Corrosão e propriedades mecânicas da martensita de nitrogênio formada sobre o aço AISI 409 tratado pelo SHTPN

• Autor(a) principal: Berton, Elisiane Maria
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4875
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA; Aço - Corrosão; Aço austenítico; Austenita; Martensita; Nitruração; Plasma (Gases ionizados); Aço - Tratamento térmico; Corrosão e anticorrosivos; Steel - Corrosion; Austenitic steel; Austenite; Martensite; Nitriding; Plasma (Ionized gases); Steel - Heat treatment; Corrosion and anti-corrosives; Engenharia Mecânica

Estudos comprovam que a formação de pite é altamente dependente da temperatura e da composição do meio, em especial da quantidade de íons halogênios como o cloreto. Materiais destinados a esses ambientes estão propícios a sofrer danos causados pela corrosão e a alterar suas características, levando a perdas nas suas propriedades mecânicas. Tratamentos de superfície vem sendo utilizados para melhorar o desempenho mecânico e a resistência à corrosão de diferentes ligas e metais através de mudanças estruturais ou da composição superficial dos materiais. Nesse contexto, destaca-se a introdução do nitrogênio em solução sólida em aços inoxidáveis com a finalidade de melhorar as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão. Este elemento reage na área anódica reduzindo o efeito da acidez, atua na estabilização da camada passiva e na redução da tendência à precipitação de nitretos. Dentre as pesquisas em estudo, encontra-se a utilização do processo SHTPN (Solution Heat Treatment after Plasma Nitriding) que consiste primeiramente em um enriquecimento superficial de nitrogênio através da Nitretação por Plasma, seguido de um Tratamento Térmico de Solubilização, que tem por finalidade dissolver os nitretos formados e permitir a difusão do nitrogênio na matriz com posterior formação de uma camada rica em nitrogênio em solução sólida intersticial. No presente trabalho foi determinado o efeito do SHTPN, têmpera (1050 °C) e revenimento (250, 450 e 650 °C) no teor de nitrogênio, nas transformações microestruturais, na dureza e na resistência à corrosão por pite e intergranular para o aço inoxidável ferrítico AISI 409. A resistência à corrosão foi avaliada pela técnica de polarização cíclica em diferentes temperaturas em solução de NaCl 0,5 mol/L, e com modificação do meio eletrolítico (H2SO4 0,5 mol/L + NaCl 0,2 mol/L). O grau de sensitização foi avaliado após os revenimentos pela técnica de DL-EPR (Double Loop Electrochemical Potentiodynamic Reactivation). Os perfis de dureza foram obtidos por medição de dureza Vickers e os valores de tensão residual pela técnica do furo-cego. A microestrutura foi avaliada por Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectrometria de Dispersão por Comprimento de Onda e Difração de Raios X. Os resultados indicam que o SHTPN promoveu a formação de uma camada martensítica rica em nitrogênio na superfície do aço ferrítico AISI 409. Esta camada apresentou dureza próxima a 600 HV0,05 com mais de 750 µm de profundidade. O tratamento de têmpera após SHTPN refinou a microestrutura e melhorou a homogeneidade da liga devido a melhor distribuição do nitrogênio na camada. Revenimentos realizados em temperaturas maiores (450 e 650 °C) ocasionaram redução da resistência à corrosão e indícios de corrosão intergranular nos contornos de grão da austenita prévia, sendo que, quanto maior a temperatura de revenido, maior foi a sensitização, devido à formação de precipitados ricos em cromo nos contornos de grãos. O melhor desempenho nos testes de corrosão, caracterizado pelo aumento do potencial de nucleação de pite bem como do potencial de corrosão, foram obtidos para as amostras tratadas por SHTPN seguido de têmpera e revenido a 250 °C, mesmo com a variação da temperatura ou do meio eletrolítico. Esses resultados confirmam que a adição de nitrogênio em solução sólida pelo processo SHTPN resulta em melhorias nas propriedades de superfície do aço AISI 409.