Sensitização e Perda de Resistência à Corrosão dos Aços Inox

Os aços inox austeníticos são suscetíveis à perda de sua resistência à corrosão através da sensitização. Os aços inoxidáveis mais suscetíveis são os não estabilizados, como por exemplo o AISI 304.

Estes aços necessitam de um tratamento térmico de solubilização que remove esta sensitização, e todos aços deste tipo são fornecidos normalmente já no estado solubilizado. Normalmente, esta informação consta nos certificados de matéria prima.

O que é sensitização?

O Cromo acima 12% na liga do aço inox cria uma camada passivada na superfície que protege o material da corrosão. No caso da precipitação dos carbonetos, algumas regiões ficarão com baixo cromo e sem a proteção superficial causada por ele. Estas regiões desprotegidas são pontos prováveis de início de corrosão e o aço é caracterizado como sensitizado. Por isso, é necessário o tratamento térmico de solubilização que dissolve os carbonetos de cromo precipitados em contorno de grão austenítico durante a fabricação do material. Na solubilização os carbonetos são ‘dissolvidos’ homogeneizando a quantidade de cromo dentro da matriz metálica do material. Estes carbonetos podem também prejudicar as propriedades mecânicas dos aços inox sensitizados.

Sensitização Aço Inox Austenítico 304 por Precipitação de Carboneto em Contorno de Grão
Sensitização dos Aços Inox Austeníticos por Precipitação de Carboneto em Contorno de Grão com Empobrecimento em Cromo de Regiões Intergranulares. Ref. MATEC

Nas análises de falha de aços inox austeníticos, normalmente se verifica o grau de sensitização do material, que pode muitas vezes, explicar algumas falhas em campo.

Uma das formas de falha deste tipo de aço sensitizado é a corrosão intergranular que pode levar a uma falha mecânica com pouco tempo de exposição ao ambiente agressivo.

Como Avaliar a Sensitização dos Aços Inox Austeníticos?

A sensitização pode ser caracterizada através da análise metalográfica da amostra, normalizada na Prática A ASTM A262. A metalografia seguinte apresenta uma aço inox AISI 304 sensitizado, analisado por metalografia, conforme a prática A ASTM A262.

Aço Inox 304 Sensitizado

Sensitização Aços Inox Austeníticos 304
Aço Inox 304 Sensitizado – Prática A ASTM A262. Grãos com precipitação de carbonetos de cromo em todo o contorno de grão. Reagente: Oxálico: Aumento:200x.

A prática A revela todos os carbonetos precipitados, e quando presentes em todo o contorno dos grãos, como acima, o material se encontra reprovado. Para se ter uma idéia a imagem seguinte é referente á um inox 316L inspecionado por réplica metalográfica onde foi aplicada a prática A, ASTM A262. Note que não existe nenhum grão contornado por carbonetos como na imagem anterior.

Aço Inox 316 Sem Sensitização

Aço Inox Austenítico 316
Aço Inox Austenítico 316 inspecionado por Prática A, ASTM A262 e metalografia por réplica metalográfica. Material não apresenta sensitização. Ataque: Oxálico. Aumento: 200x.

Aço Inox 304 Ataque com Reagente Alternativo

O ataque metalográfico comum pode não revelar a sensitização. Às vezes, os precipitados no contorno de grão são muito finos e não visíveis por microscopia ótica, como pode ser visto na metalografia abaixo. Nela vemos alguns grãos completamente contornados por carbonetos e outros onde fica a dúvida se o que vemos é um contorno de grão, ou um precipitado de carboneto de cromo.

Aços Inox Austeniticos - Microestrutura com Sensitização
Aço inox Austenítico 304, sensitizado com corrosão em campo. Presença de carbonetos de cromo em contorno de grão. Ataque: Kalling. Aumento 200x.

ConclusÃo

  • A sensitização dos aços inox austeníticos precisa ser caracterizada por ensaio metalográfico
  • Cada tipo de aço inox tem um procedimento próprio de caracterização conforme a ASTM A262, porém todos precisam passar pelo teste inicial da Prática A indicada na norma
  • A solubilização precisa ser realizada antes do fornecimento do aço para aplicação em campo

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