65ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 4. Engenharia de Materiais e Metalúrgica

COMPORTAMENTO DE OXIDAÇÃO EM ALTAS TEMPERATURAS DO AÇO INOXIDÁVEL FERRÍTICO AISI 441, EM ATMOSFERA DE AR SECO.

Iure da Silva Carvalho - Bolsista de Iniciação Cientifica–PIBIC/FAPEMA-Universidade Estadual do Maranhão Maria de Fátima Salgado - Profa. Dra./ Orientadora – Depto. de Matemática e Física – CESC/UEMA

INTRODUÇÃO:

Os aços inoxidáveis são constituídos basicamente de ferro (Fe), carbono (C) e cromo (Cr) sendo o Cr responsável por garantir aos mesmos, elevada resistência à corrosão. Podem ser classificados em três famílias: Austeniticos, Martensiticos e Ferríticos. Estes materiais são de grande interesse para aplicações em determinados ambientes, devido sua resistência à corrosão. Graças à sua elevada resistência a altas temperaturas e à sua competitividade de custos, o aço inoxidável AISI 441, foi considerado um dos melhores candidatos para a fabricação de coletores de escape, queimadores de sistemas de aquecimento, interligações de Células de Combustível de Óxido Sólido. Alguns estudos indicam que o aço AISI 409, pode ser especificado para a utilização na parte fria do sistema de exaustão de veículos movidos a álcool combustível e para a parte quente deste sistema o mais indicado é o aço 441. Com o propósito de comparar o comportamento de oxidação destes aços com o do aço 441 foi realizada esta pesquisa na qual foi analisado o comportamento de oxidação deste aço na temperatura de 850°C, avaliando possíveis aplicações do mesmo em setores industriais os quais utilizam condições semelhantes, às apresentadas neste estudo.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Estudar o comportamento de oxidação em altas temperaturas do aço inoxidável ferritico AISI 441, em atmosfera de ar seco.

MÉTODOS:

As amostras de aço utilizadas nesta pesquisa foram fornecidas, pela Arcelor Mittal aços inox do Brasil, na forma de placas com as dimensões (20x100x0,6)mm que posteriormente foram reduzidas para as dimensões de(10x10x0,6)mm, lixadas em carbeto de silício, de granas 1000, 1200 e 2000 e polidas com pasta de diamante de 3 e 1µm.O tratamento metalografico foi realizado com uma politriz “Metallographic Specimen Polisher”, modelo P-1. Ao termino de cada etapa desse processo as amostras eram lavadas com água em um aparelho ultrassom “Limp Sonic” LS-3DA-2/X. Mediu-se o comprimento das amostras com auxilio de um paquímetro e a massa utilizando-se uma balança de precisão “Uni Bloc”- since. A oxidação foi realizada em um forno tubular, “Jung” modelo 88012/2010 temperatura máxima de 1200ºC. A introdução e a retirada da amostra do forno foram realizadas através de um tubo de sílica, com ar sintético circulando no interior do mesmo. Na fase de caracterização microestrutural do aço utilizou-se a técnica de microscopia ótica.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Com base na analise das imagens obtidas através da técnica de microscopia óptica, para o aço AISI 441, oxidado na temperatura de 850 °C durante duas horas em atmosfera de ar sintético constatou-se que, a oxidação ocorreu mais acentuada em um dos lados da amostra, pois o mesmo apresentou uma coloração amarelada, próxima das laterais. Foram identificados alguns pontos de corrosão por pites, com dimensões 0,21µm, na superfície da amostra que apresentou uma coloração cinza esverdeada escuro. Observou-se a presença de uma fina película com espessura de aproximadamente 9,58µm, a mesma apresentou-se pouco aderente, pois à medida que a amostra era cuidadosamente manuseada a película desfragmentava-se com certa facilidade. Verificou-se um ganho de massa por unidade de área de 0,00163 g/cm² para aço 441, resultado que corresponde aproximadamente a 2/3 do ganho de massa do aço 409 que apresenta um ganho de 0,00259 g/cm2 quando oxidado nas mesmas condições experimentais.

CONCLUSÕES:

Através da análise de microscopia óptica é possível perceber sinais da ocorrência de oxidação e pontos e corrosão por pites, no aço 441 oxidado por duas horas, em atmosfera de ar sintético à temperatura de 850º C. A camada de oxido formada sobre aço AISI 441, submetido às condições informadas, apresenta-se pouco aderente á superfície do mesmo e sem grandes fragmentações. Houve um ganho de massa por unidade de área de 0,00163 g/cm2, resultado inferior ao do aço AISI 409 quando submetido às mesmas condições.

Palavras-chave: Corrosão, Microscopia Ótica, Tratamento isotérmico.