Estudo do efeito da substituição do molibdênio por tungstênio no desempenho de aços inoxidáveis

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Terra, B. C. M.
• Orientador(a): Magnabosco, R.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: Aço inoxidável austenítico Propriedades mecânicas; Molibdênio Corrosão; Tungstênio
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/115

O aço inoxidável AISI 316 é o segundo mais popular aço inoxidável austenítico após o AISI 304. Esta classe de aço é amplamente disponível, tem boa resistência geral à corrosão, boa tenacidade e excelente conformabilidade e soldabilidade. A principal diferença entre os aços AISI 304 e AISI 316 está na adição de 2 a 3% de Molibdênio (Mo) na composição química deste último, para aumento de sua resistência à corrosão por pite. O aço AISI 316 tornou-se um material muito adequado para utilização em ambientes de águas salgadas, sendo muitas vezes referido como inoxidável "tipo naval" devido à sua maior resistência à corrosão por cloreto promovida pela adição de Molibdênio, comparado ao aço AISI 304. A literatura sugere que a substituição total ou parcial do molibdênio por tungstênio (W) em aços inoxidáveis ferríticos e dúplex não só aumenta a resistência à corrosão localizada dessas ligas, como indica efeito sinérgico entre estes elementos. Essa substituição seria possível graças à similaridade em termos de propriedades físico-químicas destes elementos. Neste trabalho propôs-se o estudo do efeito sinérgico resultante da substituição parcial e total do Mo por W em um aço austenítico AISI 316L, analisando ligas que apresentam 0, 25, 50, 75 e 100% de substituição do teor atômico de molibdênio presente na liga de referência por tungstênio. A análise microestrutural das amostras por microscopia ótica e EDS evidenciou que o W não provoca nenhuma mudança significativa no material em relação ao tamanho, distribuição e composição das inclusões. Porém, o tamanho de grão é sutilmente reduzido provocando um leve aumento na dureza Brinel das amostras que contêm W. Já os ensaios de tração apresentaram resultados de limite de escoamento, limite de resistência à tração, alongamento e redução em área semelhantes para todas as amostras. Os ensaios de polarização cíclica não evidenciaram nenhum efeito do W, mas a determinação da temperatura crítica de pite mostrou que a amostra que apresenta 50% de W apresentou maior CPT de 40 ± 4°C em solução de 1M de NaCl a 180 mVAg/AgCl, indicando que de fato há um efeito sinérgico entre W e Mo. Já em solução ácida isenta de cloreto, os resultados de polarização potenciodinâmica evidenciam que o W dificulta a formação da película passiva, porém, ao ser formada, esta película é mais robusta que aquela na ausência de W. Já os ensaios de DL-EPR nesta mesma solução mostrou que o W não sensitiza o material de maneira significativa, de acordo com a norma ISO 12732:2006. Portanto, este trabalho mostra que a substituição total ou parcial do molibdênio por tungstênio, mantida a proporção em fração atômica, pode ser realizada sem praticamente nenhuma alteração de propriedades para o aço inoxidável austenítico AISI 316L. Porém, quando a substituição é de 50% há um ganho expressivo no comportamento de corrosão por pite evidenciado pelos resultados dos ensaios para determinação da temperatura crítica de pite promovido certamente por um efeito sinérgico entre o Mo e W. Assim, há um ótimo primeiro indício de que sucatas de aço ferramenta ricas em W para o aumento da resistência ao desgaste nestes materiais podem ser utilizadas para a fabricação de aços inoxidáveis austeníticos. Porém, outros aspectos inerentes à processabilidade devem ser analisados com cuidado para que tal substituição seja, de fato, considerada.