ESTUDO COMPARATIVO DA PASSIVAÇÃO DO AÇO AISI 439 EM DIFERENTES TEMPERATURAS

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Físico-Química

Autores

Veiga Campillo da Silva, B. (FASB) ; Henrique da Costa Jezus, F. (FASB) ; Marques Pinto da Silva, M. (FASB) ; Lenhare, S. (FASB) ; Silva Ferreira, T. (FASB) ; dos Santos Pinheiro, V. (FASB) ; Matheus Silveira Pereira, V. (FASB)

Resumo

Amostras de aço AISI 439 foram imersas em soluções de HNO3 à temperatura de 25 e 40°C em diferentes tempos de imersão, com o objetivo de verificar, por meio de medidas de potencial por circuito aberto, a eficiência da camada protetora. Pós contato com meio passivante, as placas contataram o meio corrosivo de HCl em diferentes concentrações. Os dados obtidos foram comparados, verificando-se que a temperatura do banho passivante influencia diretamente na passivação do aço. A camada se mostrou eficiente com o aumento da temperatura, resistindo de forma satisfatória mesmo à concentração de 1,0 mol.L-1 do meio corrosivo, diferente do mesmo teste, à temperatura ambiente que se mostrou ineficiente quando exposto durante 30 minutos ao meio passivante e à concentração de 1,00 M.

Palavras chaves

passivação; temperatura; AISI 439

Introdução

Admite-se que a passivação seja causada por um filme muito fino de óxido na superfície metálica ou por um estado oxidado da superfície, que impedem o contato entre o metal e o meio corrosivo (GENTIL, 2011). Filmes obtidos por imersão de aços inoxidáveis em soluções de acido nítrico são mais ricos em cromo e quando são feitos ensaios de medição de resistência a corrosão mostram um potencial de pite mais nobre. Normalmente, uma exposição mais prolongada em solução de acido nítrico (30 minutos, aproximadamente) melhora o filme e a resistência a corrosão dos aços inoxidáveis (CARBÓ, 2005). Para determinar a resistência à corrosão, foram realizados ensaios em aço AISI 439, a partir da passivação em ácido nítrico em distintos tempos de imersão (ASTM-A 967- 05), e na temperatura ambiente e de 40°C. De modo geral, o aumento da temperatura acelera a corrosão, pois se têm diminuição da polarização e da sobretensão, aumento de condutividade do eletrólito e da velocidade de difusão dos íons. Porém, pode-se retardar a corrosão porque diminui a solubilidade do oxigênio na água (GENTIL 2011). Este estudo tem por objetivo fazer uma comparação da resistência a meios corrosivos deste aço, aplicando-se o mesmo processo de passivação até 1,0 mol.L-1 em temperaturas distintas (ambiente e a 40°C).

Material e métodos

Placas de aços AISI 439 foram submetidas a um procedimento de preparo de amostras, que consistiu em lixamento, sendo utilizadas lixas de 320, 400 e 600 mesh, na ordem apresentada. Logo em seguida, lavaram-se as placas com água destilada e etanol, secando-as com ar quente. O processo de passivação resumiu- se em imergir as placas em solução de ácido nítrico 40%, com temperatura de 25º e 40°C e tempo de imersão de 5, 15 e 30 minutos. Após este procedimento, as placas foram lavadas novamente com água destilada e etanol e secas com ar quente. Para verificar a eficiência da camada passiva formada nas placas, as mesmas foram mergulhadas em solução de ácido clorídrico com concentrações de 0,10; 0,30; 0,50, 0,70 e 1,0 mol.L-1. A verificação ocorreu em temperatura ambiente, por um tempo padrão de 60 minutos, utilizando-se como referência um eletrodo de calomelano saturado. Foram efetuados registros dos potenciais de circuito aberto (Eca), para análise posterior do potencial de corrosão (Ecorr) estabilizado. Para que houvesse maior confiabilidade dos testes, os mesmos foram realizados em duplicata.

Resultado e discussão

A Tabela 1 a seguir abrange todos os resultados coletados para o AISI 439: De acordo com os dados obtidos , pode-se verificar que: - O aço inoxidável AISI 439, quando passivado com HNO3 40% v/v e à temperatura ambiente, resiste a meios corrosivos de HCl com concentração de até 0,90 mol.L- 1. - O mesmo aço, quando passivado em HNO3 40% v/v a 40ºC, mostra-se muito mais resistente, com base nos seguintes argumentos: 1) Nota-se que o valor da diferença de potencial é quase sempre maior para as situações comparativas, o que já evidencia menores tendências de corrosão; 2) Os testes realizados a 40ºC ultrapassaram o limite de passivação à temperatura ambiente (HCl 0,90 mol.L-1). Ainda não há previsão de um limite para a primeira condição, já que a passivação tem se mostrado eficiente para os tempos de 15 e 30 minutos em HCl 1,0 mol.L-1. A Figura 1 expressa os comportamentos (nas diferentes temperaturas) em meios corrosivos de HCl 0,90 e 1,0 mol.L-1, onde ocorre justamente a ultrapassagem do limite de passivação: Segundo GENTIL, 2011, o aumento da temperatura no meio pode ocasionar uma potencialização na corrosão; levando-se em consideração que a passivação é um tipo de corrosão (que forma óxidos e hidróxidos insolúveis, o que caracteriza uma aderência à superfície com consequente proteção à continuação deste fenômeno), o resultado mostrou-se de acordo com o esperado segundo os preceitos teóricos.

Tabela 1: Valores de potencial de corrosão (mV/ECS) para o AISI 439 em meios corrosivos de HCl


Figura 1: Potenciais de circuito aberto: AISI 439 passivado a temperatura ambiente e a 40ºC, em meio corrosivo de HCl 0,90 e 1,0 mol.L-1

Conclusões

A passivação a 40ºC mostrou-se eficiente para o aço AISI 439, fato comprovado pelos valores mais positivos de Ecorr, quando comparado aos da peça sem tratamento. Além disso, a maior eficácia do processo é mostrada pelo limite de passivação. Em temperatura ambiente, este limite se dá em 0,90 mol.L-1, para todos os tempos de passivação; já a 40ºC, este limite foi superado.

Agradecimentos

Fundação João Ramalho, Faculdade São Bernardo do Campo (FASB)

Referências

ASTM – A 967-05 - Standard Specification for Chemical Passivation Treatments for Stainless Steel Parts.

ASTM - A 240/A240 M - 08 - Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel

CARBÓ, H.M. 2005. Decapagem e passivação de aços inoxidáveis. Cadernos da assistência técnica da Acesita, p. 5-7.

FERREIRA, F.A.; ROGÉRIO, D.O.; PRADO, K.E. 2011. Avaliação dos efeitos da concentração de HNO3 no processo de passivação do aço inoxidável AISI 304. Anais da XI Reunião Anual – CONIC/SEMESP.

GENTIL, V. 2011. Corrosão, Rio de Janeiro. 6ª edição, p. 120-121.