Limites de cloretos para a passivação de aços inoxidáveis ferríticos lean

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Queiroz, Ana Luiza Lima
Orientador(a): Bolfarini, Claudemiro lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21328
Resumo: Among the various classes of existing steels, stainless steels stand out in terms of corrosion resistance. Chromium is the main alloying element, and stainless steels are those with addition of Cr equal to or above 10.5% mass. However, several applications may not be corrosive enough to justify the use of conventional stainless steels, but excessively corrosive to carbon steels. In this context, steel compositions with contents between 6% and 10% have not yet been widely explored in terms of their corrosion resistance. Thus, the objective of this project is to evaluate the chloride concentration limits in which steels with a Cr content between 6 and 11% by weight behave like conventional stainless steels. Thermodynamic calculations were performed to guide the processing route of these alloys, called lean stainless steels, which were produced in a vacuum induction furnace and rolled, annealed and pickled. They were tested in three solutions with NaCl concentration ranging from 0.1 mol/L to 0.6 mol/L through the electrochemical techniques of potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. Finally, the results obtained for lean steels were compared with those obtained for stainless steel UNS S41003 (410D), Cr content between 10.5% and 12.5%. From the electrochemical results it was observed that steels with 8%m. of Cr or less do not present a passive plateau under the tested conditions, they also have low polarization resistance (Rp < 10 kΩ.cm2) according to electrochemical impedance spectroscopy tests. At the lowest chloride concentration, steels with 9%m. of Cr or more presented a passive plateau and greater polarization resistance (Rp > 100 kΩ.cm2) and at intermediate and higher concentrations steels with 10%m. of Cr or more have a passive plateau and high polarization resistance.
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However, several applications may not be corrosive enough to justify the use of conventional stainless steels, but excessively corrosive to carbon steels. In this context, steel compositions with contents between 6% and 10% have not yet been widely explored in terms of their corrosion resistance. Thus, the objective of this project is to evaluate the chloride concentration limits in which steels with a Cr content between 6 and 11% by weight behave like conventional stainless steels. Thermodynamic calculations were performed to guide the processing route of these alloys, called lean stainless steels, which were produced in a vacuum induction furnace and rolled, annealed and pickled. They were tested in three solutions with NaCl concentration ranging from 0.1 mol/L to 0.6 mol/L through the electrochemical techniques of potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. Finally, the results obtained for lean steels were compared with those obtained for stainless steel UNS S41003 (410D), Cr content between 10.5% and 12.5%. From the electrochemical results it was observed that steels with 8%m. of Cr or less do not present a passive plateau under the tested conditions, they also have low polarization resistance (Rp < 10 kΩ.cm2) according to electrochemical impedance spectroscopy tests. At the lowest chloride concentration, steels with 9%m. of Cr or more presented a passive plateau and greater polarization resistance (Rp > 100 kΩ.cm2) and at intermediate and higher concentrations steels with 10%m. of Cr or more have a passive plateau and high polarization resistance.Dentre as várias classes de aços existentes, os inoxidáveis se destacam quanto à resistência à corrosão. O cromo é o seu principal elemento de liga e são considerados aços inoxidáveis aqueles com adição de Cr superior a 10,5 %m. Entretanto, diversas aplicações podem não ser suficientemente corrosivas para justificar o emprego de aços inoxidáveis convencionais, porém excessivamente corrosivas aos aços carbono. Neste contexto, as composições de aço com teores entre 6% e 10%m. ainda não foram amplamente exploradas quanto a sua resistência à corrosão. Assim, o objetivo desse projeto é avaliar os limites de concentração de cloretos em que aços com teor de Cr entre 6 e 11% em massa comportam-se como aços inoxidáveis convencionais em ambientes clorados. Cálculos termodinâmicos foram realizados para orientar a rota de conformação dessas ligas e, posteriormente, esses aços, chamados de aços inox lean, foram produzidos em um forno de indução a vácuo e tratados termo mecanicamente. Eles foram testados em três soluções com concentração de NaCl variando de 0,1 mol/L a 0,6 mol/L por meio das técnicas eletroquímicas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Por fim, foram comparados os resultados obtidos para os aços lean com os obtidos para aço inoxidável UNS S41003 (410D), teor de Cr entre 10,5 e 12,5 %m. Pelos resultados eletroquímicos observou-se que os aços com 8 %m. de Cr ou menos não apresentam patamar passivo nas condições ensaiadas, assim como apresentam baixa resistência à polarização (Rp < 10 kΩ.cm2) segundo ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica. Na concentração mais baixa de cloreto os aços com 9 %m. de Cr ou mais apresentaram patamar passivo e maior resistência à polarização (Rp > 100 kΩ.cm2) e na concentração intermediária e mais elevada aços com 10 %m. de Cr ou mais apresentam patamar passivo e alta resistência a polarização.OutraEMBRAPII∙UFSCar e Aperam Bolsa PIDICT ProEx n° 011471/2021-14porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessPassivaçãoLigas Fe-CrAço inoxidávelAços leanStainless steelPassivationFe-Cr alloysLean steelsENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICALimites de cloretos para a passivação de aços inoxidáveis ferríticos leanChloride limits for the passivation of lean ferritic stainless steelsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARTEXTAna Luiza Lima Queiroz - Dissertação .pdf.txtAna Luiza Lima Queiroz - Dissertação .pdf.txtExtracted texttext/plain103468https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/180b28a9-806e-4aa0-863f-6e2a342c753e/download5143e7b865c0e0bbe0cf4b32cdfa9662MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILAna Luiza Lima Queiroz - Dissertação .pdf.jpgAna Luiza Lima Queiroz - Dissertação .pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3703https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/094e241f-f625-4ecc-842e-0d7341366991/download12ba969be01ac92391eadb4addce4331MD54falseAnonymousREADORIGINALAna Luiza Lima Queiroz - Dissertação .pdfAna Luiza Lima Queiroz - Dissertação .pdfapplication/pdf4921419https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1de87b81-2267-4f97-81c7-2e9685c037fc/downloaddaf7c762749de0abab898e2217ea72f9MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a6082384-408f-4395-b72c-bb18b60cee96/downloadf337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52falseAnonymousREAD20.500.14289/213282025-02-06 05:22:50.549http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/21328https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-06T08:22:50Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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