Dissertação de Mestrado

O aço inoxidável AISI 304 é uma liga que pertence à família dos aços inoxidáveis austeníticos, sendo os principais elementos de liga o cromo (18%) e o níquel (8%) e é capaz de suportar altas temperaturas e também é adequado para ser utilizado em condições criogênicas. A liga possui boa resistência mecânica, ductilidade, soldabilidade e resistência à corrosão. Essas características propiciam a sua aplicabilidade em áreas do ramo alimentício, químico, aeronáutico e automotivo. Apesar de ter boa resistência à corrosão, esse material é susceptível à corrosão devido à presença de inclusões. A busca por revestimentos protetores tem crescido por ser o método mais econômico para aumentar as propriedades anticorrosivas dos metais. Dentre os materiais utilizados como revestimento estão os filmes de dióxido de titânio (TiO₂). O TiO₂ é um material cerâmico que apresenta propriedades como boa resistência química e à corrosão e baixo custo de produção. Revestimentos compósitos, como o filme de TiO₂/GE (grafite esfoliada) podem ser utilizados para melhorar o desempenho do material frente à corrosão. Neste trabalho foram produzidos filmes de TiO₂ e TiO₂/GE que foram depositados por spray a frio sobre a superfície do aço inoxidável AISI 304. As amostras foram aquecidas a 100 ºC e tratadas termicamente em temperaturas variando entre 400 e 500 ºC. Técnicas eletroquímicas, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman, difração de raios X e ângulo de contato foram utilizadas para caracterizar os revestimentos. Observou-se que a técnica sol-gel mostrou ser um método eficiente para síntese dos filmes de TiO₂ e TiO₂/GE. O filme de TiO₂ aquecido a 100 ºC apresentou-se amorfo. Nas amostras recobertas com filmes de TiO₂ tratadas termicamente a 400, 450 e 500 ºC, foi possível observar a fase anatase, confirmadas pelas análises de DRX e Raman. O melhor desempenho foi atribuído aos filmes de TiO₂/GE com concentrações de GE de 10% (m/v), tratados termicamente a 500 ºC, o qual se apresenta como um bom candidato para proteger o substrato contra corrosão.

AISI 304 stainless steel is an alloy that belongs to the family of austenitic stainless steels, with the main alloying elements being chromium (18%) and nickel (8%) and is capable of withstanding high temperatures and is also suitable for use in cryogenic conditions. The alloy has good mechanical strength, ductility, weldability and corrosion resistance. These characteristics provide its applicability in areas of the food, chemical, aeronautical and automotive sectors. Despite having good corrosion resistance, this material is susceptible to corrosion due to the presence of inclusions. The search for protective coatings has grown as it is the most economical method to increase the anticorrosive properties of metals. Among the materials used as coating are titanium dioxide (TiO₂) films. TiO₂ is a ceramic material that has properties such as good chemical and corrosion resistance and low production cost. Composite coatings, such as TiO₂/GE film (exfoliated graphite) can be used to improve the material's performance against corrosion. In this work, TiO₂ and TiO₂/GE films were produced and deposited by cold spray on the surface of AISI 304 stainless steel. The samples were heat treated at temperatures ranging between 400 and 500 ºC and heated to 100 ºC. Electrochemical techniques, scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction and contact angle were used to characterize the coatings. It was observed that the sol-gel technique proved to be an efficient method for the synthesis of TiO₂ and TiO₂/GE films. The TiO₂ film heated at 100 ºC appeared amorphous. In samples covered with TiO₂ films heat treated at 400, 450 and 500 ºC, it was possible to observe the anatase phase, confirmed by XRD and Raman analyses. The best performance was attributed to TiO₂/GE films with GE concentrations of 10% (m/v), heat treated at 500 ºC, which presents itself as a good candidate to protect the substrate against corrosion.