Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.1146
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

OXIDAÇÃO DO AÇO INOXIDÁVEL ABNT 5601 - GRAU 409 EM ALTAS TEMPERATURAS EM ATMOSFERA DE ARGÔNIO

OXIDATION ABNT 5601 DEGREE 409 FERRITIC STAINLESS STEEL AT HIGH TEMPERATURE IN ARGON ATMOSPHERE

Serra, Ediomar Costa; Brandim, Ayrton de Sá; Santos, Diego Machado dos; Correa, Olandir Vercino; Ramanathan, Lalgudi Venkataraman; Salgado, Maria de Fátima

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Resumo

Aços inoxidáveis são ligas ferrosas resistentes à corrosão, devido seu alto teor de cromo. São utilizadas em ambientes com gases agressivos em altas temperaturas especialmente na indústria e aplicações tecnológicas. O objetivo desta pesquisa é investigar a cinética de crescimento e a composição de filmes do óxido formados sobre o aço ABNT 5601 - grau 409 entre as temperaturas 850 °C e 950 °C, na atmosfera de argônio, contendo 1ppm de O2 . As amostras foram oxidadas em uma termobalança, com sensibilidade de ± 1 µg, por 43,4 horas de exposição. A cinética de crescimento dos filmes de óxidos foi estabelecida medindo-se o ganho de massa por unidade de área versus tempo de oxidação seguindo uma lei parabólica. A microestrutura e a composição química dos óxidos foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia dispersiva de energia. Análises químicas descrevem que os filmes formados sobre o aço ABNT 5601 - grau 409 nas diferentes temperaturas em argônio contêm o cromo como elemento majoritário além do Mn, Fe, Ti. Ao se comparar as taxas de oxidação, nas diferentes temperaturas, entre 850 e 950 °C observa-se que o aço apresenta maior taxa de oxidação a 850 °C e menor a 950 ºC.

Palavras-chave

ABNT 5601 - grau 409, Oxidação em argônio, Oxidação em altas temperaturas.

Abstract

Stainless steels are resistant to corrosion due to its high chromium content and are therefore often used in environments containing aggressive gases at high temperatures, especially in industry and technological applications. The objective of this research is to investigate the growth kinetics and composition of oxide films formed on stainless steel degree 409 temperatures between 850 °C and 950 °C in argon atmosphere containing 1 ppm O2 . The samples were oxidized in a thermobalance with a sensitivity of ± 1 µg for 43.4 h. The kinetics of oxide film growth was determined by measuring the mass gain per unit area as a function of time and found to be parabolic. The microstructure and chemical composition of the oxides formed were studied or determined using a scanning electron microscope coupled to an energy dispersive spectrometer. Chemical analysis of the films formed in argon on stainless steel ABNT 5601 degree 409 revealed mainly Cr besides Mn, Fe and Ti. Comparison of the rates of oxidation between 850 and 950 °C showed that the steel oxidized at a higher rate at 850 °C than at 950 °C.

Keywords

ABNT 5601 - degree 409, Oxidation in argon, Oxidation at high temperature.

Referências

1 Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5601: aços inoxidáveis: classificação por composição química. Rio de Janeiro: ABNT; 2011.

2 Pardini ACP. Estudo da oxidação em altas temperaturas dos aços inoxidáveis AISI 430A e AISI 430E [dissertação]. Ouro Preto: REDEMAT, Universidade Federal de Ouro Preto; 2008.

3 Sabioni ACS, Huntz AM, Salgado MF, Pardini A, Rossi EH, Paniago RM, et al. Atmosphere dependence of oxidation kinetics of unstabilized and Nb-stabilized AISI 430 ferritic stainless steels in the temperature range 850-950°C. Materials at High Temperatures. 2010;27(2):89-96. http://dx.doi.org/10.3184/096034010X12710805379897.

4 Acchar W, Barreto LS, Paes HR Jr, Cruz CR, Feistauer EE. LaCrO3 Composite coatings for AISI 444 stainless steel solid oxide fuel cell interconnects. Materials Research. 2012;15(6):1064-1069. http://dx.doi.org/10.1590/S1516- 14392012005000140.

5 Laverde D, Gómez-Acebo T, Castro F. Continuous and cyclic oxidation of T91 ferrític steel under steam. Corrosion Science. 2004;46(3):613-631. http://dx.doi.org/10.1016/S0010-938X(03)00173-2.

6 Salgado MF, Sabioni ACS, Huntz A-M, Rossi ÉH. Higt temperature oxidation behavior of the AISI 430A and AISI 430E stainles steels in Ar/H2 /H2 O atmosphere. Materials Research. 2008;11(2):227-232. http://dx.doi.org/10.1590/ S1516-14392008000200020.

7 Van Niekerk CJ, Toit M. Sensitization behaviour of 11-12%Cr AISI 409 Stainless Steel during Low heat imput. Welding The Journal of the Southen Africa. 2011;111:243-255.

8 Gordon W, Van Bennekom A. Review of stabilization of ferritc stainless steels. Materials Science and Technology. 1996;12(2):126-131. http://dx.doi.org/10.1179/mst.1996.12.2.126.

9 Vazquez A, Varma SK. High-temperature oxidation behavior of Nb-Si-Cr alloys with Hf additions. Journal of Alloys and Compounds. 2011;509(25):7027-7033. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.02.174.

10 Ebrahimifar H, Zandrahimi M. Oxidation and electrical behavior of AISI 430 coated with cobalt spinels for SOFC interconnect applications. Surface and Coatings Technology. 2011;206(1):75-81. http://dx.doi.org/10.1016/j. surfcoat.2011.06.046.

11 Huntz AM, Reckmann A, Haut C, Sévérac C, Herbst M, Resende FCT, et al. Oxidation of AISI 304 e AISI 439 stainless steels. Materials Science and Engineering. 2007;447(1-2):266-276. http://dx.doi.org/10.1016/j. msea.2006.10.022.

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