Título

CORROSÃO NAS REGIÕES DE INSTABILIDADE PLÁSTICA NO AÇO INOXIDÁVEL AUSTENITICO ALTO NITROGÊNIO ISO 5832-9

PLASTIC INSTABILITY IN ISO 5832-9 HIGH-NITROGEN AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Autoria

José Helio Sobrinho; Eden Santos Silva; Samuel Filgueiras; Jean Roberto; Gedeon Silva Reis; Jose Manuel Rivas Mercury

DOI

10.5151/1516-392X-24970

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Resumo

O aço inoxidável austenítico alto nitrogênio ISO 5832-9 tem sido promissor na manufatura de próteses ortopédicas com resistência mecânica e de corrosão superiores a do aço tradicional ASTM F-138. Pesquisas recentes têm mostrado que esta liga apresenta resultados peculiares, tais como alta resistência mecânica, resistência à corrosão e presença de partículas de segunda fase (Fase Z) na matriz. Entretanto, não se sabe como se dá a correlação mecânica-microestrutural e de taxa de corrosão em regiões de processabilidade industrial desta liga na conformação a quente de peças. No presente trabalho, ensaios sob torção a quente isotérmico contínuo e interrompidos foram realizados após tratamento térmico de solubilização a 1.200oC, por 300 s com intervalos de temperatura variando entre 1.000°C e 1.200oC com taxa de deformação variando entre 0,05 e 5 s-1, para investigar a trabalhabilidade e a taxa de corrosão sob tensão desta liga com aplicação da técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica e caracterização microestrutural, conduzida por microscopia óptica e varredura. Os resultados mostram que a tensão de escoamento é sensível aos parâmetros de deformação. O pico de tensão diminui com o aumento da temperatura e redução da taxa de deformação com alta taxa de recuperação dinâmica com grãos alongados, gerando regiões de acúmulo de tensão. Essas regiões de instabilidade plástica apresentam grau de corrosão superior em relação às amostras como-recebidas. As regiões de alta temperatura e baixa taxa de deformação apresentam boa trabalhabilidade com microestrutura final refinada com grãos recristalizados dinamicamente.

 

ISO 5832-9 high-nitrogen austenitic stainless steel has shown promising results in the fabrication of temporary and permanent orthopedic prostheses, exhibiting better mechanical strength and corrosion resistance than the traditional ISO 5832-1 (ASTM F-138) steel. Recent studies have revealed that this alloy possesses unique properties, such as high mechanical strength and corrosion resistance and the presence of second phase particles (Z phase) in the matrix. However, it is not known how the microstructural and mechanical properties and the corrosion rate are correlated in regions of industrial processability of this alloy during hot forming. In this study, continuous and interrupted isothermal hot torsion tests were performed after solubilization heat treatment at 1,200°C for 300 s, with temperature intervals varying from 1,000°C to 1,200°C and strain rates ranging from 0.05 to 5 s-1. The purpose of these tests was to investigate the alloy’s workability and stress corrosion rate by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and to characterize its microstructure by optical and scanning electron microscopy. The results indicate that the yield stress is sensitive to the strain parameters. The peak stress decreases with increasing temperature and decreasing strain rate, with a high rate of dynamic recovery, with elongated grains generating areas of stress build-up. These regions of plastic instability present a higher degree of corrosion than as-received samples. The regions of high temperature and low strain rate exhibit good workability with a refined final microstructure of dynamically recrystallized grains.

Palavras-chave

Aço inoxidável; Instabilidade plástica; Mapa de processamento; Corrosão

Stainless steel; Plastic instability; Processing maps; Corrosion