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Tipo de Mídia:
Texto
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Formato:
.pdf
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Tamanho:
9,88
MB
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Título: |
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Estudo do desgaste erosivo-corrosivo de aços inoxidáveis de alto nitrogênio em meio lamacento |
Autor: |
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Diana María López Ochoa
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Categoria: |
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Teses e Dissertações |
Idioma: |
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Português |
Instituição:/Parceiro |
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[cp] Programas de Pós-graduação da CAPES
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Instituição:/Programa |
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USP/ENGENHARIA METALÚRGICA |
Área Conhecimento |
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ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA |
Nível |
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Doutorado
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Ano da Tese |
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2007 |
Acessos: |
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1.082 |
Resumo |
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Os processos de erosão-corrosão são comumente encontrados em tubulações; válvulas e outros componentes usados na indústria química; petroquímica e na exploração de minérios. Quando a corrosão e a erosão atuam conjuntamente; os mecanismos de dano são complexos e em geral as perdas de massa associadas com esta combinação de processos são maiores do que a soma das perdas geradas pela erosão ou a corrosão atuando separadamente. Os aços inoxidáveis são materiais amplamente usados neste tipo de indústrias. A série martensítica é usada quando se necessita de boas propriedades mecânicas e moderada resistência à corrosão; enquanto que a austenítica é usada para condições onde é necessária uma boa resistência à corrosão; ainda que as propriedades mecânicas deste tipo de aço não sejam muito altas. Adições de nitrogênio aos aços inoxidáveis melhoram tanto a resistência à corrosão quanto a resistência mecânica; no entanto; poucos trabalhos têm sido desenvolvidos sobre o sinergismo erosão-corrosão dos aços inoxidáveis de alto nitrogênio. Neste trabalho; estuda-se o efeito da adição de nitrogênio; em solução sólida; na resistência à erosão-corrosão de um aço inoxidável martensítico AISI 410 e um austenítico AISI 304L em lama composta por 3;5% de NaCl e partículas de quartzo. Para tanto foram nitretadas; em alta temperatura; amostras destes aços sob diferentes pressões. Foram obtidas amostras martensíticas com 0;2 e 0;4% de nitrogênio e austeníticas com 0;25 e 0;55% de nitrogênio em solução sólida. Amostras sem nitrogênio foram usadas como material de referência. Foram desenvolvidos dois tipos de ensaios em dispositivo tipo jato: medidas de perda de massa e de polarização potenciodinâmica. A topografia das superfícies testadas foi observada usando microscopia óptica e eletrônica de varredura. Essa informação; conjuntamente com os resultados de perda de massa e dos ensaios eletroquímicos; foi usada para estabelecer os mecanismos de degradação dos materiais estudados; nas diferentes condições de ensaio; e os efeitos da introdução de nitrogênio na estrutura dos aços. Dos resultados obtidos neste trabalho; observa-se que as curvas de polarização potenciodinâmica são sensíveis às variações nas condições de ensaio; como a presença de fluxo e a introdução de partículas. Em geral; o potencial de corrosão e de pite diminuíram e a densidade de corrente passiva aumentou com o aumento da agressividade do ensaio; deslocando as curvas para potenciais menos nobres e densidades de corrente maiores. A introdução de nitrogênio aumentou a dureza da superfície em ambos os aços inoxidáveis. A adição de nitrogênio melhorou a resistência à corrosão do aço inoxidável martensítico AISI 410; para as duas condições de nitretação usadas; medida através de polarização potenciodinâmica. Esse efeito foi avaliado através de um novo parâmetro chamado ?; dado pela diferença entre as densidades de corrente com erosão-corrosão e na condição estática (iCE-iS); para o aço nitretado; e essa mesma diferença para a condição de referência (aço solubilizado ou temperado e revenido). A adição de 0;2% de nitrogênio diminuiu em 88% a corrosão aumentada por erosão. Aumentando a 0;4% o teor de nitrogênio; esta diminuição também ocorre; sendo de 87%. O processo de remoção de material da superfície do aço inoxidável martensítico temperado e revenido é dominado pela corrosão aumentada por erosão; enquanto que no aço nitretado; o nitrogênio promove a mudança de regime para uma condição de erosão aumentada por corrosão. Observou-se que a adição de nitrogênio melhorou a resistência à corrosão; a resistência à erosão e a resistência à erosão-corrosão do aço inoxidável austenítico AISI 304L. Notou-se; também; o aumento significativo do potencial de pite com a elevação do teor de nitrogênio. As superfícies das marcas de desgaste das amostras nitretadas mostraram-se menos rugosas; mostrando o efeito benéfico do nitrogênio na resistência à corrosão do aço austenítico. A adição de 0;25% de nitrogênio diminuiu em 25% a corrosão aumentada por erosão. Aumentando o teor de nitrogênio para 0;55%; esta diminuição também foi observada; sendo de 56%. O processo de remoção de material da superfície do aço inoxidável austenítico é dominado pelo desgaste erosivo. Finalmente; a introdução de nitrogênio parece não ter influência notável no potencial de corrosão para nenhum dos aços aqui estudados. O mecanismo fundamental para a melhora na resistência à corrosão com a introdução de nitrogênio na estrutura dos aços inoxidáveis estudados; está relacionado com a produção de íons amônio durante a dissolução da superfície; produzindo um aumento de pH da solução e possibilitando uma repassivação mais fácil da superfície. |
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