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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2002.tde-03072024-111040
Document
Author
Full name
Risomá Chaves
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2002
Supervisor
Committee
Wolynec, Stephan (President)
Costa, Isolda
Guastaldi, Antonio Carlos
Kuri, Sebastião Elias
Melo, Hercilio Gomes de
Title in Portuguese
Investigação da corrosão seletiva do aço inoxidável dúplex UNS S31803 através de técnicas eletroquímicas.
Keywords in Portuguese
Aço inoxidável duplex
Corrosão seletiva
Abstract in Portuguese
Na presente tese foram avaliadas diferentes técnicas eletroquímicas visando detectar a susceptibilidade à corrosão seletiva do aço inoxidável dúplex UNS S31803. Este aço foi estudado na condição solubilizada e após tratamento térmico, por tempos que variaram de 0,5 h a 30 h, nas temperaturas de 650°C, 750°C e 850°C. Estes tratamentos provocaram a precipitação das fases sigma e qui, e também, muito provavelmente, de carbonetos e nitretos de cromo. A principal técnica eletroquímica avaliada foi a de polarização de reativação potenciocinética de ciclo duplo (EPR-DL), a qual foi conduzida em três diferentes soluções: solução A (0,5 M H2SO4 + 0,01 M KSCN a 70°C), solução B (2 M H2SO4 + 0,5 M NaCl + 0,01 M KSCN a 30°C) e solução C (2 M H2SO4 + 0,5 M NaCl + 0,01 M C2H5NS a 30°C). Os outros ensaios eletroquímicos consistiram na determinação da variação do potencial de corrosão com o tempo de imersão, no levantamento de curvas de polarização potenciodinâmica, e em espectroscopia de impedância eletroquímica, os quais foram realizados na solução B e na solução D (0,5 M NaCl a 25°C). Na identificação e quantificação dos microconstituintes do material foram empregadas as técnicas de metalografia quantitativa, medidas com ferritoscópio, análise por dispersão de energia (EDS) e análise por difração de raios-X. A morfologia da corrosão foi examinada por meio de microscopia eletrônica de varredura. No ensaio EPR-DL foi constatada, no ciclo de reativação nas soluções B eC, a presença de dois picos de corrente, sendo o primeiro relacionado com a precipitação de fase sigma e o segundo com a precipitação de outras fases (carbonetos e nitretos de cromo e, possivelmente, fase qui). Na solução A somente aparece o segundo pico de corrente. A solução B mostrou-se a mais eficaz das três para detectar a susceptibilidade à corrosão seletiva. Nos demais ensaios eletroquímicos, apenas o potencial em que a densidade de corrente sofre um ) acentuado aumento (Ep), determinado na solução D através das curvas de polarização potenciodinâmica, é sensível à corrosão seletiva provocada pelos tratamentos térmicos. Constatou-se que o aço investigado encontra-se na solução B na região ativa, e na solução D na região passiva. A maior cinética de corrosão seletiva, tanto a causada pela precipitação da fase sigma como a das demais fases, ocorre com amostras tratadas a 750°C. Nas amostras tratadas a 850°C a menor cinética de corrosão seletiva é atribuída ao processo de recuperação parcial das fases empobrecidas através do processo de difusão de cromo e molibdênio.
Title in English
Untitled in english
Keywords in English
Duplex stainless steel
Selective corrosion
Abstract in English
Different electrochemical techniques were evaluated in present thesis for detecting the selective corrosion susceptibility of UNS S31803 duplex stainless steel. This steel was investigated in the solution anneal condition and after heat treatments at 650°C, 750°C and 850°C during variable times in the range of 0.5 h to 30 h. During these treatments the sigma and chi phases were precipitated, and quite probably also the chromium carbides and nitrides. The main electrochemical technique evaluated was the double-loop electrochemical potenciokinetic reactivation method (EPR-DL), which was performed in three different testing solutions: solution A (0,5 M H2SO4 + 0,01 M KSCN a 70°C), solution B (2 M H2SO4 + 0,5 M NaCl + 0,01 M KSCN a 30°C) and solution C (2 M H2SO4 + 0,5 M NaCl + 0,01 M C2H5NS a 30°C). The other electrochemical tests consisted in determination of corrosion potential variation with immersion time, determination of potentiodynamic polarization curves, and electrochemical impedance spectroscopy, which were performed in solution B and solution D (0,5 M NaCl at 25°C). The identification and quantification of materials micro-constituents were performed by means of quantitative metallography techniques, measurements with ferritoscope, energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction analysis. The corrosion morphology was observed at scanning electron microscope. In the EPR-DL test were detected, in the reactivation cycle in solutions B andC, two current peaks, the first being related to the sigma phase precipitation and the second to the precipitation of other phases (chromium carbides and nitrites, and possibly also the chi phase). In solution A only the second current peak is observed. The solution B appears to be the most efficient for detecting the selective corrosion susceptibility. In other electrochemical tests, only the potential at which the current density increases sharply (Ep), ) determined in solution D with potentiodynamic polarization curves, is quite sensitive to selective corrosion induced by heat treatments. It was found that in solution B the steel remains in the active region, while in solution D it remains in the passive region. The largest selective corrosion kinetics, both determined by the precipitation of sigma phase and of the other phases, are displayed by samples heat-treated at 750°C. The lover selective corrosion kinetics displayed by samples heat-treated at 850°C is ascribed to the partial recovery by diffusion of chromium and molybdenum depleted zones.
 
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Publishing Date
2024-07-05
 
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