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Title: Estudo experimental da oxidação dos aços inoxidáveis ferríticos AISI 444 e AISI 439 a altas temperaturas em ar.
Authors: Toffolo, Ronaldo Rebert Bayão
metadata.dc.contributor.advisor: Sabioni, Antônio Claret Soares
Keywords: Oxidação
Aço inoxidável
Steel-stainless
Issue Date: 2008
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: TOFFOLO, R. R. B. Estudo experimental da oxidação dos aços inoxidáveis ferríticos AISI 444 e AISI 439 a altas temperaturas em ar. 2008. 148 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2008.
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
metadata.dc.description.abstracten: It was carried on a comparative study of the response to oxidation, in high temperatures and dry air atmosphere, of the stainless steel AISI 444 and AISI 439, with the temperature range between 850ºC and 1.050ºC. Such steels differ in their chemical composition basically by containing molybdenum in the AISI 444 steel. It were used samples supplied by ArcelorMittal Inox Brasil, whose dimensions were 10mm x 10mm x 0.6mm. A hole of 0,8mm in diameter was drilled near an edge at the center of the samples with the purpose of sustainment by means of a platinum wire in a thermobalance. AISI 4 44 steel samples, after trimmed off utilizing water sandpaper, and having the two faces polished with diamond paste of 3?m and 1?m, were submitted to heat treatment of oxidation in a SETARAM thermobalance, whose sensitivity is equal to ?1? g, in the temperatures of 850ºC, 900ºC, 950ºC, 1000ºC and 1050ºC, with treatment time duration from 43h52min to 50h32min, into dry air atmosphere. Utilizing the same methodology, it was carried out the heat treatment of oxidation of the stainless steel AISI 439 at 1050ºC, into dry air atmosphere, during 47h41min. Besides, such steel samples mentioned before were submitted to oxidation treatment during 5, 10, 20 and 40min into dry atmosphere, in search of similarities to the conditions of the hot rolling utilized in industry. Thus, it was utilized a tube-furnace equipped with a temperature and atmosphere control. The films of oxide which were formed were microstructurally characterized by means of Scanning Electron Microscopy (SEM) and chemically by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). It was conducted the kinetic study of the film growth, measuring the mass gain per unit of area (?M/S) versus time of oxidation (t) and defining the constant of oxidation and its activation energy. The analysis of the oxidation at high temperature and dry air atmosphere showed that the film of oxide produced is more adhesive to the AISI 444 than to the AISI 439 steel, at the range of temperature from 850ºC to 950ºC. At this range, the AISI 444 steel is more resistant to oxidation than the AISI 439. At temperatures above 950ºC, the AISI 444 steel shows a decrease in its resistance to oxidation, what causes an intensification of the formed oxide layer detachment, turning its behavior similar to the one at 1050ºC. At all the temperatures, it was verified the parabolic increase of the films of oxide formed, containing a predominant content of chrome. It was detected a high content of iron in the regions in which the detachment occurred the most
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2830
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