Resistência à corrosão e à oxidação dos aços AISI 316L e SAF 2304 revestidos por ZrN e ZrSiN pela técnica de magnetron sputtering reativo

• Autor(a) principal: Fernanda de Lima Menezes
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/30727
• topic: Magnetron sputtering; ZrN; ZrSiN; Corrosão eletroquímica; Aço inoxidável; Cloreto; Engenharia química; Corrosão eletrolítica; Aço inoxidável; Aço - Corrosão; Sal

A utilização dos revestimentos como forma de melhorar as propriedades de um material é uma alternativa para o desenvolvimento e aplicação de novos materiais. Os filmes de ZrN e ZrSiN são conhecidos pelas suas boas propriedades mecânicas, porém existem poucas pesquisas que investiguem a resistência à corrosão dos mesmos, tornando-os aplicáveis a sistemas de armazenamento e transporte de fluidos. Nesse sentido, propõe-se, neste trabalho, o estudo dos filmes de ZrN e ZrSiN depositados sobre o aço inoxidável 316L e o duplex 2304, aços utilizados na construção de tubos flexíveis para o transporte de fluidos multifase, como no caso das indústrias de extração de petróleo. Nesta pesquisa foi estudada, especificamente, a influência do substrato na resistência à corrosão dos sistemas revestimento/substrato e a influência da concentração de silício no filme de ZrSiN. Como solução eletrolítica foi utilizado cloreto de sódio na concentração de 3,0 % m/v, em temperatura ambiente. A quantidade de silício no filme de ZrSiN variou entre 0 e 12,3 % at. Para a análise da resistência à corrosão, foram utilizadas as técnicas eletroquímicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica anódica. Segundo resultados encontrados por meio das técnicas eletroquímicas, para ambos os substratos, os filmes de ZrN e ZrSiN melhoraram a resistência à corrosão dos sistemas. A adição de Si aumentou a resistência a transferência de carga para o substrato de aço duplex 2304, sendo que o mesmo não foi observado para o aço inoxidável 316L. Conclui-se, também, que o substrato tem influência na resistência à corrosão dos filmes. Nesse trabalho, os sistemas filme/aço duplex 2304 apresentaram maior resistência à corrosão, se comparado aos sistemas filme/aço inoxidável 316L. As amostras analisadas durante 1000h de imersão em solução salina mostraram que a resistência à corrosão tende a aumentar com o tempo. A porosidade dos filmes também foi calculada utilizando dados eletroquímicos. Além das propriedades anti-corrosivas, a resistência à oxidação em altas temperaturas, de 700, 800 e 1000oC, foi estudada. Utilizando a técnica de difração de raios-X, observou-se que o filme de ZrSiN possui maior resistência à oxidação que o filme de ZrN. A técnica de espectroscopia de fotoelétrons de raios-X foi utilizada para determinar a composição química e a espessura dos filmes. Os filmes de ZrN e ZrSiN possuem aproximadamente 170 nm de espessura. Por meio da análise de microscopia eletrônica de varredura, verificou-se que a morfológia dos filmes oxidados tende a ser menos homogênea com o aumento da temperatura.