Publicação: Abrasão-corrosão em aços inoxidáveis ferríticos
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento de aços inoxidáveis ferríticos em
ambiente abrasivo-corrosivo, em solução de 10% SiO2 + 1N H2SO4. Foi projetado e
construído um equipamento dotado de uma célula de carga para medir as forças normal e de
atrito durante o ensaio, sendo um dispositivo inédito para este tipo de equipamento em
sistema abrasivo-corrosivo. Em seguida, desenvolveu-se uma metodologia específica para os
ensaios. Utilizou-se amostras de inoxidáveis ferríticos 11Cr, 11CrTi, 16Cr, 16CrNb
(estabilizado ao Nb) e, para efeito comparativo, os aços inoxidáveis 18Cr8Ni (austenítico),
17CrTiNb (ferrítico), e aço carbono A36. Executou-se a caracterização mecânica (ensaio de
dureza e de tração), química e metalográfica (tamanho de grão) das amostras. Para os aços
16Cr e 16CrNb analisou-se a textura cristalográfica, via EBSD. Foram realizados ensaios de
corrosão em meio aerado e agitado, abrasão e abrasão-corrosão, sendo analisadas as curvas de
polarização, o coeficiente de atrito e o coeficiente de desgaste k. Os ensaios de corrosão em
meio aerado e agitado evidenciam de forma clara a maior resistência à corrosão em função do
teor crescente de Cr nos materiais. O aço 18Cr8Ni teve pior desempenho nos ensaios de
abrasão, embora fosse o mais duro. Neste sistema abrasivo houve um acréscimo da resistência
ao desgaste após prévia deformação a frio. Para os ensaios de abrasão-corrosão o aço
18Cr8Ni, pior em abrasão, teve o melhor desempenho. No meio abrasivo-corrosivo, os
materiais foram hierarquizados pela maior resistência ao desgaste em função do teor crescente
de Cr, com o efeito da corrosão influenciando no desgaste. Em meio abrasivo o desgaste foi
maior em relação ao meio abrasivo-corrosivo para todos os materiais. A causa fundamental
foi a redução do coeficiente de atrito, sendo medido de forma inédita devido à versatilidade
do equipamento construído. Para os aços 16Cr e 16CrNb verificou-se uma influência discreta
da textura cristalográfica na resistência à corrosão em meio agitado, bem como ao desgaste
abrasivo. Contudo, esta distinção inexiste para os ensaios de abrasão-corrosão combinados.
Percebeu-se também uma influência dos carbonetos de Nb na redução do coeficiente de
desgaste, mesmo em uma matriz macia como o aço 16CrNb.
Abstract
The aim of this work was to study the behavior of ferritic stainless steels in abrasive-corrosive
environment of 10%wt SiO2 + 1N H2SO4. It was developed an apparatus and a methodology to
perform the tests. The equipment has a load cell to measure the normal and friction forces
during the test, an original device due to the difficulty to use it without damaging in abrasivecorrosive
environment. It was used samples of ferritic stainless 11Cr, 11CrTi, 16Cr, 16CrNb
(Nb stabilized) and, for comparative purposes, the stainless steels 18Cr8Ni (austenitic),
17CrTiNb (ferritic) and the carbon steel A36. It was proceeded the mechanical
characterization (hardness and tensile testing), chemical and metallographic test (grain size)
of these samples. For 16Cr and 16CrNb steels the crystallographic texture was analyzed, by
EBSD. It has been realized corrosion test at turbulent and aerated environment, abrasion and
abrasion-corrosion test. So it was analyzed the polarization curves, the wear coefficient k and
the samples, by SEM. It was clearly observed at the corrosion tests the increasing at corrosion
resistance with the increasing of Cr content in the samples. Although the 18Cr8Ni was the
hardest material, it had worse performance on the abrasion tests. In this abrasive system
studied there was a wear resistance increased after prior cold deformation. For the abrasioncorrosion
tests the 18Cr8Ni had the best performance, although it was the worse in abrasion
test. The materials were ranked by the higher wear resistance due to the increasing Cr content
that was associated to the corrosive influence on the total wear in this abrasive-corrosive
environment. In abrasive-corrosive medium, the wear was lower when compared to the
abrasive medium for all materials mainly due to the friction coefficient reduction. For the
steels 16CrNb and 16Cr, it was observed a slight influence of crystallographic texture on the
corrosion resistance in turbulent medium and abrasive wear. However, this distinction does
not exist for the abrasion-corrosion tests. It was also noticed an influence of niobium carbides
in reducing the wear coefficient, even in a soft matrix as 16CrNb steel.
Palavras-chave
Abrasão-corrosão, Coeficiente de atrito, Aços inoxidáveis, Resistência ao
desgaste, Textura cristalográfica, Abrasion-corrosion, Friction coefficient, Stainless steel, Wear resistant, Crystallographic texture, Desgaste mecânico, Corrosão
Citação
LABIAPARI, Wilian da Silva. Abrasion-corrosion of ferritic stainless steel. 2015. 211 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.72.