Introdução

Desde a década de 90, a indústria petrolífera tem interesse no desenvolvimento de ligas resistentes ao desgaste e à corrosão, pois diversos componentes como tubos, conexões, válvulas e bombas presentes nas etapas de exploração, extração e produção de petróleo são submetidas à severas condições de desgaste e corrosão. Nos últimos anos, diferentes materiais metálicos que possuem simultaneamente elevada resistência ao desgaste e à corrosão para aplicação como revestimentos destes componentes vêm sendo desenvolvidos.

Objetivos

O objetivo do trabalho foi o desenvolvimento de um aço inoxidável austenítico 316 que apresente em sua microestrutura a fase h-BN (nitreto de boro hexagonal), uma fase autolubrificante que permitirá a redução considerável do coeficiente de atrito do material e, consequentemente, aumento de sua resistência ao desgaste.

Metodologia

Partindo-se de uma simulação termodinâmica com o auxílio do software Thermo-calc foi possível determinar e quantificar as fases estáveis presentes em determinado intervalo de temperatura variando o percentual de boro. A liga AISI 316 modificado com a adição de 1%p. de B e 2% de N (através da utilização de uma pré-liga de ferro-cromo nitrogenado) foi fundida em forno de indução com borbulhamento de nitrogênio e vazada em um molde de grafite na forma de uma barra. Análises de Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram realizadas em amostras retiradas da barra na condição bruta de fusão. A resistência à corrosão da liga foi avaliada através de ensaios de corrosão eletroquímica de polarização potenciodinâmica e de espectroscopia de impedância eletroquímica em uma solução que simula a água do mar.

Resultados

Foi possível observar a formação de dois boretos nos contornos de grãos com composições diferentes, isso foi confirmado através de análises de Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS). Verificou-se a presença de um boreto rico em Cr e um boreto Rico em Mo. Contudo, não houve a formação do nitreto de boro h-BN. As análises indicam que a permanência do banho líquido em elevadas temperaturas (~1500 ºC) pelo período de 10 minutos permitiu que o nitrogênio saísse do banho reduzindo o teor deste elemento em solução. Através dos ensaios de corrosão eletroquímica, observou-se que a resistência a corrosão da liga estudada é semelhante à do aço AISI 316L convencional.

Conclusões

Conclui-se que mesmo sem a formação da fase h-NB que diminuiria o coeficiente de atrito, o AISI 316 modificado com 1% de Boro apresenta uma elevada fração de boretos duros e excelente resistência à corrosão sendo uma alternativa potencial para ser utilizado na aplicação de revestimento em diversos componentes das indústrias petrolíferas.