Caracterização eletroquímica e microestrutural de aços inoxidáveis anodizados em soluções contendo oxalato de niobila e molibdato de sódio

Abstract

O efeito de tratamentos anódicos sobre a resistência à corrosão em soluções de cloreto e sobre a morfologia, a estrutura e a composição de filmes de óxido em ligas AISI304 L e AISI316L foi investigado. Para tal, aços inoxidáveis AISI304 L e AISI316L foram anodizados a altas temperaturas em soluções de Na2Mo04, NH4H2NbO(C204)3 e H2SO4 puro com diferentes valores de pH. O comportamento eletroquímico nas soluções de anodização foi avaliado através de polarização potenciostática. A resistência à corrosão por pites de aços inoxidáveis AISI304L após os tratamentos superficiais foi avaliada por polarização potenciodinâmica a 25 oc em soluções 0,5 M de NaCl. Vários tratamentos resultaram em um aumento do Epir, atingindo valores muito maiores do que aqueles observados para AISI316L não-tratados. Os maiores deslocamentos no potencial de pite foram obtidos em soluções ácidas para potenciais na região passiva. A morfologia, a estrutura e a composição dos óxidos crescidos foram investigadas por RBS, EDS e MET. A incorporação de Nb e Mo nos filmes de óxido para amostras tratadas foi confirmada por RBS. Análises por MET e SAD mostraram que as anodizações em soluções ácidas resultam na formação de filmes espessos de dupla camada, constituídos por espinélios nanocristalinos de F e, Cr e Ni. As propriedades eletrônicas dos filmes passivos formados em eletrólitos ácidos foram estudadas usando EIS. Os resultados obtidos mostraram uma excelente correlação entre a resistência da camada de óxido (Rc) e o aumento no potencial de pite. Por outro lado, não foi verificada uma variação significativa nos valores da capacitância das camadas de óxido dos aços tratados. Os dados experimentais sugerem que o deslocamento no potencial de pite está associado ao enriquecimento de Cr na camada interna de óxido e a uma menor quantidade de defeitos no filme, diminuindo, assim, o número de sítios de nucleação de pites.

The effect of anodic treatments on the corrosion resistance in chloride solutions and on the morphology, structure and composition of oxide layers grown on alloys AISI304 and AISI316L was investigated. For this, AISI304 L and AISI316L stainless steels were polarized at high temperatures in Na2Mo04, NH4H2NbO(C204)3 and pure H2S04 solutions at different pH values. The electrochemical behaviour m the anodizing solutions was evaluated by potentiostatic polarization. The pitting corrosion resistance o f AISI304 L stainless steels after the surface treatments was evaluated by potentiodynamic polarization at 25 °C in 0.5 M NaCl solutions. Severa! treatments resulted in I;,it improvement, attaining values much higher than those observed for the untreated AISI316L. The greatest shift in pitting potential were obtained in acid electrolytes for potentials in the passive range. The morphology, structure and composition of oxide layers were investigated by RBS, EDS and TEM. The incorporation of Nb and Mo in the oxide layers of treated samples was confirmed by RBS. TEM and SAD analysis showed that anodizing in acid solutions results in the formation of double layered thick films constituted of nanocrystalline spinel ofFe, Cr and Ni. The electronic properties of the passive films formed in acid electrolytes was studied using EIS. The obtained results showed a good correlation between the oxide layer resistance (RL) and the pitting potential shift. On the other hand, no significant changes were verified on the oxide films capacitances for treated steels. The experimental data suggest that the pitting potential shift is associated to Crenrichment in the inner oxide layer and decreasing on the deffect densities in the film, thus lowering the amount o f pitting nucleation sites.