As Aços Inoxidáveis

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As ligas martensiticas com teor de C mais elevado são as que apresentam um teor de C mais elevado são as que apresentam uma maior resistência mecânica e uma maior resistência ao desgaste por abrasão, sendo utilizadas em aplicações como válvulas de alta pressão, bisturi cirúrgico, facas, lamina de barbear, serras e implementos agrícolas. A adição de Mo e V aumentam significativamente a dureza da liga devido a formação dos carbonetos M2X.

1.4- Resistencia a corrosão

As ligas de aço inoxidável martensitico são geralmente as ligas inoxidáveis que apresentam menor resistência a corrosão, devido ao menor teor de Cr e ao maior teor de C presentes nas ligas martensiticas convencionais. Portanto, para elevar a resistência à corrosão das ligas martensiticas foram desenvolvidas ligas com baixo teor de C e um teor mais elevado de Cr. Nas ligas que são utilizadas em ambientes nos quais pode ocorrer a corrosão por pite, é também adicionado o Mo em teores que pode chegar a 2%p. No entanto, como a elevação dos teores de Cr e Mo e a diminuição do carbono favorece a formação da ferrita é adicionado o Ni nessas ligas já que esse elemento estabiliza a austenita inibindo assim a formação da ferrita .

As ligas inoxidáveis martensiticas com maior resistência a corrosão tanto uniforme como por pite são as ligas conhecida como super martensiticas , sendo que esse comportamento se deve principalmente ao baixo teor de carbono presente na liga, geralmente abaixo de 0,03%p. o que reduz significativamente a presença dos carbonetos ricos em Cr ,M23C6,. As ligas super martensiticas comerciais geralmente apresentam um teor de Cr entre 12 e 13%p. No entanto para elevar a resistência a corrosão por pite dessas ligas foram desenvolvidas nos últimos anos ligas contendo um teor de Cr entre 15%p a 16%p. e um teor de Mo próximo a 2%p. Para permitir a formação de uma fração volumétrica adequada de martensitca s é adicionado nessas ligas um teor elevado de Ni, em torno de 6%p. Essas liga também podem conter elementos de liga como o Cu, Ti, Nb e W.

As ligas super martensiticas são utilizadas principalmente em aplicações que exigem elevada resistência mecânica ou resistência resistência ao desgaste por abrasão e uma resistência a corrosão por pite adequada sendo utilizadas por exemplo em tubulações para transporte de petróleo e derivados, para revestimentos de poços de petróleo e em vários equipamentos utilizados na indústria de petróleo e gás.

As condições nas quais a austenitização e o revenimento do aço inoxidável martensitico são realizados, afeta a resistência à corrosão por pite da liga, devendo, portanto, ser realizado esses tratamentos em condições ótimas. Esse efeito esta relacionado principalmente com o alivio de tensão causado pelo revenimento e com a presença de precipitados ricos em Cr, a qual é afetada tanto pelo revenimento quanto pela austenitização. A presença desses precipitados pode resultar na formação de regiões empobrecidas de cromo nas adjacências do precipitado junto a interface matriz/precipitado, as quais atuam como sitio para a nucleação do pite.

Como visto anteriormente tratamento térmico de austenitização é uma das etapas do processo de obtenção aço inoxidável martensitico, que antecede a realização da tempera. Esse tratamento além de causar a formação da astenita tambem causa a dissolução dos precipitados presentes na liga como o M23C6, rico em Cr. A elevação da temperatura de austenitização promove a dissolução desse precipitado favorecendo assim a elevação da resistência a corrosão por pite da liga após ter sido submetida à têmpera [1]. Com uma dissolução mais intensa do M23C6, ocorre uma maior presença do Cr em solução solida o quem implica em uma distribuição mais uniforme desse elemento na liga e consequentemente uma maior resistência a corrosão por pite já que inibe a ocorrência de regiões empobrecidas de Cr que atuam como sítios preferenciais da nucleação do pite.

A elevação da temperatura de austenitização também favorece a formação da austenita retida que passa a ocorrer a partir de uma determinada temperatura. A austenita retida corresponde a austenita que não foi transformada em martensita durante a tempera e permanece presente na liga martensitica após esta ter sido temperada. Com a dissolução do carboneto passa a aumentar a presença do carbono na solução sólida o que favorece a estabilização da austenita e consequentemente a presença da austenita retida na liga martensitica temperada. A presença da austenita retida na liga martensita favorece a resistência a corrosão por pite da liga, o que é atribuído ao menor nível de tensão da estrutura martensitica em relação a austenitica [1]. No entanto, como descrito anteriormente a presença da austenita retida na liga inoxidável martensitica que vai ser ser submetida ao revenimento pode causar a formação de uma fase frágil durante o envelhecimento o que inviabiliza a utilização da liga. Portanto, o revenimento deve ser realizado em uma condição ótima de temperatura que possa causar uma dissolução máxima dos carbonetos rico em Cr sem no entanto causar a formação da asutenita retida a um nível que possa comprometer a utilização da liga revenida.

Tem sido constatado [4] para uma liga de aço inoxidável martenstico 13Cr-0,45C que que a temperatura mínima de austenitização, na qual se inicia a dissolução mais acentuada do Cr23C6, é 1040ºC, sendo que acima desta temperatura a redução de carbonetos não dissolvidos é constante, atingindo níveis mínimos de 10% à 1110ºC [4]. Em uma liga de aço inoxidável martensitico 13Cr-0,38C austenitizada durante 45 minutos foi observado [1 ] que uma temperatura de austenitização de 1130⁰C é suficiente para dissolver totalmente os precipitados de M23C6 ricos em Cr, mas na liga austenitizada a essa temperatura assim como na liga austenitizada a 1080⁰C ocorre a formação da austenita retida.

Como descrito anteriormente o revenimento dos aços inoxidáveis martensiticos é geralmente realizado durante 1 hora em uma temperatura entre 200⁰C a 750⁰C, sendo que a temperatura afeta significativamente a resistência à corrosão por pite da liga. A resistência a corrosão por pite é mínima para as ligas revenidas a uma temperatura em torno dos valores entre 500⁰C a 550⁰C e é máxima para as ligas revenidas abaixo de 500⁰C.

A menor resistência a corrosão por pite para as ligas revenidas entre 500⁰C a 550⁰C esta relacionada com a formação do precipitado M23C6, rico em Cr, o que resulta na diminuição significativa da resistência a corrosão por em relação a liga