Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.0770
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Artigo Original

CYCLIC OXIDATION OF FERRITIC STAINLESS STEEL AISI 409

OXIDAÇÃO CÍCLICA DE AÇO INOXIDÁVEL FERRÍTICO AISI 409

Rodrigues, Samara Clotildes Saraiva; Santos, Diego Machado dos; Brandim, Ayrton de Sá; Silva, Maura Célia Cunha e; Lins, Vanessa de Freitas C.; Salgado, Maria de Fátima

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Abstract

The purpose of this study is to investigate the kinetics of growth, microstructure and chemical composition of the oxide films formed on AISI 409 ferritic stainless steel stabilized with titanium, after the cyclic oxidation process at a temperature typical of muffler (300°C), component belonging to the cold exhaust of the automobiles, in synthetic air in a tube furnace under two different conditions: oxidation after immersing the steel in the synthetic condensed (TOC) for 10 h and oxidation without immersion in the synthetic condensed (TOP). The kinetics of growth of oxide films was established by measuring the mass gain per unit area versus time. The microstructure and chemical composition of the oxides were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). EDS analysis of the films formed on the samples showed the main chemical elements: Fe, Ti, Cr, S and Si. The presence of chromium was identified in proportions indicating the formation of protective oxides, as a film of Cr2O3 in the sample used as control, while the test specimen immersed in condensed showed failure of the oxide film after the 120th oxidation cycle.

Keywords

Ferritic stainless steel AISI 409, Corrosion, Condensed, Cyclic oxidation.

Resumo

O objetivo do presente estudo é investigar a cinética de crescimento, microestrutura e composição química dos filmes de óxidos formados sobre o aço inoxidável ferrítico AISI 409 estabilizado com titânio, após o processo de oxidação cíclica a temperatura típica do silenciador (300°C), componente pertencente à parte fria do escapamento de automóveis, em atmosfera de ar sintético, em forno tubular sob duas condições diferentes: oxidação após imersão do aço no condensado sintético (TOC) por 10 h, e oxidação sem imersão no condensado (TOP). A cinética de crescimento dos filmes foi estabelecida medindo-se o ganho de massa por unidade de área versus tempo. A microestrutura e a composição química dos óxidos foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Análises de EDS dos filmes formados sobre as amostras mostraram como principais elementos químicos: Fe, Ti, Cr, S e Si. Foi constatada a presença de cromo, em proporções que sugerem a formação de óxidos protetores, como uma película de Cr2O3 na amostra que serviu de controle, ao passo que, o corpo de prova imerso no condensado apresentou ruptura do filme após o centésimo vigésimo ciclo de oxidação.

Palavras-chave

Aço inoxidável ferrítico AISI 409, Corrosão, Condensado, Oxidação cíclica.

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