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1PMT 2507- CORROSÃO E PROTEÇÃO DOS MATERIAIS - Neusa Alonso-Falleiros

Corrosão Intergranular

•As regiões de Contorno de Grão são mais reativas que a Matriz.

•Contornos de Grão (CG):

•Impurezas

•Enriquecimento e/ou empobrecimento de elementos de liga

•Precipitação de fases

•Características:

•O processo de corrosão envolve o grão, que perde a ligação com

a matriz.

•O processo corrosivo dissolve uma pequena massa, mas a perda

de massa do material é relativamente grande, devido a perda

(desprendimento) dos grãos envolvidos pela corrosão.


Exemplos:

• Fe em CG de Al (a segregação de Fe é catódica)

• Cr23C6 em aços inoxidáveis (gera gradiente de Cr)

• CuAl2 em ligas de Al (o CuAl2 aumenta o LR, mas

é catódico; com solubilização e têmpera, impede-se a

CI mas diminui-se o LR)

• Al em ligas de Zn (o Zn é anódico)


Corrosão intergranular de ligas de alumínio

• somente ligas 2xxx, 5xxx e 7xxx são susceptíveis à

corrosão intergranular

– nas ligas 2xxx e nas ligas 7xxx contendo cobre a corrosão

intergranular é devida ao

empobrecimento em cobre no contorno de grão

– nas ligas 5xxx a corrosão intergranular é devida à precipitação no

contorno de grão de

Mg2Al3 que é anódico com relação à liga

– nas ligas 7xxx sem cobre a corrosão intergranular é devida à

precipitação no contorno de grão de constituintes contendo

Zn e Mg que são anódicos com relação à ligaFonte: Aula Prof. Stepahn Wolynec


Cabeçotes de liga de alumínio

Um lote de cabeçotes de motor de automóvel,

fundidos numa liga de alumínio, sofreu

durante o armazenamento uma corrosão

localizada caracterizada por pontos brancos.

Um outro lote, fundido em mesma liga, estava

isento desses pontos. Submetidos ao ensaio de

corrosão intergranular, constatou-se que

apenas o material do primeiro lote era

susceptível a este tipo de ataque.

Fonte: Aula Prof. Stepahn Wolynec


Corrosão intergranular na liga ER5356 utilizada na soldagem de

chapas da liga de alumínio AA5052 de um tanque de ácido nítrico

O tanque foi fabricado com a

liga AA5052 (2,5% Mg), tendo

a soldagem sido realizada com a

liga ER5654 e em alguns

trechos com a liga ER5356

(4,5%<Mg<5,5%). A solda

sofreu corrosão intergranular,

inclusive com perfuração do

tanque, em soldas ER5356 que

apresentavam teor de Mg da

ordem de 6%, superior ao

especificado.

Corrosão da fase beta (Mg2Al3)

precipitada em contorno de grão.



Aspecto Macro versus

Micrográfico

Aços Inoxidáveis Austeníticos (Morfologia – Sensitização)


Referência: José Veríssimo - SENAI –

Trabalho para o Prof. Robson –

maio/2008.



Micrográfico



Região sensitizada

Cordão de

solda



Micrográfico


Corrosão intergranular num vaso de

pressão de aço inoxidável AISI 304

Detalhe

MicroestruturaFonte: Aula Prof. Stepahn Wolynec



Micrográfico


Mecanismos de

Corrosão

Intergranular

(originalmente

para Aços

Inoxidáveis, mas

atende outras

ligas).

Cr23C6

52x23 + 12x6 = 1268

94,3%Cr

(Cr,Fe)23C6

52x23 + 12x6 = 1268

80-94%Cr


Mecanismos de

Corrosão

Intergranular

(originalmente

para Aços

Inoxidáveis, mas

atende outras

ligas).


Micrografia óptica de aço inoxidável

austenítico sensitizado mostrando corrosão

intergranular. Aumento: 200x. SHREIR , p.1:38

(Fig 1.7).

SHREIR , p.1:39 (Fig 1.8).

Esquema da corrosão intergranular em

aço 18-8. SHREIR , p.1:39 (Fig 1.8).



Variação do teor de Cr através do

contorno de grão de aço 18-8.

SHREIR , p.1:39 (Fig 1.8).

Curva TTS do aço AISI 304

tratado a 1066oC

(HENTHORNE, 1972. In:

MAGRI, M., Dissertação de Mestrado,

EPUSP, 1995, p.25, Fig. 2-14.

10-1 100 101 102 106

Tempo (min)



UNS S43000 aquecido

a 1200 C e resfriado

em óleo após Prática W.

Aumento: 100x.

Idem. Aumento: 1000x.

Rogério Felipe Pires – ABM 2004

Aços Inoxidáveis Ferríticos (Morfologia – Sensitização)


Carlos Augusto Serna Giraldo, ABM 2004

UNS S43000 solubilizado a

1200°C e resfriado em água em

MO após Prática W.

Idem, em MEV após ataque com

reagente Vilella (ácido pícrico +

clorídrico + etanol).



PARONI, Alexandra Silvia Matheisen Sensitization

and pitting corrosion resistance of ferritic stainless

steel aged at 800 C. Corrosion, NACE, vol. 62, n.

11, p. 1039-1046, November, 2006. ISSN 0010-9312

Microstructure of UNS S43000

after solution treatment at 1,160 C

for 20 min. SEM. The

precipitation of intergranular

chromium carbides can be noted.

Etchant: 0.5M H2SO4.

Esquema da corrosão intergranular em

aço 18-8. SHREIR , p.1:39 (Fig 1.8).



Comparação entre curvas TTS

dos aços AISI 304 e AISI 430

tratados a 1066oC (HENTHORNE, 1972.

In: MAGRI, Marcelo, Dissertação de Mestrado,

EPUSP, 1995, p.25, Fig. 2-14.)



• O coeficiente de difusão do Cr

é ~100 vezes maior na ferrita.

• Todos os fenômenos

controlados pela difusão do Cr

ocorrem em menor tempo:

•precipitação,

•sensitização e

•recuperação.



• Austeníticos: ASTM A262

•Prática A

•Ensaios de imersão

• Ferríticos: ASTM A763

•Prática W

•Ensaios de imersão

• EPR: Método Eletroquímico de Reativação Potenciodinâmica•DL-EPR : trata-se de um ensaio potenciodinâmico com ciclo duplo.

• Curvas de polarização potenciodinâmica: •2o. máximo de densidade de corrente anódica

Avaliação da Corrosão Intergranular


Curvas de polarização anódica do ferro e cromo puro e de ligas

binárias Fe-Cr em solução H2SO4 a 25 C (COWAN II;

TEDMON, 1973). [Carlos A. Serna Giraldo, Doutorado, 2006].

Imersão:

2°. Máximo de

densidade de corrente

anódica

Prática A e W

EPR


Formas de atuação dos métodos de

avaliação:

• Práticas A e W: determinam a presença ou

ausência de fases ricas em Cr.

• O eletrólito e o potencial utilizados

provocam-se a dissolução das fases ricas em

Cr . Região de alto potencial (>1V).

• Imersão: determina a perda de massa após

corrosão intergranular – dissolve as regiões

pobres em Cr. (Região acima do trecho ativo e

início da passivação.)

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

1 10 100 1000 10000 100000

Densidade de corrente (A / cm²)

Pote

ncia

l (V

EC

S)

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

1 10 100 1000 10000 100000

Densidade de corrente (A / cm²)

Pote

ncia

l (V

EC

S)

• Curvas de Polarização: a i2°.max é

proporcional à área empobrecida.

•EPR: determina o GS (Grau de Sensitização)

através de parâmetro proporcional à relação:

área empobrecida/área da matriz.


•Curvas de polarização potenciodinâmica:

2o máximo de densidade de corrente anódica

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

1 10 100 1000 10000 100000

Densidade de corrente ( A / cm²)

Pote

ncia

l (V

EC

S)

Curva de polarização para o aço

AISI 410 temperado a partir de

975oC e revenido a 300oC.

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

1 10 100 1000 10000 100000

Densidade de corrente ( A / cm²)

Pote

ncia

l (V

EC

S)

Curva de polarização para o aço

AISI 410 temperado a partir de

975oC e revenido a 550oC.


ASTM A262 – Prática A - Austeníticos

“Step” - Degraus “Ditch” - Vala


“Dual” - Mista

“End grain pits” – Pites profundos

nos contornos de grão

Diferentes tipos de pites

As fotos em MEV são do

aluno José Veríssimo -

SENAI – Trabalho para o

Prof. Robson – maio/2008.


Ilhas de ferrita em matriz

austenítica – fundidos e soldasValas interdendríticas

ASTM A262 – Prática A – Austeníticos -

Bruto de Fusão


• Desintegração intergranular de um aço inoxidável AISI 304 provocada

por tratamento de sensitização de 30 min a 650ºC, após ensaio em

solução ácida de sulfato de cobre.


ASTM A262 – Imersão - Austeníticos


Aço UNS S43000 após Prática X. Tratamento térmico: 600 C – 20 min. Observa-se a

amplitude e profundidade das valas nos contorno de grão e ausência de grãos o que

proporciona uma maior perda de massa e conseqüentemente, maior taxa de corrosão.[Carlos Augusto Serna Giraldo, Doutorado, 2006.]

Prática X da norma ASTM A763 - Ferríticos

Ensaio de imersão em solução de

ácido sulfúrico-sulfato férrico em ebulição.


Prática X da norma ASTM A763 - Ferríticos

Ensaio de imersão em

solução de ácido sulfúrico-sulfato férrico em ebulição.

Precipitados

Aço UNS S43000 após Prática X mostrando ataque geral no grão e uma rede continua de

precipitados no contorno do grão (carbonetos e/ou nitretos de cromo). Tratamento térmico:

600 C – 5 min. O GS pelo DL-EPR é maior do que o recuperado mas é bem menor do que o 1

máximo, a 10 min. [Carlos Augusto Serna Giraldo, Doutorado, 2006.]


Diagrama esquemático do ensaio DL-EPR. (Carlos A.

Serna Giraldo, Doutorado, 2006 - MAJIDI, STREICHER, 1986).

GS = ir / ia

ir ia

ir ia

= 1,67mV/s


-6 0 0

-4 0 0

-2 0 0

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

1 ,E-0 8 1 ,E-0 7 1 ,E-0 6 1 ,E-0 5 1 ,E-0 4 1 ,E-0 3 1 ,E-0 2 1 ,E-0 1

de ns idade de corre nte (mA /cm2)

Po

ten

cia

l (V

EC

S)

DL-EPR em 0,5M H2SO4 para o aço UNS S43000 tratado a 550 C

por 2 horas e morfologia após polarização. Observa-se ataque das

regiões pobres em cromo. [Carlos Augusto Serna Giraldo, Doutorado, 2006.]


Referências Bibliográficas

1. SHREIR, L. L. Corrosion. 2a. ed. London. Newnes - Butterworths, 1976.

p.1:36.

2. MAGRI, Marcelo; ALONSO, Neusa. Métodos para avaliação da corrosão

intergranular em aços inoxidáveis. Boletim Técnico da Escola Politécnica

da USP/Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, n. 95/009,

1995. 28p.

3. MAGRI, Marcelo. Corrosão intergranular em Aços Inoxidáveis. In: Métodos

eletroquímicos para avaliação da sensitização do aço inoxidável martensítico

AISI 410. Dissertação de Mestrado, Escola Politécnica - USP, 1995, 150p.

Capítulo 2.3, p. 18-30.

4. ALONSO-FALLEIROS, Neusa; MAGRI, M.; FALLEIROS, I. G. S.

Intergranular corrosion in a martensitic stainless steel detected by

electrochemical tests. Corrosion, NACE, vol. 55, n. 8, p. 769-778, August,

1999.

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