46(d-1/1/2) (1) LRT(Mpa) = 15,4 {29 + 35(%C) + 55(%N) + 2,4(%Si) + 0,11(%Ni) + 1,2%(%Mo) + 5(%Nb) + 3(%Ti) + 1,2(%Al) + 0,14(%ferrita) (2) Onde :d é o diâmetro médio dos grãos O endurecimento através do trabalho a frio, é um mecanismo eficiente na elevação da resistência mecânica e da dureza das ligas inoxidáveis austeniticas devido a elevada ductilidade dessas ligas. A elevada ductilidade dessas ligas permite que elas sejam submetidas a um elevado nível de deformação favorecendo assim o encruamento. Além desse fator, a realização do trabalho a frio dependendo da composição da liga, pode causar a transformação parcial da austenita em martensita, resultando na obtenção de uma elevada dureza e resistência mecânica Como a liga austenitica geralmente apresenta um baixo teor de carbono, a presença da martensita não resulta na deterioração significativa da ductilidade da liga, não sendo, portanto, necessário a realização do tratamento térmico de revenimento. Como a formação da martensita ocorre através de um mecanismo de cisalhamento, a realização de um trabalho externo que resulte na aplicação de uma solicitação de cisalhamento na liga pode causar a transformação parcial da austenita em martensita. No entanto, a ocorrência dessa transformação, além da intensidade do trabalho a frio depende também da composição da liga. A temperatura (Ms) abaixo da qual a austenita passa a se transformar em martensita, com exceção do Co, aumenta com a diminuição da quantidade dos elementos de liga. Assim, uma menor presença de elementos de liga resulta em uma fase austenita mais instável e, portanto, mais propensa a se transformar em martensita. Portanto, em uma liga com menor presença de elementos de liga submetida a uma determina porcentagem de trabalho a frio, a temperatura necessária para ocorrer a transformação da austenita em martensita será maior, podendo ocorrer na temperatura ambiente. As ligas de aço inoxidável austenitico com menores teores de Cr e Ni (teores de Cr e Ni inferiores a 20%.p. e 14%p., respectivamente), entre as quais estão incluídas as ligas 301, 321, e 201, são mais susceptíveis à transformação martensitica através do trabalho a frio. Essas ligas, que são conhecidas como ligas lean, podem alcançar uma elevada resistência mecânica devido a formação da martensita. A liga 301 quando trabalhada a frio pode alcançar uma tensão limite de escoamento acima de 1000 MPa [19], sendo utilizada em aplicações que exigem elevada resistência mecânica. É importante esclarecer que as equações 1 e 2, as quais se referem ao efeito da presença dos elementos de liga na elevação da resistência mecânica através do endurecimento por solução sólida, não são válidas para as ligas inoxidáveis austeniticas lean submetidas a um trabalho a frio que resultou na formação da martensita, pois nesse caso a diminuição dos teores de Cr e Ni eleva a resistência mecânica da liga por favorecer a transformação da asutenita em martensita. Esse efeito prevalece sobre o efeito do endurecimento por solução solida causado pela presença do Cr e Ni. A maior ductilidade da liga austenitica em relação às demais ligas de aço inoxidável, e a ausência na liga austentica da temperatura de transição dúctil/frágil presente nas demais ligas inoxidáveis esta relacionada com a elevada densidade planar dos planos de escorregamento presentes na estrutura CFC. A estrutura CCC presente na ferrita contém um número de sistemas de escorregamentosemelhante ao presente na estrutura CFC (12 sistemas de escorregamento), no entanto os planos de escorregamento presentes na estrutura CFC apresentam uma densidade planar mais elevada o que favorece o movimento das discordâncias, permitindo assim que um maior número de discordâncias alcance a superfície do metal resultando em uma maior capacidade de deformação plástica. Na tabela 4 estão as propriedades mecânicas de algumas ligas inoxidáveis austeniticas convencionais e super austenitica. Tabela 4 [20-28] - Propriedades mecânicas de várias ligas inoxidáveis austeniticas e super austeniticas Liga Tensão limite de escoamento (Mpa) Limite de resistência a tração (Mpa) % de Alongamento 304 (UNS=S30400) 205 515 50 317 (UNS=S31700) 330 683 52 316 (UNS=S31600) 310 607 57 XM-19 (UNS=S20910) 380 a 385 690 35 310(UNS=31000) 175 458 50 321 205 515 50 904L (UNS=N80904) 215 a 290 490 a 593 35 a 43 AL- 6XN(UNS=NOS367) 393 770 44 4565 (UNS=S34565) 415 a 480 795 a 910 34 a 40 F44 (UNS=S31254) 300a 310 650 a 850 35 SSC-6Mo (UNS=NO8367) 380 738 48 654 SMO (UNS=S32654) 430 750 40 Em relação à fadiga as ligas inoxidáveis austeniticas apresentam um desempenho inferior ao das demais ligas de aço inoxidável, principalmente em relação à fadiga térmica. O limite de resistência à fadiga da liga austenitica, o qual corresponde a tensão abaixo da qual a ruptura por fadiga não ocorre independentemente do número de ciclos, apresenta um valor em torno de 30% da tensão de escoamento enquanto que nas demais ligas inoxidáveis esse valor esta entre 50 a 60%. O desempenho das ligas inoxidáveis austeniticas em relação à fadiga térmica, a qual corresponde à tensões térmicas cíclicas causadas pela variação de temperatura, é considerado inadequado não sendo aconselhável a utilização dessas ligas nas aplicações sujeitas a essa condição. Esse desempenho esta relacionado com o elevado coeficiente de expansão térmica e a condutividade térmica relativamente baixa das ligas austeniticas. Quando liga é submetida a uma tensão estática como ocorre nas aplicações estruturais, a ocorrência da fluência é o fenômeno que limita a temperatura na qual a liga pode ser usada. As ligas inoxidáveis austeniticas, são as liga inoxidáveis com maior resistência à fluência sendo quesa resistência aumenta significativamente com a presença do C e do N em solução sólida intersticial e do Nb em solução sólida substitucional. Entre as ligas inoxidáveis austenticias com maior resistência a fluência estão as ligas 332, 304H, 316H. Em temperaturas elevadas a partir de uma determinada temperatura, passa a ocorrer a oxidação da liga ferrosa em um nível que envolve a formação de um óxido metálico na forma de placas não aderentes conhecidas como escamas ou carepas. A ocorrência desse fenômeno que causa uma diminuição significativa da área útil do material não é admitida pelas normas em vigência, e portanto, não pode ocorrer durante a aplicação da liga. Portanto, a temperatura a partir da qual a escamação passa a ocorrer, a qual é geralmente superior a da temperatura na qual a fluência ocorre, passa a ser a temperatura que limita a utilização da liga nas condições nas quais a fluência não ocorre. A resistência oxidação das ligas inoxidáveis austeniticas esta relacionada com a formação de um filme de óxido protetor de Cr2O3, o qualé formado quando a ligaapresenta um teor de Cr superior a um valor em torno de 18%p. Portanto, nas condições de aplicação nas quais a resistência à oxidação é um fator importante, a liga deve conter um teor de superior a 18%p. É importante também esclarecer que com a formação do filme de óxido de Cr, devido à exposição da liga à elevadas temperaturas, ocorre o empobrecimento desse elemento na liga o que resulta em uma menor resistência à corrosão por pite quando o filme de óxido é removido. Essa situação pode ocorrer, por exemplo, quando o filme de óxido de Cr formado na liga austenitica através de um processo de soldagem é posteriormente removido. A realização de um trabalho a frio na liga austenitica ou de um tratamento que causa o refino de grãos promove a difusão do Cr para a superfície da liga favorecendo assim a formação do fome de óxido de Cr e consequentemente à resistência a oxidação. A resistência à oxidação da liga austenitica além de ser favorecida pela elevação do teor de Cr também aumenta também com a adição do Ni, Si, Al e Se. Um maior teor de Ni resulta em uma maior resistência a oxidação, o que explica a maior resistência à oxidação das ligas inoxidáveis austeniticas em relação às ferriticas. A adição do Si e Al resulta na formação dos óxidos de SiO2 e Al2O3, respectivamente, que inibem a difusão do oxigênio para a superfície do metal. O Ce é o elemento mais eficiente na elevação da resistência a oxidação formando um filme fino, aderente, e compacto [ref 21 do livro]. Já elementos como o Mo e W formam óxidos voláteis com baixa temperatura de fusão que resulta em uma oxidação catastrófica. As ligas austeniticas 310, 252MA, 352MA e 330 que contem um elevado teor de Ni e/ou Ce estão entre as ligas mais resistentes à oxidação, sendo que as ligas 310 e 252MA resistem à escamação ate uma temperatura de 1090ºC e 1100ºC, respectivamente, e as ligas 352MA e 330 ate uma temperatura de 1200ºC. No entanto, a liga inoxidável austenitica apresenta uma baixa resistência à oxidação cíclica devido ao elevado coeficiente de expansão térmica da liga inoxidável austenitica, que provoca uma tensão suficiente para romper o filme de óxido. Esse efeito pode ser atenuado com a adição de um elemento terra rara. A oxidação da liga austenitica em temperaturas elevadas é favorecida significativamente pela presença do vapor de água, sendo que a temperatura de serviço da liga (temperatura abaixo da qual não ocorre a escamação) diminui entre 50ºC a 100ºC na presença de vapor de água. 4.2- Resistência à corrosão por pite 4.2.1- Efeito da Composição e da temperatura O aço inoxidável austenitico resiste à corrosão uniforme em vários ambientes, tais como a água doce, atmosfera não marinha, e etanol. No entanto, essas ligas são susceptíveis à corrosão localizada por pite, à corrosão na presença de frestas, e a corrosão sob tensão. Essas ligas podem também sofrer corrosão uniforme em determinadas soluções, tais como ácido súlfurico, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácidos orgânicos e soluções básicas como NaOH e KOH. Assim como ocorre com as demais ligas inoxidáveis, a elevação dos teores de Cr e Mo na liga austenitica, aumenta significativamente a resistência à corrosão da liga principalmente a resistência à corrosão localizada por pite. Assim, nas aplicações sujeitas à corrosão localizada por pite é essencial que a liga austenitica contenha Mo. No entanto, na liga austenitica a presençado Cr e Mo é limitada a um teor máximo em torno de 30%p. para evitar a formação da fase sigma, pois como visto anteriormente, a formação dessa fase, a qual causa a fragilização da liga, é favorecida pela adição do Mo e do Cr. As ligas316 e 317 são as ligas inoxidáveis austeniticas convencionais contendo Mo mais utilizadas, sendo utilizadas em vários componentes industriais que estão em contato com cloreto. As ligas 316 e 316L são resistentes a corrosão por pite na água potável com um teor de cloreto ate um valor em torno de 1000mg/l na temperatura ambiente, sendo que na temperatura de 60⁰C essa concentração diminui para um valor em torno de 500 mg/l [50500]. Quando imersas na água do mar as ligas 316 e 316L não apresentam uma resistência a corrosão adequadaem várias situações. Não resistem a corrosão por pite quando a água é aquecida e em diversos ambientes marinhos tem sido constatado que essas ligas exibem uma corrosão superficial associada a presença de fresta e a uma superfície rugosa [29]. A liga inoxidável 317 geralmente apresenta uma resistência a corrosão uniforme e a corrosão por pite superior a da liga 316 devido ao maior teor de Cr e Mo. Na tabela 1 são comparadas as TCP das ligas 316 e 317 mostrando um valor mais elevado para a liga 317. A liga 317 apresenta uma resistência a corrosão adequada em vários meios corrosivos como soluções de ácido fosfórico, deácido clorídrico e de ácido sulfúrico com várias concentrações. Resistem também a corrosão em ácidos orgânicos e ácidos gordurososaquecidos o que torna frequente dessa liga em equipamentos utilizados no processamento de produtos alimentícios e produtos farmaceuticos [30].A liga 317L geralmente não sofre corrosão nos meios nos quais as ligas 304 e 304L são utilizada. No entanto em meios fortemente oxidantes como o ácido nítrico, a resistência a corrosão das ligas 304 e 304L é superior a da liga 317L devido ao desempenho deficiente do Mo nesses meios [30]. Em relaçãoa presença do nitrogênio, a liga inoxidável austenitica apresenta como importante vantagem o fato de que esse elemento apresenta uma solubilidade relativamente elevada na estrutura austenitica o que permite que nessas ligas ocorra a presença do N em solução sólida em uma quantidade suficiente para elevar significativamente a resistência a corrosão por pite. A solubilidade do N na estrutura austenitica aumenta significativamente com uma maior presença do manganês nessa liga. Nas ligas 316 e 317, que apresentam um teor máximo de Mn 2,0%p. o teor de N é de máximo 0,10%p. chegando no máximo a 0,20%p. na liga 317LMN. Já nas ligas austeniticas contendo um teor deMn entre 7,5%p. e 9,0%p. como ocorre com as ligas 216 e 216L o teor de N em solução sólida atinge valores entre 0,25%p. e 0,5%p. Além de possibilitar a elevação da resistência a corrosão por pite o nitrogênio e o Mn apresentam também a vantagem resultante do custo relativamente baixo desses elementos. Nas ligas 216 e 216L o teor de Ni como pode ser observado através da tabela 2, é significativamente inferior ao das ligas 316 e 316L, o que contribui para diminuir o custo da liga. A substituição do Ni pelo Mn causa a resistência a diminuição da resistência a corrosão das ligas 216 e 216L e o fato dessas ligas apresetarem geralmente um teor menor de Mo tende a diminuir a resistência a corrosão por pite. No entanto, esse efeito é compensado pela maior presença do nitrogênio o que faz com que a liga 216 apresente uma resistênciaa corrosão por pite similar a da liga 316 [31]. O custo inferior e a maior resistência mecânica da liga 216, que se deve a maior presença do nitrogênioem solução sólida, faz com que essa liga substitua a liga 316 em várias aplicações como em equipamentos de processos químicos, equipamentos de processamento de alimentos, equipamentos de refino de petróleo e equipamentos utilizados no processamento de papel e celulose [31]. Entre as ligas inoxidáveis austeniticas convencionais com elevado teor de Mn, também é produzida a ligaAISI XM-19. Essa ligacontem um teor de N em solução solida de ate 0,40%p. e apresenta uma resistência a corrosão por pite superior a das ligas 316 e 317 alem além de uma resistência mecânica superior a dessas ligas [ 32]. A liga XM-19 é frequentemente utilizada em aplicações na agua do mar como componente de embarcações. Embora as ligas inoxidáveis austeniticas convencionais contendo Mo possam apresentar uma resistência a corrosão por pite adequada em vários meios como a água do mar, em aplicações nas quais o meio é mais agressivo, como na água do mar acima da temperatura ambiente ou na presença de frestas, a resistencia a corrosão por pite dessas ligas não é adequada sendo substituídas por ligas mais resistentes como as ligas super austeniticas. Como visto anteriormente o efeito da presença do Cr, Mo e N na resistência a equação por pite pode ser avaliado através do número equivalente de resistência a corrosão por pite, PREN ( eq 2), sendo que um maior valor desse parâmetro geralmente implica em uma maior resistência a corrosão por pite. As ligas inoxidáveis austeniticas com valor de PREN mais elevado, como ocorre com as ligas com PREN superior a 40 ( PREN calculado considerando-se 30 vezes o teor de N), são conhecidas como ligas inoxidáveis super austeniticas. A elevada concentração de Mo e Ni presente nas ligas inoxidáveis super austeniticas resulta em uma resistência à corrosão sob tensão dessas ligas em meio contendo cloreto significativamente superior a das ligas austeniticas convencionais. Essa maior resistência a corrosão sob tensão das ligas super austeniticas esta relacionada com a maior estabilidade da asutenita devido ao elevado teor de Ni e a elevação da resistência a corrosão por pite devido ao aumento do teor de Mo que dificulta a nucleação das trincas. A maior resistência a corrosão sob tensão permite a utilização das ligas super austeniticas em aplicações nas quais as ligas austeníticas convencionais não podem ser utilizadas como ocorre em equipamentos imersos na água do mar. Uma liga super austenitica como a liga 254-SMo, exige uma tensão mínima necessária para ocorrer a corrosão sob tensão em torno de nove vezes menor que tensão mínima necessária para ocorrer a corrosão sob tensão na liga inoxidável austenitica 316 [33]. A resistência à corrosão por pite das ligas super austeniticas é comparável a das ligas super duplexque apresentam um custo inferior. No entanto,algumas ligas super austeniticas como a liga S31254 apresentam uma resistênciaa corrosão por pite superior a das ligas super duplex comerciais.Além do mais a diminuição da resistência à corrosão por pite com a elevação da temperatura é mais significativa nas ligas duplex. As ligas inoxidáveis duplex, devem ser utilizadas em temperaturas inferiores a 250⁰C para evitar a ocorrência de fases fragilizantes, que também diminuem significativamente a resistência à corrosão da liga. No entanto, mesmo em temperaturas mais baixas nas quais essas fases não ocorrema diminuição da resistência à corrosão por pite com a elevação da temperatura é menos significativa nas ligas super austeniticas, como pode ser constatado através da tabela 4. Nesta tabela esta descrito o comportamentoem relação a corrosão por pite das ligas inoxidáveis super duplex S32760 e S32750 e da liga inoxidável super austenitica S31254 imersas por 3 meses na agua do mar em diferentes temperaturas. Os resultados representados na tabela4 mostram que a liga inoxidável super austenitica S31254 embora apresente um PREN inferior ao da liga super duplexS32760 (PREN 44 da liga super duplex e da liga super ausetnitica) resiste a corrosão por pite quando imersa durante 3 horas na agua do mar natural a 70⁰C e a 40⁰C na água do mar contendo 1,5 ppm de Cl2 enquanto que aliga super duplex sofre corrosão por pite nessas condições. Na tabela 5 estãos representadas as temperaturas criticas para a ocorrência dopite e para a corrosão sob tensão, além do número equivalente para a ocorrência do pite de algumas ligas inoxidáveis austeniticas e inoxidáveis duplex. Observa-se através dessa tabela que a temperatura critica para a ocorrência da corrosão por pite é inferior a da temperatura necessária para ocorrer a corrosão sob tensão, indicando que a corrosão por pite é o fator limitante da vida útil dessas ligas. Tabela 4 [34]- Valores típicos do PREN (Pitting Resistance Equivalent).), da TCP (da temperaturacritica de pite.) e da CST ( temperatura critica para a corrosão sob tensão) de ligas inoxidáveis na agua do mar. Liga PREN TCP CST 316 (Austenitica) 26 15⁰C 55⁰C 2205 (Duplex) 35 30⁰C 150⁰C S32760 (Super Duplex) 44 70⁰C 250⁰C S31254 (Super Austenitica) 43 70⁰C 250⁰C Tabela 5 [34]- Comportamento em relação a corrosão por pite das ligas inoxidáveis super duplex S32760 e S32750 e da liga inoxidável super austenitica S31254 imersas por 3 meses na agua do mar em diferentes temperaturas. Liga Meio corrosivo Temperatur a Ocorrencia da corrosão por pite Referencia S32760 Água do mar natural 30°C Não 13 S31254 Agua do mar natural 30°C Não 13 S32760 Água do mar natural 70°C Sim 34 S31254 Água do mar natural 70°C Não 34 S32750 Água do mar contendo 2 ppm de Cl2 35°C Não 33 S31254 Água do mar contendo 2 ppm de Cl2 35°C Não 33 S32760 Água do mar contendo 1,5 ppm de Cl2 30°C Não 34 S31254 Água do mar contendo 1,5 ppm de Cl2 30°C Não 34 +S32760 Água do mar contendo 1,5 ppm de Cl2 40°C Sim 34 S31254 Água do mar contendo 1,5 ppm de Cl2 40°C Não 34 S32760 Água do mar contendo 1,5 ppm de Cl2 70°C Sim 34 S31254 Água do mar contendo 1,5 ppm de Cl2 70°C Sim 34 As ligas super austeniticas foram desenvolovidas principalmente para serem utilizadas na produção de petróleo e gás em ambiente marinho, sendo que a liga F44 (S31254) foi uma das primeiras a serem utilizadas comercialmente. Posteriormente foi desenvolvida a liga 4565 (S34565) que embora apresente um menor teor de Mo exibe uma resistência a corrosão por pite superior a da liga F44 devido a maior com concentração de Cr e principalmente de N[35]. Essa concentração mais elevada de N ocorre devido a presença de uma maior quantidade de Mn, conforme pode ser observado através da tabela 3. A maior resistência a corrosão por pite da liga F44 em relação a liga 4565 pode ser observada através dos resultados representados na tabela 6 que exibe os valores médios da temperatura critica de pite dessas ligas obtidos em solução 3M de NaBr. Tabela 6 [35]. Valores valores médios da temperatura critica de pite de várias ligas super austeniticas e ligas de Ni obtidos em solução 3M de NaBr. Liga Temperatura Critica de pite (⁰C) F44 (UNS=S31254) 32,5 4565 (UNS=S34565) 49,3 654 SMO (UNS=S32654) >88,5 Embora as ligas F44 e 4565 apresentem uma resistencia a corrosão por pite satisfatória na agua do mar, a utilização dessas ligas sofre limitações quando utilizada na água do mar em condições severas, o que ocorre em temperaturas elevadas ou em aplicações com uma severa configuração de frestas como ocorre com placas de trocador de calor [36]. Para resistir a corrosão por pite nessas condições foram desenvolvidas mais recentemente varias ligas super austeniticas como a liga 654 SMo (S326540). Essa liga como pode ser observado através da tabela 3, contem elevados teores deCr, Mo e N, sendo uma das ligas inoxidáveis austeniticas com maior presença de elementos de liga e apresenta uma resistência a corrosão por pite superior a das ligas F44 e 4565, conforme pode ser observado através da tabela 4. Também tem sido constatado [37] que a liga 654 SMo apresenta uma resistência a corrosão sob tensão induzida por cloreto superior a da liga 316 e a da liga inoxidável super duplex S32750. As ligas 654 SMo podem inclusive substituir ligas de Ni em algumas aplicações [35] Na produção de petroleo e gás em campos submarinos também são utilizadas com frequência as ligas super austeniticas AL-6XN (NO8367) que apresentam uma resistência a corrosão por pite e a corrosão na presença de frestas inclusive em temperaturas acima da ambiente. Versões mais recentes das ligas AL-6XN, como a liga AL-6XN Plus [38], que apresenta elevados teores de Mo (6,7%p.), Cr (21,8%p.) e N(0,24),e principalmente baixos teores de impurezas S ( <0,001%p. ), P ( 0,020%p. ) e Si (0,35) estão entre as ligas inoxidáveis que apresentam maior resistência a corrosão por pite em solução oxidante de cloreto. Tem sido contatado que a liga inoxidável super austenica AL-6XN Plus resiste satisfatoriamente à corrosão por pite na agua do mar a uma temperatura de 95⁰C. 4.2.2- Efeito da estrutura A estrutura dos aços inoxidaveis austeniticos apresenta um efeito importante na resistência à corrosão por pite da liga, sendo esse efeito relacionado com a presença de fases ricas em Cr e/ou Mo, como carbetos ou nitretos metálicos ( M23C6, M6C, MC e Cr2N) e as fases intermetálicas sigma, (σ), fase Chi (χ) e a fase de Lavres (η). Devido à elevada concentração do Cr e do Mo nessas fases ocorre o empobrecimento desses elementos em solução sólida nas regiões adjacentes a essas fases favorecendo assim à formação do pite nessas regiões. Como descrito no item anteriormente a formação do carboneto Cr23C6 ocorre no contorno de grãos da austenita na faixa de temperatura entre 450⁰C 850⁰C e além de diminuir significativamente a resistência à corrosão por pite da liga, resulta em uma corrosão intensa no contorno de grãos conhecida também como corrosão intergranular ou sensitização. No entanto, a utilização de ligas com um teor de C inferior a 0,03%p. como ocorre com a ligas 304L e 316L, e também a adição na liga de Nb e/ou Ti deve inibir a formação do Cr23C6 na liga soldada. O Nb e o Ti apresentam elevada afinidade com o C e por difundirem mais rápido que o Cr são formados carbonetos de Nb ou de Ti preferencialmente ao carboneto de C. A fase intermetálica sigma, que é uma fase rica em Cr e Mo é encontrada em maior quantidade na liga inoxidável asutenitica em relação as demais fases intermetálicas razão pela qual as características dessa fase são mais conhecidas. Para ocorrer a formação da fase sigma nos aços inoxidáveis austeniticos é necessário que a liga seja exposta a temperaturas relativamente alta altas durante um determinado período, sendo que com a elevação da temperatura diminui o tempo necessário para formar essa fase. Em uma liga super austenitica SR50A foi observada [39] a presença da fase sigma quando a liga foi submetida às temperaturas de 700⁰C, 800⁰C e 900⁰C durante 10 horas, 1 hora e 20 minutos respectivamente. Já para uma liga austenitica 310 não ocorreu a precipitação da fase sigma a 600°C durante 200 horas de exposição, mas ocorreu a presença dessa fase quando a liga foi submetida a 700⁰C durante 100 horas [40]. Para uma liga austenitica 317L aquecida a 550⁰C foi constatado [ 41] que para um período de exposição de 200 horas a resistência a corrosão por pite não apresenta uma alteração significativa. No entanto para uma exposição de 300 horas a presença da fase sigma é suficiente para causar uma diminuição significativa da resistência à corrosão por pite, sendo que esse efeito se intensifica com a elevação do tempo de exposição. Apesar da elevação da temperatura favorecer a formação da fase sigma pode ocorrer um aumento da resistência a corrosão por pite do aço inoxidável austenitico com a elevação da temperatura nas condições de tempo e temperatura nas quais a fase sigma é formada. Esse efeito foiconstatado [42 ] em uma liga 310 aquecida nas condições que causaram a formação das fases sigma e Cr23C6 e foi atribuído ao fato de que a elevação da temperatura favoreceu a difusão do Cr para as regiões empobrecidas desse elemento nas adjacências dessas fases elevando assim a capacidade protetora do filme passivo presente nessas regiões. A precipitação da fase sigma é favorecida pela elevação das concentrações de elementos como Cr, Mo, Si e Nb, portanto, nas ligas nas quais as concentrações de Cr e Mo são mais elevadas como nas ligas super austeniticas a fase sigma tende a ser formada em um menor período de tempo. Nas ligas inoxidáveis austeniticas convencionais a liga 310 que apresenta um elevado teor de Cr, em torno de 24,6%p., e as ligas 316 e 317 que contem Mo, são as ligas mais susceptíveis a formação da fase sigma. A precipitação da fase sigma também é afetada pela estrutura da liga inoxidável austenitica, sendo que essa fase é geralmente precipitada no contorno de grãos da austenita diretamente a partir dessa estrutura (γ → σ). No entanto, quando o carboneto Cr23C6 esta presente na austenita, pode ocorrer a precipitação da fase sigma a partir desse carboneto (γ → M23C6 → σ) [42]. A fase sigma também pode precipitar na ferrita delta, quando essa estrutura esta presente no aço inoxidável austenitico. A liga inoxidável austenitica se solidifica como ferrita delta (δ) e durante o resfriamento passa a ocorrer a transformação dessa fase em austenita (δ → γ). No entanto quando o resfriamento é realizado ao ar como ocorre normalmente no processo de fundição e após o processo de soldagem o tempo de resfriamento não é suficientemente lento para que toda a ferrita seja transformada, ocorrendo assim a presença da ferrita delta na matriz austenitica. Geralmente após a fundição a liga inoxidável austenitica é submetida a um tratamento mecânico e a um tratamento térmico de recozimento durante o qual ocorre a transformação da ferrita delta em austenita. Nas ligas austeniticas como as ligas 310 a ferrita delta é totalmente transformada em austenita, no entanto em várias ligas austeniticas mesmo após o recozimento ainda permanece uma quantidade residual de ferrita delta em torno de 1,3 %p. [39]. A tendência de formação da fase sigma é maior na ferrita delta que na austenita, sendo esse comportamento atribuído a maior concentração de Cr, Mo e Si na ferrita delta e também à maior taxa de difusão desses elementos na ferrita delta [39]. Essa maior tendência de formação da fase sigma na ferrita delta faz com que a elevação da fração volumétrica da ferrita delta na liga inoxidável austenítica favoreça a formação do pite quando a liga esta exposta nas condições que possibilitam a formação da fase sigma. O processo de soldagem favorece a formação da ferrita delta na zona de fusão ocorrendo assim uma maior presença da ferrita delta na zona de fusão em relação ao metal base. Quando a precipitação da fase sigma ocorre durante o resfriamento da zona de fusão essa região passa a apresentar uma resistência a corrosão por pite inferior a do metal base. Esse comportamento [41] foi observado em uma liga 317L submetida a um processo de soldagem TIG sendo constatado que a zona de fusão (fração volumétrica da ferrita delta de 7,9 +-0,5%p.) apresenta um potencial de pite significativamente inferior ao do metal base ((fração volumétrica da ferrita delta de 4,0 +-0,9%p.) o que foi atribuído a formação da fase sigma na ferrita delta da zona de fusão durante o resfriamento. É importante destacar que a ocorrência da corrosão por pite na zona de fusão de uma liga austenitica também depende da taxa de resfriamento ao qual a liga é submetida após a soldagem, sendo que uma taxa de resfriamento mais rápida embora promova e elevação da fração de ferrita delta presente na zona de fusão pode favorecer a elevação da resistência a corrosão por pite da liga por dificultar a formação de segregações ricas em Cr e Mo diminuindo assim a diferença entre a resistência a corrosão por pite da zona de fusão e do metal base. A taxa de resfriamento da liga soldada é uma função da energia de soldagem, sendo que uma maior energia de soldagem implica em uma menor taxa de resfriamento, enquanto que uma energia de soldagem mais baixa implica em em um resfriamento mais rápido. Tem sido constatado [ 43 ] que a soldagem autógena de uma liga 304 através do feixe de elétrons que utilizada uma baixa energia de soldagem como 0,04 kJ/mm, resulta em uma zona de fusão com uma resistência a corrosão por pite superior em relação a liga soldada através do processo TIG, que utiliza uma energia de soldagem significativamente maior. O efeito da energia de soldagem na resistência a corrosão por pite da junta soldada é relacionado com a ocorrência de micro segregações de elementos de ligas e também com a estabilidade do filme passivo. Na zona de fusão da liga 304 soldada através de feixes de elétrons que resulta em uma elevada taxa de resfriamento foi constatada [43] a presença de uma fração volumétrica de ferrita em torno de 44,5% enquanto que para a liga soldada através do processo TIG a presença dessa fase foi em torno de 11,4%. Durante o resfriamento após a soldagem ocorre uma difusão de elementos de liga na zona de fusão resultando em regiões de micro segregação desses elementos. Como a liga 304 analisada apresenta um teor de C de 0,07%p. e não contem elementos estabilizadores como o Nb e o Ti provavelmente foi formado na zona de fusão o Cr23C6 que causou o empobrecimento de Cr. Como visto anteriormente apresença na liga de um teor de C menor ou igual a 0,03%p. assim como a adição dos elementos estabilizadores Nb ou Ti evita a presença desses precipitados [43]. No entanto, esse resultado obtido demonstra que uma taxa de resfriamento mais rápida devido a uma elevada energia de soldagem inibe a formação de fases ricas em Cr inibindo a ssim a formação de fases empobrecidas desse elemento. Como essas regiões são ricas em Cr ocorre um empobrecimento desse elemento nas adjacências dessas regiões, resultando na diminuição da resistência a corrosão por pite já que nessas regiões empobrecidas de Cr a capacidade protetora do filme passivo diminui significativamente. Evidencias experimentais indicam a presença significativa de regiões empobrecidas de Cr devido a micro segregações em uma liga inoxidável austeniticacontendo uma pequena fração volumetrica de ferrita delta [44,45,46] sem no entanto ter sido identificado as fases resultantes dessas micro segregações. Já para a liga resfriada a uma elevada taxa como ocorre após a soldagem por fluxo de elétrons, a difusão dos elementos de liga é suprimida resultando em uma distribuição uniforme dos elementos de liga na austenita e na ferrita e em uma diminuição significativa das regiões empobrecidas de Cr [47] e consequentemente na elevação da resistência corrosão por pite. Também tem sido constatado [48,45,49].que uma taxa de resfriamento mais lenta devido a uma energia de soldagem mais elevada favorece o crecimento dos grãos da ferrita delta já que a liga fica exposta durante um período mais longo em temperaturas elevadas. Tem sido proposto que a elevação do tamanho dos grãos da ferrita faz com que o filme passivo formado sobre esses grãos tenha uma menor estabilidade A presença da ferrita delta na zona de fusão do aço inox austenitico apresenta a vantagem de inibir a ocorrência do fenômeno denominado de trincas a quente que corresponde a ocorrência de fissuras durante o processo de soldagem, sendo que na soldagem de algumas ligas são utilizadas ligas ferriticas como metal de adição justamente para introduzir na zona de fusão uma fração volumétrica de ferritasuficiente para impedir a ocorrência desse fenômeno. No entanto, como visto no paragrafo anterior, a resistência à corrosão por pite da zona de fusão pode ser inferior a do metal base devido a ocorrência da fase sigma na ferrita delta eportanto, nas aplicações nas quais a resistência a corrosão por pite da zona de fusão não pode ser inferior a do metal base devem ser adotado um procedimento complementar para proteger a zona da fusão da ocorrência por pite como a utilização de um revestimento protetor. A utilização de uma baixa energia de soldagem como ocorre com a soldagem por feixe de eletrons é uma outra alternativa para evitar que a resistência a corrosão por pite da zona de fusão seja significativamente inferior que a do metal base, já que inibe a micro segregação dos elementos de liga como ocorre na formação da fase sigma. É importante ressaltar que nas aplicações nas quais a liga inoxidável austenitica vai estar exposta a elevadas temperaturas e a ambientes corrosivos que possam causar a corrosão por pite deve-se levar em consideração na seleção da ligaa possibilidade de ocorrência de fases fragilizantes que além de diminuir a tenacidade da liga pode comprometer o seu desempenho em relação a corrosão por pite. Uma das principais aplicações das ligas inoxidáveis austeniticas é a utilização dessas ligas em elevadas temperaturas em ambientes corrosivos como ocorre em componentes de motores de aeronaves, caldeiras, tubulações de centrais elétricas, e componentes de reatores químico e nuclear. As ligas austeniticas são utilizadas nessas aplicações devido a sua elevada resistência a oxidação e à fluência que permite que essas ligas resistam à fluência ate uma temperatura em torno de 600⁰C.No entanto, a possibilidade de ocorrer a precipitação de fases fragilizantes, principalmente a fase sigma, limita o tempo durante o qual a liga pode permanecer em elevadas temperatura, sendo que as fases fragilizantes podem precipitar a partir de 450⁰C dependendo da composição da liga. Para elevar a resistência a fluência é comum a adição do Nb na liga, como ocorre com aliga 316Nb utilizada na construção de caldeiras, já que a adição desse elemento resulta na formação de finos e numerosos precipitados que elevam a resistência a fluência da liga. Como visto anteriormente a adição do Nb tende a favorecer a formação da fase sigma, portanto, torna-se importante levar em conta esse efeito na seleção da liga austenitica a ser utilizada em elevadas temperaturas sendo necessário conhecer o tempo a partir do qual a fase sigma será formada na temperatura de operação do equipamento. Uma alternativa para elevar a temperatura na qual liga inoxidável austenica pode ser utilizada sem comprometer o desempenho dessa liga devido a precipitação da fase sigma, é deposição de um revestimento cerâmico sobre a superfície da liga o qual atua como isolante térmico reduzindo portanto a temperatura na superfície da liga. Um revestimento de zircônia por exemplo, po reduzir em 100⁰C a temperatura na superfície da liga. Referências 1-http://www.outokumpu.com/SiteCollectionDocuments/Outokumpu-austenitic-grade- 317lmn-data-sheet.pdf 2-MICHAEL MCGUIRE. Stainless Steels for Design Engineers, 2008 ASM International®.pg 270 e 271. 3-http://www.outokumpu.com/SiteCollectionDocuments/Outokumpu-austenitic-grade- 317lmn-data-sheet.pdf 4-http://www.abbeyforgedproducts.co.uk/images/downloads/PDF/UNS-S31254- F44.pdfu ipamentos utilizados na indústria de 5-https://www.sandmeyersteel.com/SSC-6MO.html 6- http://www.bzstainless.com/904l-stainless- steel.html?gclid=EAIaIQobChMI7OKAhsyn1QIVhQWRCh2fcgDTEAAYAiAAEgKLt_D_BwE 7-https://www.nace.org/cstm/PaperTrail/Authors/Submission.aspx?id=e211ce35-36f0-e511-a2c6- 0050569a4cdcs https://www.nace.org/cstm/PaperTrail/Authors/Submission.aspx?id=ab0f5f83-2d8a-e111-ac69- 0050569a007e 8-https://www.outokumpu.com/SiteCollectionDocuments/654-SMO%C2%AE-Moving-the- boundaries-of-stainless-steel-Acom2-2012.pdf 9- http://www.makeitfrom.com/material-properties/UNS-S34565-Alloy-24-1.4565-F49- Stainless-Steel 10- https://www.atimetals.com/Products/Documents/datasheets/stainless-specialty- steel/superaustenitic/al-6xn_tds_en_V2.pdf 11- http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=863 12- http://www.outokumpu.com/SiteCollectionDocuments/Outokumpu-austenitic- grade-317l-data-sheet.pdf 13-.http://www.villaresmetals.com.br/villares/pt/Produtos/Acos- Inoxidaveis/Austeniticos/V302 14-http://www.kloecknermetals.com.br/pdf/3.pdf 15-https://www.atimetals.com/Products/Documents/datasheets/stainless-specialty- steel/superaustenitic/al-6xn_tds_en_V2.pdf 16-.http://www.bzstainless.com/904l-stainless steel.html?gclid=EAIaIQobChMI7OKAhsyn1QIVhQWRCh2fcgDTEAAYAiAAEgKLt_D_BwE 17-. https://www.outokumpu.com/SiteCollectionDocuments/654-SMO%C2%AE-Moving-the- boundaries-of-stainless-steel-Acom2-2012.pdf 18- Aciers Inoxidables, Les Editions de Physique, Les Ulis, Paris, 1993, p 579 19- MICHAEL MCGUIRE. Stainless Steels for Design Engineers, 2008 ASM International®.pg 280. 20- 900 file:///C:/Users/User/Downloads/Cat%C3%A1logo%20de%20A%C3%A7os%20Inoxid %C3%A1veis_Stainless%20Steel%20(5).pdf 21- https://www.outokumpu.com/SiteCollectionDocuments/654-SMO%C2%AE- Moving-the-boundaries-of-stainless-steel-Acom2-2012.pdf 22- http://www.outokumpu.com/SiteCollectionDocuments/Outokumpu-austenitic- grade-317l-data-sheet.pdf 23- http://www.hpalloy.com/Alloys/descriptions/NITRONIC50.aspx 24- Referencias: http://www.makeitfrom.com/material-properties/UNS-S34565-Alloy- 24-1.4565-F49-Stainless-Steel 25- https://www.atimetals.com/Products/Documents/datasheets/stainless-specialty- steel/superaustenitic/al-6xn_tds_en_V2.pdf 26-http://www.abbeyforgedproducts.co.uk/images/downloads/PDF/UNS-S31254- F44.pdf 27- Site: https://www.sandmeyersteel.com/SSC-6MO.html 28 http://www.bzstainless.com/904l-stainles steel.html?gclid=EAIaIQobChMI7OKAhsyn1QIVhQWRCh2fcgDTEAAYAiAAEgKLt_D_BwE 29- http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=863 30- https://www.sandmeyersteel.com/317L.html 31- https://www.sandmeyersteel.com/317L.html 32- http://www.nsalloys.com/products/stainless-steel-bar/austenitic/xm-19.html 33- ACOM Files, High Temperature Stainless Steels, www.outukumpu.com 34- http://www.outokumpu.com/sitecollectiondocuments/outokumpu-corrosion- management-news-acom-1-edition-1998.pdf 35- https://www.outokumpu.com/SiteCollectionDocuments/654-SMO%C2%AE-Moving-the- boundaries-of-stainless-steel-Acom2-2012.pdf. 36- B. 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Degradation of mechanicaland corrosion resistance properties of AISI 317L steel exposed at 550 °C. Engineering Failure Analysis, Volume 61, March 2016, Pages 69– 76. 42- S.S.M. Tavares, J.M. Pardal, V.C. Costa, M.L.R. Ferreira, Microstructural changes and corrosion resistance of AISI 310S steel exposed to 600–800 °C, Mater Charact, 60 (2009), pp. 573–578. 43- B. T. Lu, Z. K. Chen, J. L. Luo, B. M. Patchett, Z. H. Xu, Pitting and stress corrosion cracking behavior in welded austenitic stainless steel. Electrochimica Acta. 50 (2005) 1391-1403. 44- B.M. Patchett, J. Bringas, CASTI Publishing Inc. and American Welding Society (AWS), The Metals Blue Book. Filler Metals, 1998, p. 88 45- R.B. Raghunatha, R.K. Prasad, K.J.L. Iyer, Corrosion 49 (3) (1993) 248. 46- E. Folkhard, Weld. Metall. Stainless Steel (1988) 199. 47- R.K. Dayal, N. Parvathavarthini, R.V. Subbarao, H.S. Khatak, H. Kumar, J. Mater. Eng. Perform. 10 (1) (2001) 5. 48- K.N. Krishnan, R.K. Prasad, Mater. Sci. Eng. A A142 (1) (1991) 79. 49- H. Shaikh, H.S. Khatak, S.K. Seshadri, J.B. Gnanamoorthy, P. Rodriguez, Metall. Mater. Trans. A 26A (7) (1995) 1859. A estrutura dos aços inoxidaveis austeniticos apresenta um efeito importante na resistência à corrosão por pite da liga, sendo esse efeito relacionado com a presença de fases ricas em Cr e/ou Mo, como carbetos ou nitretos metálicos ( M23C6, M6C, MC e ... O efeito da energia de soldagem na resistência a corrosão por pite da junta soldada é relacionado com a ocorrência de micro segregações de elementos de ligas e também com a estabilidade do filme passivo. Na zona de fusão da liga 304 soldada através d... Referências 36- B. Wallén, S. Henrikson, “Effect of chlorination on stainless steels in seawater,” Materials and Corrosion 40, 10 (1989): p. 602 – 615. 37- H. Andersen, P.-E. Arnvig, W. Wasielewska, L. Wegrelius, and C. Wolfe, “SCC of Stainless Steel Under Evaporative Conditions,” CORROSION 98, 98251, (San Diego, CA, NACE International, March 22 – 28, 1998). 38.https://www.atimetals.com/Products/Documents/datasheets/stainless-specialty-steel/superaustenitic/al-6xn_tds_en_V2.pdf 39- Shin, J.K. ; Park, H.J. ; Jang, K.W. ; Cho, C.J. Effects of sigma and chi phases on the localized corrosionresistance of SR50A super austenitic stainless steel. Corrosion, April 2013, Vol.69(4), pp.364-371. 41- H.N. Farneze, S.S.M. Tavaresa , J.M. Pardal, R.F. do Nascimento, H.F.G. de Abreuc. Degradation of mechanical and corrosion resistance properties of AISI 317L steel exposed at 550 C. Engineering Failure Analysis, Volume 61, March 2016, Pages 69–76. 42- S.S.M. Tavares, J.M. Pardal, V.C. Costa, M.L.R. Ferreira, Microstructural changes and corrosion resistance of AISI 310S steel exposed to 600–800 C, Mater Charact, 60 (2009), pp. 573–578. 43- B. T. Lu, Z. K. Chen, J. L. Luo, B. M. Patchett, Z. H. 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