Estudo da corrosão intergranular nos aços AISI 304L, AISI 316L e AISI 2205 usando técnicas eletroquímicas

Abstract

RESUMO: Aços inoxidáveis austeníticos e aços inoxidáveis duplex podem apresentar certos carbetos e fases intermetálicas, tais como as fases MC, M₆C, M₇C₃, M₂₃C₆, fase sigma, fase chi e fase de Laves, quando sujeitos a tratamentos térmicos ou ainda quando envelhecidos por tempo de serviço. O objetivo deste trabalho é avaliar a corrosão intergranular presente nos aços AISI 304L, AISI 316L e AISI 2205, submetidos a tratamentos térmicos de 400-900°C, por um período de 100 horas. Para a análise dos aços, serão realizados simulações pelo software de termodinâmica computacional FactSage 6.4®, análises microestruturais via MEV e MO, testes de reativação potenciocinética (DL-EPR), testes de voltametria linear e testes de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os resultados via simulação computacional confirmam os resultados previstos em literatura, prevendo a formação de carbetos do tipo M₂₃C₆ e de fase sigma para faixas de temperaturas entre 550 a 900°C. As análises microestruturais mostram que para tratamentos térmicos acima de 600°C, há a ocorrência de carbetos do tipo M₂₃C₆ os aços AISI 304L e 316L, e a ocorrência de fase sigma para o aço AISI 2205. Os testes de DL-EPR mostram que os aços AISI 304L e 2205 apresentam maior sensitização a 600°C, enquanto o aço AISI 316L apresenta maior sensitização à 700°C, confirmando as análises microestruturais. Os testes de voltametria linear e de impedância eletroquímica mostram que o aumento da temperatura de tratamento térmico nos aços AISI 304L, 316L e 2205 os tornam mais susceptíveis à corrosão por apresentarem redução dos potenciais de corrosão, aumento da densidade de corrente, redução da resistência à polarização e redução da capacitância da camada de Cr₂O₃. Dessa forma, foi possível observar e qualificar como a formação de carbetos e fases intermetálicas presentes nos aços influenciam nos efeitos da corrosão intergranular.

ABSTRACT: Austenitic stainless steels and duplex stainless steels present carbides and intermetallic phases, such as MC, M₆C, M₇C₃, M₂₃C₆, sigma phase, chi phase and Laves phase, under heat treatments or aged by work time. The aim of this work is evaluate intergranullar corrosion in AISI 304L, AISI 316L and AISI 2205, heat treated 400-900°C, for a period of 100 hours. For the analysis, simulations will be made using computational thermodynamics software FactSage 6.4®, micro structural analysis by SEM and OM, potentiokinetic reactivation tests (DL-EPR), linear voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Computer simulations results confirm the expected results in literature, predicting M₂₃C₆ and sigma phase formations, for temperatures ranges between 550-900°C. Microstructural analysis shows that M₂₃C₆ occurrence above 600°C in AISI 304L and AISI 316L stainless steels, and the sigma phase occurrence above 600°C in AISI 2205. DL-EPR tests show AISI 304L and AISI 2205 had a higher sensitization above 600°C, while AISI 316L has increased sensitization above 700°C, confirming microstructural analysis. Linear voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy tests showed that the increase in heat treatment temperature in AISI 304L, AISI 316L and AISI 2205 make them more susceptible to reduction of potential corrosion, increased current density corrosion, reduced resistance polarization and reduced Cr₂O₃ capacitive layer. Thus, it was possible to observe and describe how the carbides and intermetallic phases formation present in these steels influence the intergranullar corrosion effects.