Estudo experimental da oxidação dos aços inoxidáveis ferríticos AISI 444 e AISI 439 a altas temperaturas em ar.

Abstract

Realizou-se um estudo comparativo da resposta à oxidação em altas temperaturas, em atmosfera de ar seco, dos aços inoxidáveis AISI 444 e AISI 439, na faixa de temperatura entre 850ºC e 1.050ºC. Tais aços se diferenciam em sua composição química basicamente pela presença do molibdênio no aço AISI 444. Foram utilizadas amostras fornecidas pela ArcelorMittal Inox Brasil, com as dimensões de 10mm x 10mm x 0,6mm. Um orifício de 0,8mm de diâmetro foi aberto próximo ao centro de uma das arestas das amostras, para o fim de sustentação por um fio de platina em uma termobalança. Amostras do aço AISI 444, após desbaste com lixas de água e polimento das duas faces com pasta de diamante de 3?m e 1?m, foram submetidas à tratamento térmico de oxidação em uma termobalança SETARAM, com sensibilidade de 1? g, nas temperaturas de 850ºC, 900ºC, 950ºC, 1000°C e 1.050ºC, com tempos de tratamento entre 43h52min e 50h32min, em atmosfera de ar seco. Utilizando-se a mesma metodologia, realizou -se, a 1050°C, tratamento de oxidação em amostra do aço AISI 439, em atmosfera de ar seco, por 47h41min. Ainda nas temperaturas de 1000°C e 1050°C foram submetidos esses mesmos aços pesquisados a tratamentos de oxidação, com tempos de 5, 10, 20 e 40min, em ar seco, buscando-se similaridade às condições de laminação a quente praticadas na indústria. Para tanto, utilizou-se um forno tubular com controle de temperatura e atmosfera. Os filmes de óxido formados foram caracterizados, microestruturalmente, por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e, quimicamente, por Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDS). Realizou -se o estudo da cinética de crescimento do filme, medindo-se o ganho de massa por unidade de área ( ?M/S) versus tempo de oxidação (t), determinando-se a constante de oxidação e a energia de ativação da oxidação. As análises da oxidação em alta temperatura, atmosfera de ar seco, mostraram que a camada de óxido produzida é mais aderente no aço AISI 444 do que no aço AISI 439, na faixa de temperatura 850ºC a 950ºC. Nesta faixa, o aço AISI 444 é mais resistente à oxidação do que o aço AISI 439. Acima de 950ºC, o aço AISI 444 apresenta diminuição de sua resistência à oxidação, intensificando a descamação na camada de óxido formada, tornando seu comportamento similar ao aço AISI 439, a 1050°C. Em todas as temperaturas verificou-se crescimento parabólico dos filmes de óxido formados, com teor majoritário de cromo. Nas regiões com expressiva descamação no filme de óxido, detectou-se elevado teor de ferro