MICROSCOPIA DE VARREDURA POR SONDA (SPM) APLICADA A AÇOS INOXIDÁVEIS DÚPLEX Nome do aluno 1 ,

1. MICROSCOPIA DE VARREDURA POR SONDA (SPM) APLICADA A AÇOS INOXIDÁVEIS DÚPLEX Nome do aluno1, Nome do Orientador2, 1 Estudante de Engenharia Mecânica – UNIP – Ribeirão Preto 2 Prof. Xxxxxx – UNIP – Ribeirão Preto. Email: xxxxxxxx@xxxxxxxxxxxxx • INTRODUÇÃO • Os aços inoxidáveis dúplex são utilizados em numerosas atividades industriais, devido à combinação de excelentes propriedades mecânicas e alta resistência à corrosão. Entretanto, quando esse material é envelhecido em condições de serviço em baixas temperaturas (em torno de 400ºC), ocorre degradação das propriedades mecânicas e da resistência à corrosão, devido à precipitação de fases ricas em Cr ou Mo. • A microscopia de varredura por sonda (SPM) utiliza uma sonda mecânica para obter imagens com alta resolução espacial a partir das interações entre a ponta e a amostra. A microscopia de força atômica – modo contato (AFM) e a microscopia de força magnética (MFM) – ferramenta avançada que possibilita a detecção das interações magnéticas, são diferentes modos de operação da SPM. • O objetivo deste trabalho, utilizando as técnicas combinadas AFM e MFM, foi analisar a estrutura de um aço inoxidável dúplex 2205 nas condições solubilizada e envelhecida a 400ºC por 7000 horas. A análise da superfície antes e após crescimento de filme passivo sobre o dúplex na condição solubilizada foi obtida pelo modo contato de operação do AFM. • MATERIAL E MÉTODOS • Tabela 1 – Composição química do aço inoxidável dúplex (porcentagens em peso). • Solubilização: 1050ºC por 1 hora seguida de resfriamento em óleo. • Envelhecimento: 400ºC por 7000 horas. • Preparação metalográfica: polimento em alumina 1,0 m e ataque com ácido oxálico eletrolítico a 1 A/cm2 por cerca de 20 segundos. • Análises AFM/MFM: NanoScope IIIa (DI). • Crescimento de filme: sobre a superfície polida do aço solubilizado – potenciostaticamente a +400 mVSCE em H2SO4 0,1 M por 30 minutos. A superfície foi analisada por AFM antes e após o crescimento de filme. • RESULTADOS E DISCUSSÃO • (a) (b) • Figura 1 – Imagens da superfície do aço inoxidável dúplex solubilizado e atacado (60 m  60 m  1 m): (a) 2D; (b) 3D. Ocorreu maior dissolução da austenita (regiões mais escuras). • (a) (b) • Figura 2 – Imagens da superfície do aço inoxidável dúplex envelhecido e atacado (60 m  60 m  1,5 m): (a) 2D; (b) 3D. Ocorreu maior dissolução da ferrita (regiões mais escuras). • A menor taxa de dissolução da ferrita no aço solubilizado (Figura 1) pode ser atribuída aos maiores teores de Cr e Mo dessa fase em relação à austenita. Na amostra envelhecida (Figura 2), a dissolução preferencial da ferrita pode ser atribuída à diminuição dos teores de Cr e Mo da ferrita devido à formação das fases ’ e G. • (a) (b) • Figura 3 – Imagens do aço inoxidável dúplex solubilizado e polido: (a) Topografia (15 m  15 m  0,25 m); (b) Imagem MFM (15 m  15 m  200 Hz). • (a) (b) • Figura 4 – Imagens do aço inoxidável dúplex envelhecido e polido: (a) Topografia (15 m  15 m  0,2 m); (b) Imagem MFM (15 m  15 m  50 Hz). • A técnica de MFM é útil na visualização da distribuição de fases do inoxidável dúplex sem ataque metalográfico (Figuras 3 e 4). • Os perfis topográficos (Figura 5(d)) dão indicação de crescimento de filme sobre a microestrutura do aço solubilizado. Entretanto, o crescimento de filme anódico requer investigação adicional. • (a) (b) (c) • (d) • Figura 5 - Imagens da superfície do aço inoxidável dúplex solubilizado e polido: (a) antes do crescimento do filme anódico (40 μm x 40 μm x 300 nm); (b) após crescimento de filme anódico (40 μm x 40 μm x 400 nm). (c) Imagem da superfície do aço inoxidável dúplex solubilizado atacado (40 μm x 40 μm x 1 μm). (d) Perfis topográficos antes e após crescimento de filme. • CONCLUSÕES • As técnicas de AFM e MFM foram utilizadas com sucesso para observar a distribuição de austenita e ferrita em aço inoxidável dúplex, particularmente a MFM, porque não requer ataque metalográfico. • Houve dissolução preferencial da ferrita ou austenita no ataque com ácido oxálico, dependendo do tratamento térmico. • Obteve-se indicação de crescimento de filme sobre a microestrutura do aço solubilizado, o que requer investigação adicional. • BIBLIOGRAFIA • 1. • 2. • 3.