AVALIAÇÃO DOS MÉTODOS DE PASSIVAÇÃO DOS AÇOS AISI 430 E AISI 439

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Iniciação Científica

Autores

Marques, M. (FASB) ; Decimoni, A. (FASB) ; Mascaro, S. (FASB) ; Silva, M.M.P. (FASB)

Resumo

O trabalho realizado avaliou a passivação de aços inoxidáveis ferríticos AISI 430 e 439, com banhos passivantes (HNO3 40% (v/v) e HNO3 40% (v/v) + dicromato de potássio 0,5% (m/m)), à temperatura ambiente e 40ºC, por 30 minutos.A aferição da eficiência da passivação foi feita por ataques corrosivos com soluções de HCl, por 60 minutos, monitorada por medidas de potencial de circuito aberto (Eca), partindo de 0,10 mol/L até a concentração em que a camada se tornou ineficiente. Os dados obtidos mostraram que, para a passivação com o banho de ácido nítrico 40% (v/v) + dicromato de potássio 0,5% (m/m), o aumento da temperatura apresentou maior eficiência de passivação quando comparado aos resultados à temperatura ambiente;para os outros banhos, o processo de passivação não se mostrou eficiente.

Palavras chaves

Aços ferriticos; Passivação; Dicromato

Introdução

Os aços são ligas contendo ferro, carbono e outros elementos, desenvolvidos ao longo dos séculos com finalidade de servir de ferramentas e estruturas para os seres humanos. A evolução levou a uma nova categoria, a dos aços inoxidáveis, que são ligas de ferro, carbono, cromo e outros elementos com capacidade de resistir mais tempo ao efeito espontâneo da corrosão (CARBÓ, 2008). Define-se como corrosão a interação espontânea do meio com o material, que causa desgaste e alteração química e estrutural, inutilizando-o (GENTIL, 2011). Para prevenção desse fenômeno, existe uma preocupação e uma demanda por processos que prolonguem a vida útil dos aços. Os aços inoxidáveis são divididos em categorias, segundo a AISI: a Série 400, subdivididos em Ferríticos (com maior teor de cromo) e os Martensíticos (menor teor de cromo), e a Série 300 (Austeníticos). Para este trabalho, foram utilizados os aços ferríticos AISI 430, composto por um teor máximo de 0,12% de carbono e cromo entre 16 e 18% e o AISI 439, composto por um teor máximo de 0,07% de carbono, 17 e 19% de cromo, 0,2% de titânio e 4% de nitrogênio. O processo de passivação aumenta a resistência dos aços a meios corrosivos, podendo variar em função da temperatura, concentração do banho e tempo de imersão. Considera-se um metal passivado quando é formada em sua superfície uma camada protetora muito fina com grande quantidade de óxidos e hidróxidos. O estudo tem por finalidade avaliar a passivação realizada à temperatura ambiente e a 40°C, comparando a eficiência, para os meios passivantes de K2Cr2O7 0,5%, K2Cr2O7 0,5% + HNO3 40% (v/v) e HNO3 40% (v/v), em diferentes concentrações de HCl.

Material e métodos

As placas passaram por decapagem mecânica, com as lixas de 320, 400 e 600 mesh, sendo depois lavadas com água deionizada e secas a quente. Após a secagem, fez-se a passivação, imergindo as placas em meio passivante em temperatura ambiente e a 40ºC (em banho-maria), por 30 minutos. A eficiência da passivação foi avaliada imergindo os aços em meios corrosivos com eletrodo de calomelano saturado (ECS) como referência, conectado a um multímetro, medindo os potenciais de circuito aberto (Eca) durante 60 minutos até obter valores estacionários (potenciais de corrosão - Ecorr).

Resultado e discussão

As tabelas 1 e 2 apresentam a comparação dos resultados da passivação dos aços AISI 430 e AISI 439 em solução de K2Cr2O7 0,5%, K2Cr2O7 0,5% + HNO3 40% (v/v) e HNO3 40% (v/v), e sem passivação, à temperatura ambiente e a 40°C, submetidos a diferentes concentrações de meio corrosivo, HCl. Pode-se observar que, para o aço AISI 430, o aumento da temperatura não apresenta melhora significativa quando comparado à passivação em temperatura ambiente; porém, quando passivado com a solução de K2Cr2O7 0,5% + HNO3 40% (v/v) a 40°C, os resultados são mais eficientes (potenciais mais positivos), ocorrendo a quebra da camada passiva em meio corrosivo de HCl 0,70 mol.L -1. (1) CAMPILO, B. V. et al, 2014 (2) MARQUES, M. M. et al, 2015 Para o aço AISI 439 a variação de temperatura melhora o efeito da passivação para os meios de HNO3 40% (v/v) e K2Cr2O7 0,5% + HNO3 40% (v/v), mas com K2Cr2O7 0,5% não é eficiente em ambas temperaturas. No gráfico 1, observam-se os potenciais de circuito aberto em diferentes passivações, à temperatura ambiente e a 40°C, para o aço AISI 430 em meio corrosivo de HCl 0,1 mol/L-1. Para essa concentração de meio corrosivo o banho passivante mais eficiente foi o de K2Cr2O7 0,5% + HNO3 40% (v/v) a 40°C.

Potenciais de circuito aberto (mV/ECS) para os diferentes banhos passivantes realizados com aço AISI 430 a temperatura ambiente e a 40°C, em HCl.


Valores de potencial de corrosão (mV/ECS) para os aços AISI 430 e AISI 439 em meio de HCl. (1) CAMPILO, B. V. et al, 2014 (2) MARQUES, M. M.

Conclusões

Com os dados obtidos, pode-se concluir que a realização da passivação com uma temperatura maior que a temperatura ambiente pode melhorar sua efetividade. Para os meios de ácido nítrico e da mistura dicromato de potássio e ácido nítrico, a passivação a 40°C melhorou os resultados, e para a passivação com dicromato de potássio apenas, não apresenta melhoria na proteção à corrosão .

Agradecimentos

Fundação João Ramalho e Faculdade de São Bernardo do Campo

Referências

ASTM A967 / A967M-13 – “Standard Specification for Chemical Passivation Treatments for Stainless Steel Parts”
CAMPILLO, B. V., CAVALCANTE, B. C., SILVA, M. M. P.; et al. Estudo da passivação de aços ferríticos em diferentes temperaturas. In: Anais da 37ª REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE QUÍMICA, 2014, Natal. Disponível em: <http://www.sbq.org.br/37ra/cdrom/resumos/T1412-1.pdf>
CARBÓ, H. M. Aços Inoxidáveis: Aplicações e Especificações. 2008. 48p. Apostila. Acesita S/A.
GENTIL, V. Corrosão. 6º edição. Rio de Janeiro: LTC-Livros Técnicos e Científicos SA, 2011
LAZARINI, J.C. e OHBA, M. Critério de Avaliação e Decapagem e de Passivação e Aplicação de Pintura em Aço Inoxidável Austenítico. 6º Conferência Sobre Tecnologia de Equipamentos. Salvador, 2002
MARQUES, M. M., ALVES, K. J. B., SILVA, M. M. P.; et al. Avaliação da passivação dos aços AISI 430 e AISI 439 com dicromato de potássio e ácido nítrico. In: Anais do 15° Congresso Nacional de Iniciação Cientifica, 2015, Ribeirão Preto. Disponível em: <http://conic-semesp.org.br/anais/files/2015/trabalho-1000019606.pdf>