COMPORTAMENTO MICROESTRUTURAL E RESISTÊNCIA À CORROSÃO DE REVESTIMENTO COM AÇO INOXIDÁVEL SUPERAUSTENÍTICO DEPOSITADO PELO PROCESSO ELETROESCÓRIA

Abstract

Superaustenitic stainless steels (SASS) are Fe-Cr-Ni-Mo alloys that present a good combination of mechanical properties, weldability and good corrosion resistance. Despite its wide use in several industrial segments, the literature about claddings deposited with this alloy, to improve the corrosion performance of equipment, is still limited. Based on this scenario, this work evaluates microstructural behavior and corrosion properties of a SASS weld cladding containing 6% Mo, obtained with a consumable indicated for the AISI 904L alloy welding, deposited by the electroslag welding (ESW) process on ASTM A516 Grade 70 carbon steel substrate. The cladding was deposited on steel plates with average welding energy of 11.7 kJ/mm to obtain the minimum thickness required of 3 mm after finishing in a single layer. After welding, metallographic examinations and corrosion and microhardness tests were performed on samples of the deposited metal removed at 1 and 3 mm parallel to the fusion line (FL). Microstructural characterization was performed by optical and scanning electron microscopy, and the secondary phases present in weld metal were identified and quantified using the backscattered electron diffraction (EBSD) technique. Corrosion tests, by cyclic polarization (ASTM G61) and by immersion (ASTM G48), and microhardness measurements were performed at the same positions as the metallographic examinations. The results showed that due to the low global dilution resulting from the ESW process, combined with a Mo-rich consumable (6%), the chemical composition stabilized and presented satisfactory results, with Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) greater than 40, starting at 1 mm from the FL. Furthermore, the austenitic matrix microstructure presenting a low volume fraction of secondary phases (< 2%) provided adequate corrosion results for the weld metal, with high values for pitting (Epit) and repassivation (Erep) potentials, in addition to zero mass loss for the 3 mm sample. Therefore, this performance shows that the single layer weld overlay obtained with a 6% Mo SASS, deposited by the electroslag process, can be considered an alternative for application in large industrial equipment operating in corrosive environments, in addition, they present potential to be studied as substitutes, under certain operating conditions, of claddings obtained with high-cost nickel alloys.

Aços inoxidáveis superausteníticos (AISA) são ligas Fe-Cr-Ni-Mo que apresentam boa combinação de propriedades mecânicas, soldabilidade e boa resistência à corrosão. Apesar de sua ampla utilização em diversos segmentos industriais, a literatura que aborda revestimentos depositados com estas ligas, para melhorar o desempenho em corrosão de equipamentos, ainda é limitada. Com base neste cenário, o presente trabalho avalia o comportamento microestrutural e as propriedades de corrosão do revestimento com AISA contendo 6% Mo, obtido com consumível indicado para a soldagem da liga AISI 904L, depositado pelo processo de soldagem eletroescória (Electroslag Welding – ESW) em um substrato de aço carbono ASTM A516 Grau 70. O revestimento (cladding ou weld overlay) foi depositado em chapas de aço com aporte térmico médio de 11,7 kJ/mm para se obter a espessura mínima requerida por norma, de 3 mm após acabamento, em camada única. Posteriormente a soldagem, foram realizados exames metalográficos e ensaios de corrosão e de microdureza em amostras do metal depositado retiradas a 1 e 3 mm paralelamente à linha de fusão (LF). A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia óptica e eletrônica de varredura; as fases secundárias presentes no metal de solda foram identificadas e quantificadas através da técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD). Os ensaios de corrosão, por polarização cíclica (ASTM G61) e por imersão (ASTM G48), e as medidas de microdureza foram realizados nas mesmas posições dos exames metalográficos. Os resultados mostraram que devido à baixa diluição global resultante do processo ESW, aliado a um consumível rico em Mo (6%), a composição química se estabilizou e apresentou resultados satisfatórios, com índice de resistência equivalente à corrosão por pites (Pitting Resistance Equivalent Number – PREN) superior a 40, já a partir de 1 mm da LF. Além disso, a microestrutura de matriz austenítica apresentando baixa fração volumétrica de fases secundárias (< 2%) proporcionou resultados de corrosão adequados para o metal de solda, com elevados valores para os potenciais de pite (Epit) e de repassivação (Erep), além de perda de massa nula para a amostra com cota de 3 mm. Este desempenho evidenciou que os revestimentos de camada única obtidos com AISA com 6% Mo, depositados pelo processo eletroescória, podem ser considerados uma alternativa para a aplicação em equipamentos industriais de grande porte que operam em ambientes corrosivos, além disso, apresentam potencial para serem estudados como substitutos, em certas condições de operação, aos revestimentos obtidos com as custosas ligas de níquel.