Estudo da resistência à cavitação em meio salino do aço AISI 420 cementado por plasma em condição de paraequilíbrio

Abstract

Resumo: O comportamento à erosão por cavitação do aço inoxidável martensítico tipo AISI 420 foi avaliado em solução 3,5% NaCl e em água destilada. As condições de estudo foram: aço cementado por plasma às temperaturas de 425, 450 e 475 ºC (após têmpera à 1050ºC) e aço temperado e revenido (têmpera a 1050ºC e revenimento a 220ºC). Neste estudo, foi verificado que as características de superfície (susceptibilidade à corrosão, relações entre dureza e módulo de elasticidade, fases presentes e sua morfologia na microestrutura) do material cementado influenciam na interação entre os processos de deterioração (processo oriundo do fenômeno de corrosão e processo oriundo do fenômeno de cavitação). As imagens obtidas por MEV demonstram que a intensidade da contribuição de cada fenômeno no processo total de desgaste variou com as distintas condições de tratamento recebidas pelas amostras. O período de incubação do aço temperado e revenido não apresentou alteração ao se variar o meio de ensaio (4,5 h). Porém, um período de aceleração mais extenso foi observado, quando o teste foi realizado em solução 3,5% NaCl. As amostras tratadas a 425 ºC e 450 ºC apresentaram um período de incubação maior que o da amostra não cementada no ambiente salino (16 h e 8,5 h, respectivamente), enquanto as amostras cementadas a 475 °C não apresentaram período de incubação.

Abstract: The cavitation erosion behavior of the AISI 420-type martensitic stainless steel was evaluated in 3.5% NaCl and in distilled water. The studied conditions were plasma carburized steel at 425, 450 and 475 ºC temperatures (after quenching at 1050 ºC) and quenched and tempered steel (quenching at 1050 ºC and tempering at 220 ºC). In this study, it was verified that the surface characteristics (corrosion vulnerability, relationships between hardness and elasticity modulus, present phases and their morphology in the microstructure) of the carburized material influence the interaction between the deterioration processes (the process with origins in the corrosion phenomenon and the process with origins in the cavitation phenomenon). The images obtained by SEM demonstrate that the contribution intensity of each phenomenon to the total wear process varied with the different treatment conditions performed on the samples. The incubation period of the quenched and tempered steel did not change when the test medium was varied (4.5 h). However, a more extensive acceleration period was observed when the test was carried out in a 3.5% NaCl solution. The samples treated at 425 ºC and 450 ºC presented longer incubation periods than the untreated sample in the saline environment (16 h and 8.5 h, respectively), while the samples carburized at 475 °C did not present an incubation period.