Relação entre diferentes tratamentos térmicos e a resistência a corrosão de um aço inoxidável AISI 420

Abstract

O aço inoxidável martensítico AISI 420 é amplamente empregado em aplicações que exigem boa resistência mecânica e moderada resistência à corrosão, como em moldes, instrumentos cirúrgicos e componentes industriais. A resistência à corrosão desse material está diretamente relacionada à sua microestrutura e ao ciclo de tratamento térmico aplicado. O comportamento corrosivo do AISI 420 é altamente sensível à temperatura de austenitização e às condições de revenimento, sendo que o aumento da temperatura de têmpera pode elevar as tensões internas da martensita, reduzindo sua resistência à corrosão. Autores verificaram que temperaturas de austenitização mais baixas (em torno de 900°C) resultam em melhor desempenho contra corrosão, devido à menor deformação do reticulado cristalino e à presença controlada de carbonetos de cromo. Já o revenimento, realizado logo após a têmpera, promove o alívio dessas tensões internas, favorecendo a formação de uma camada passiva mais estável de óxido de cromo, essencial para a proteção do aço. Ensaios em solução de ácido sulfúrico, mostraram que o revenimento aumenta a resistência à corrosão, especialmente quando realizado por longos períodos, devido ao melhor equilíbrio entre dureza e relaxamento de tensões. O controle rigoroso dos parâmetros térmicos, especialmente das temperaturas de austenitização e revenimento, é determinante para otimizar a resistência à corrosão do aço AISI 420. Essa relação entre microestrutura, tensões internas e camada passiva define o desempenho do material em ambientes agressivos, sendo fator essencial para sua aplicação segura e duradoura em diferentes setores industriais. Diante do citado, ensaios de corrosão por imersão em cloreto férrico, foram feitos em amostras de aço inoxidável AISI 420, e comparados com tratamentos térmicos previamente realizados. Os resultados mostraram que a variação de austenita retida foi o principal motivo da resistência à corrosão das amostras estudadas.

AISI 420 martensitic stainless steel is widely used in applications requiring good mechanical strength and moderate corrosion resistance, such as in molds, surgical instruments, and industrial components. The corrosion resistance of this material is directly related to its microstructure and the applied heat treatment cycle. The corrosive behavior of AISI 420 is highly sensitive to austenitizing temperature and tempering conditions; increasing the temperature can increase the internal stresses of the martensite, reducing its corrosion resistance. The authors found that lower austenitizing temperatures (around 900°C) result in better corrosion performance due to less deformation of the crystal lattice and the controlled presence of chromium carbides. Tempering, performed immediately after quenching, alleviates these internal problems, favoring the formation of a more stable passive layer of chromium oxide, essential for the protection of the steel. Tests in sulfuric acid solution demonstrated that tempering increases corrosion resistance, especially when performed for long periods, due to a better balance between hardness and stress relaxation. Strict control of thermal settings, especially austenitizing and tempering temperatures, is crucial for improving the corrosion resistance of AISI 420 steel. This relationship between microstructure, internal obstruction, and passive layer defines the material's performance in aggressive environments, being an essential factor for its safe and successful application in different industrial sectors. Therefore, corrosion tests using ferric chloride sampling were performed on AISI 420 stainless steel samples and compared with previously performed heat treatments. The results showed that the variation in retained austenite was the main factor in the corrosion resistance of the studied samples.