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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 ligaFonte: 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
MicroestruturaFonte: 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 de corrente
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)
Pote
ncia
l (V
EC
S)
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
1 10 100 1000 10000 100000
Densidade de corrente (A / cm²)
Pote
ncia
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)
Pote
ncia
l (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)
Pote
ncia
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 soldasValas 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.