Study of corrosion of AISI 304 in hidrated alcohol fuel

Orientador: Rodnei BertazzoliTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: O Brasil, em busca de combustíveis alternativos, menos poluentes e com sustentabilidade econômica eficiente, apresentou uma solução para suas necessidades, acrescentando na sua matriz energética o etanol combustível e com isto, submeteu materiais metálicos dos sistemas veiculares e tanques de armazenamento de combustível a processos corrosivos. Aços inoxidáveis têm se mostrado uma alternativa viável, no entanto é necessário estudos para obter dados que permitam averiguar a suscetibilidade desse material a processos corrosivos neste novo meio. O enfoque deste trabalho é analisar os efeitos da corrosão do álcool etílico hidratado combustível (AEHC) sobre o aço inox AISI 304 nas condições de sobtensão e sem tensão, fundamentando-se na possível influência da corrosão nas propriedades mecânicas da liga. Foram realizados ensaios de imersão em longo prazo para avaliação de perda de massa e observação por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Paralelamente, amostras na forma de corpos de prova para ensaios de tração e fadiga, foram imersos no meio (AEHC) para avaliação dessas propriedades. Os resultados acusaram, a partir de 3456 horas de imersão, ganho de massa nas condições tensionadas e não tensionadas, sugerindo a ocorrência de passivação do metal. Imagens obtidas por MEV mostraram a formação de pites, cujo tamanho evoluiu em função do tempo de imersão. O ensaio eletroquímico com utilização arranjos de microeletrodos de diâmetros de 10, 20, 30, 100, 200 e 500 ?m acusou baixa corrente de corrosão. As propriedades mecânicas de resistência à tração, limite de escoamento e deformação específica não se mostraram influenciáveis aos efeitos corrosivos do meio sobre a liga. O ensaio de fadiga, usando os parâmetros da distribuição de probabilidade de Weibull e a durabilidade característica (?), mostrou redução da resistência à fadiga da liga quando imersa em AEHC, evidenciando que o meio corrosivo, contendo cloreto, inicializou a nucleação de pites e potencializou a formação de trincas durante os ensaios de fadiga, favorecendo a redução do limite de resistência à fadiga do aço inox AISI 304Abstract: The Brazil, in search of alternative fuels, cleaner and with economic efficiency, presented a solution to their needs, adding its energy in the fuel ethanol and with that submitted materials of metal vehicle systems and storage tanks of fuel processes corrosive. Stainless steels have proven a viable alternative; however it is necessary studies to obtain data to determine the susceptibility of this material to corrosive processes in this new medium. The focus of this paper is to analyze the effects of corrosion of hydrous ethanol (AEHC) on AISI 304 stainless steel under conditions of tension and without tension, the ground of the possible influence of corrosion on the mechanical properties of the alloy. Immersion tests were conducted to evaluate long-term weight loss and observation by scanning electron microscopy (SEM). In parallel, samples as specimens for tensile and fatigue, were immersed in the medium (AEHC) for evaluation of these properties. The results showed, as of 3456 hours of immersion, the weight gain of not tensioned and stressed conditions, suggesting the occurrence of passivation of the metal. Images obtained by SEM showed the formation of pits whose size has evolved as a function of immersion time. The electrochemical assay using microelectrode arrays of diameters 10, 20, 30, 100, 200 and 500 ?m charged low-current corrosion. The mechanical properties of tensile strength, yield strength and strain specific were not influenced to the corrosive effects of the medium on the league. The fatigue test, using the parameters of the Weibull probability distribution and durability characteristic (?), showed a reduction in fatigue resistance of the alloy when immersed in AEHC, indicating that the corrosive medium, containing chloride, initiated the nucleation of pits and potentiated the formation of cracks during the fatigue tests, favoring the reduction of the fatigue endurance limit of stainless steel AISI 304DoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânic