Correlação de propriedades eletroquímicas da fase sigma com propriedades mecânicas e metalográficas em aços inoxidáveis duplex SAF2205

Abstract

Resumo: Este trabalho mostra que as propriedades eletroquímicas obtidas por voltametria linear para o aço inoxidável duplex SAF2205 podem ser correlacionadas às suas propriedades mecânicas e microestruturais. Diversas amostras foram envelhecidas isotermicamente a 870°C, em tempos diferentes, não ultrapassando 60 minutos, para induzir a precipitação da fase intermetálica sigma. A análise de imagens mostrou que esta fase se precipitou de forma crescente na microestrutura do material, na medida em que o tratamento térmico empregado se dava para tempos mais longos, e que os teores de sigma variaram de 0,01% a 14,2% em área superficial. Em seguida as amostras foram submetidas a ensaios de tração, de microdureza Vickers - com carregamento de 300g - e de voltametria linear, onde foi empregado uma célula eletroquímica que utilizava eletrodo de trabalho com área de 3,3mm2, eletrodo de referência do tipo Calomelano Saturado, eletrodo auxiliar do tipo fio de Pt e solução eletrolítica em concentração de 5% de KOH. Os resultados obtidos pela técnica de voltametria linear se apresentaram mais sensíveis à variação do teor de sigma do que os ensaios de microdureza e de tração, podendo-se detectar, teores de sigma acima de 0,88% em área superficial. O método empregado para a técnica de voltametria linear apresentou boa repetibilidade e mostrou-se confiável, pondendo ser, desde que otimizado, utilizado como um Ensaio Não Destrutível (END) para detectar a presença de precipitados intermetálicos de sigma na superfície de aços inoxidáveis em geral.

Abstract: This work shows that electrochemical properties obtained by linear voltammetry from duplex SAF2205 stainless steel can be correlated with its mechanical and microstructure properties. Several samples were aged isothermally at 870°C, at various times, not exceeding 60 minutes, to induce precipitation of the intermetallic sigma phase. The image analysis showed that this phase had an increasing precipitation in the microstructure of the material - for heat treatments conducted to longer times - and that the levels of sigma ranged from 0.01% to 14.2% in surfacial area. Then the samples were subjected to tensil tests, microhardness Vickers - with loads of 300g - and linear voltammetry where was used an electrochemical cell, composed by: a work electrode with an area of 3.3mm2, an reference electrode saturated calomel, an auxiliary electrode of platine wire type and an electrolyte solution in concentration of 5% KOH. The results obtained by linear voltammetry technique were more sensitive to changes in the level of sigma than microhardness and tension's tests. It was possible to detected, using linear voltammetry technique, in a sensitive manner, sigma levels above 0.88% in surfacial area. The method used to the linear voltammetry technique had good repeatability and showed that is reliable, and it can be used, since optimized, as a non-destructive testing (NDT) to detect the presence of intermetallic sigma precipitates in the microstructure of stainless steels.