Entendendo a Corrosão do Aço Inoxidável: Tipos, Causas e Prevenção

Em muitas aplicações industriais, o aço inoxidável oferece grande resistência à corrosão, por isso não enferruja. Além da falha mecânica, uma forma grave de corrosão do aço inoxidável é a corrosão localizada. Esses casos de falha causados por corrosão localizada representam quase metade do total. Na verdade, muitas falhas podem ser evitadas através de seleção razoável de material. Quais são os tipos comuns de corrosão no aço inoxidável? Vamos conhecer a resistência à corrosão de diferentes graus de aço inoxidável.

Tipos de Corrosão do Aço Inoxidável

• Corrosão sob tensão (Stress Corrosion Cracking): termo geral que se refere à falha mútua de ligas tensionadas devido à propagação de trincas severas em ambientes corrosivos. Apresenta morfologia de fratura frágil, mas pode ocorrer em materiais com alta tenacidade. A condição necessária é a existência de tensão de tração (residual, aplicada ou ambas) e um meio corrosivo específico. A formação e propagação do padrão são aproximadamente perpendiculares à direção da tensão de tração. O valor de tensão que causa a corrosão sob tensão é muito menor que o necessário para fratura do material sem meio corrosivo. No nível microscópico, a trinca que atravessa o grão é chamada transgranular, e a que se propaga ao longo do contorno de grão é intergranular. Quando a trinca atinge certa profundidade, o material fratura conforme trinca normal (em materiais dúcteis, geralmente por coalescência de microdefeitos). Portanto, a seção transversal de peças que falham por corrosão sob tensão conterá a área característica da corrosão sob tensão e a área associada à coalescência de microdefeitos.
• Corrosão por pites (Pitting Corrosion): forma de corrosão localizada que leva à corrosão.
• Corrosão intergranular (Intergranular Corrosion): os contornos intergranulares são fronteiras de deslocamento desordenado entre grãos com diferentes orientações cristalográficas. São áreas de segregação de vários elementos de soluto ou compostos metálicos propícios à precipitação. Não é surpresa que em alguns meios corrosivos o contorno intergranular seja corroído primeiro. Esse tipo de corrosão é chamado intergranular, e a maioria dos metais e ligas pode apresentá-lo em meios corrosivos específicos.
• Corrosão em fenda (Crevice Corrosion): forma de corrosão localizada que pode ocorrer em fendas onde a solução estagna ou em superfícies protegidas. Tal fenda pode se formar na junção de metal-metal ou metal-não-metal, por exemplo, em rebites, parafusos, juntas, assentos de válvula, sedimentos soltos na superfície e organismos marinhos.
• Corrosão geral (General Corrosion): termo para descrever corrosão que ocorre na superfície toda da liga de maneira relativamente uniforme. Quando ocorre, o material torna-se gradualmente mais fino devido à corrosão, podendo levar à falha. O aço inoxidável pode mostrar corrosão geral em ácidos e bases fortes. A falha causada por corrosão total não é muito preocupante, pois geralmente pode ser prevista por teste de imersão simples ou consultando literatura sobre corrosão.

Resistência à Corrosão das Séries de Aço Inoxidável

Aço inoxidável ferrítico (aço cromo, como série 400)

O aço inoxidável que é principalmente ferrítico em serviço tem estrutura cúbica de corpo centrado com fração mássica de Cr de 11%–30%. Comparado ao aço inoxidável austenítico, geralmente não contém Ni, às vezes contém pequenas quantidades de Mo, Ti, Nb e outros elementos. A aplicação de Descarbonetação Argônio-Oxigênio (AOD) e Descarbonetação Vácuo-Oxigênio (VOD) pode reduzir significativamente elementos como C e N. Tem vantagens de economia de Ni, baixo preço, boa resistência à corrosão sob tensão e boa resistência à oxidação. Usado principalmente em ambientes resistentes a atmosférico, vapor, vapor d'água e corrosão por ácido oxidante. Tem certa resistência à corrosão em ácido nítrico diluído e ácido orgânico fraco à temperatura ambiente, sendo amplamente utilizado. Porém, não resiste à corrosão por ácidos redutores e outros meios. O aço inoxidável ferrítico geral tem desvantagens como baixa tenacidade ao impacto, baixa plasticidade e resistência à corrosão após soldagem, sensibilidade à corrosão intergranular, baixa resistência à corrosão por pites, o que limita seu uso.

Aço inoxidável austenítico (aço cromo-níquel, como séries 300 e 200)

O aço inoxidável austenítico é amplamente usado em vários componentes de vasos de pressão devido às suas propriedades não magnéticas, alta resistência, tenacidade e ductilidade em ampla faixa de temperatura, fácil processamento a frio como laminação e estampagem, e resistência à corrosão por meios oxidantes. Por ter estrutura cúbica de face centrada, não sofre transformação de fase e é fácil de soldar. Geralmente não tem temperatura de transição dúctil-frágil a frio, sendo usado como aço para baixa temperatura.

Aço inoxidável 18-8 em solução sólida tem boa resistência à corrosão em ácido oxidante, atmosfera, água, vapor e outros meios, e a resistência à corrosão intergranular de baixo carbono ou estabilizado com Ti ou Nb é melhor, e a resistência à corrosão por pites com Mo é melhor. Os que contêm Mo, Cu e outros elementos também resistem à corrosão de ácidos não oxidantes como ácido sulfúrico diluído e ácido fosfórico e ácidos orgânicos como fórmico e acético. Porém, a resistência à corrosão por pites é ruim, e a corrosão sob tensão ocorre facilmente em soluções de haletos. Fluência e sensibilização ocorrem após uso prolongado a temperaturas acima de 500–600 °C.