Estudo do eletropolimento galvanostático de aço inoxidável AISI 304 utilizando soluções ácidas concentradas / Galvanostatic electropolishing of Aisi 304 stainless steel using concentrated acid solutions

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

09/12/2011

RESUMO

O aço inoxidável tem sido objeto de inúmeros estudos devido à importância tecnológica e econômica. Características como durabilidade, resistência à corrosão e às temperaturas elevadas conferem ao aço importantes aplicações em diversos setores industriais. Dessa forma, o estudo de metodologias de polimento químico e eletroquímico, ao invés de polimento mecânico, vem aumentando devido à melhora da qualidade superficial desses aços por não introduzir contaminantes e/ou tensões nas camadas superficiais do metal, deixando-as microscopicamente lisas, passivas e anticorrosivas. Portanto, neste trabalho foi estudado, o processo de polimento eletroquímico do aço inoxidável AISI 304 em soluções de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4 também utilizada na coloração destes aços) e formada pela mistura dos ácidos fosfórico e sulfúrico (H3PO4 e H2SO4 2:1) contendo glicerol, utilizando o método galvanostático (a corrente constante). O planejamento experimental foi utilizado para otimizar os principais parâmetros do processo como concentração da solução ácida, densidade de corrente, temperatura, tempo de eletrólise e teor de aditivo. A qualidade da superfície das amostras de aço foi avaliada por refletância espectral. Algumas amostras de aço eletropolidas ou não (amostra de aço como recebido) também foram caracterizadas por microscopia de força atômica (AFM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A modelagem estatística gerada para o processo de eletropolimento do aço em solução de H2SO4 não se ajustou bem (R2 = 0,75) aos resultados experimentais. Dentre todas as eletrólises, aquela que produziu uma superfície do aço com o maior valor de porcentagem de refletância (R = 71 %) foi realizada nas seguintes condições experimentais: [H2SO4] = 9 mol L-1, i = 0,6 A cm-2, θ = 55 C e t = 7,5 min. Nestas condições, a taxa de corrosão das amostras de aço foi de 0,33 mm h-1 e o consumo energético do processo de 3,0 kW h m-2 para um potencial de célula médio de 4,0 V. Por outro lado, a modelagem estatística gerada para o processo de eletropolimento do aço em solução de H3PO4 e H2SO4 2:1 contendo glicerol se ajustou razoavelmente bem (R2 = 0,93) aos resultados experimentais. As condições pontuais ótimas previstas foram: H3PO4 e H2SO4 2:1 contendo 25 % V/V de glicerol e mantida a 30 C, i = 1,0 A cm-2 e t = 8 min. Nestas condições, as superfícies das amostras de aço apresentaram valores de R de 70 %. A taxa de corrosão foi de 0,19 mm h-1 e o consumo energético do processo de 23 kW h m-2 para um potencial de célula médio de 17 V. A partir de imagens de AFM, os valores calculados de fator de rugosidade média superficial (Ra) foram de 139 20 nm para amostras de aço como recebido (R = 58 %) e entre 20 e 75 nm para amostras de aço eletropolidas. Imagens obtidas por MEV para estas últimas amostras revelaram as diferentes orientações cristalográficas do aço inoxidável austenítico AISI 304.

ASSUNTO(S)

química planejamento experimental otimização quimica

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados