Efeitos do nióbio na microestrutura e resistência à corrosão do aço inoxidável austeno-ferrítico SEW 410 Nr. 1.4517

Abstract

RESUMO: Os aços inoxidáveis duplex são utilizados em substituição aos austeníticos nas aplicações industriais onde resistência à corrosão e à propagação de trincas em meios de cloreto são requisitos importantes. Estes aços apresentam estrutura ferrítica e austenítica com intermetálicos dispersos na matriz. A formação destas fases durante o resfriamento é influenciada pelos tratamentos térmicos e a composição química. Conforme a literatura, o nióbio tem uma grande influência na transformação das fases destes aços. Nos processos de fabricação dos aços inoxidáveis austeno-ferríticos, durante o aquecimento ou resfriamento na faixa de temperatura entre 600 a 900ºC, ocorre à formação da fase sigma que apresenta alta dureza. Considerando o interesse em avaliar esta característica na resistência ao desgaste e na corrosão do material, a proposta desta pesquisa foi avaliar o efeito do nióbio na formação de fase sigma no aço inoxidável austeno-ferrítico SEW 410 Nr 1.4517 após tratamento térmico a 850ºC. Os teores de nióbio estudados foram 0,2; 0,5 e 1,5% em peso. As análises da microestrutura das amostras foram realizadas nas condições solubilizadas e envelhecidas a 850ºC durante 15, 30 e 60 minutos. Para avaliar a influência da fase sigma nos aços foram feitas medidas de microdureza e ensaios eletroquímicos para determinar os valores do potencial de pite e da resistência de transferência de carga em solução salina com 3,5% de cloreto de sódio. A resistência ao desgaste foi avaliada por meio de ensaio micro abrasivo do tipo esfera livre. Os resultados mostram que os aumentos do teor de nióbio e da fase sigma proporcionam um acréscimo da dureza e da resistência ao desgaste, associada à redução do potencial de pite e da resistência de transferência de carga dos aços. Desta forma, a utilização de nióbio nos inoxidáveis austeno- ferríticos é recomendável quando a resistência ao desgaste é um fator importante a ser considerado.

ABSTRACT: The duplex stainless steels are used in substitution of austenitic stainless steels in industrial applications where resistance to corrosion and crack propagation in chloride medium are important requirements. These steels have austenitic and ferritic structure with intermetallics scattered in the matrix. The formation of these phases during cooling is influenced by heat treatments and chemical composition. According to the literature, niobium has a great influence on the phase transformation in these steels. The sigma phase has high hardness and forms in austenitic-ferritic stainless steels during the heating or cooling in the temperature range between 600 and 900ºC. Considering the interest in evaluating this feature in wear resistance and corrosion material, the purpose of this research was to evaluate the effect of niobium in the formation of sigma phase in austenitic-ferritic stainless steel SEW 410 Nr 1.4517 after heat treatment at 850°C. The contents of niobium studied were 0.2, 0.5 and 1.5% (wt). Microstructural analyzes were performed on condition annealed and aged heat treatment at 850°C for 15, 30 and 60 minutes. To evaluate the influence of phase sigma the corrosion resistance were measured microhardness and electrochemical tests to determine the values of pitting potential and electrochemical impedance spectroscopy in saline with 3.5% sodium chloride. The wear resistance was evaluated by examining to wear performed on microabrasive callowear test. The results confirm that increasing the niobium and sigma phase provide increased hardness and wear resistance associated with reduced pitting potential and electrochemical impedance spectroscopy of steels. Thus, the use of niobium in the austenitic-ferritic stainless steels, is recommended when the wear resistance is an important factor to be considered.