Estudo da cinética de decapagem química de aços ao Boro
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Data
2021-02-23
Autores
Santos, Mayara Cardozo dos [UNIFESP]
Orientadores
Cardoso, Kátia Regina [UNIFESP]
Tipo
Trabalho de conclusão de curso de graduação
Título da Revista
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Resumo
A interação de forma espontânea entre a superfície dos aços e meios oxidantes,resulta na reação de oxidação e consequente formação de óxidos, sendo os mais recorrentes a magnetita (Fe3O4), hematita (Fe2O3) e wustita (FeO). Além da alteração no aspecto visual com a perda da aparência metálica do material, a presença desta camada superficial também denominada carepa, resulta em dificuldades de processamento. Relacionado com essa temática, este estudo tem como foco aços utilizados na produção de fixadores, como por exemplo parafusos, obtidos a partir de “fios” trefilados. A fim de eliminar a camada superficial de óxidos, a indústria utiliza o procedimento já estabelecido de decapagem química antes do processo de trefilação do fio-máquina. Aços com adição de boro têm exigido mais tempo na etapa de decapagem quando comparado com aços sem adição deste elemento. A fim de compreender a dificuldade de decapagem dos aços ao boro, este trabalho tem como um dos objetivos a caracterização comparativa da camada de óxidos de aços com e sem adição de boro, utilizando técnicas de difratometria por raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), e espectroscopia por energia dispersiva de raios X (EDS). Além disso, foram feitos estudos da cinética de decapagem por meio de análises da influência dos parâmetros de processo, como concentração de ácido clorídrico (HCl) e agitação, novamente em ambas composições, aços ao boro e aços sem esse elemento. Observou-se por meio dos resultados diferença na constituição da carepa entre os diferentes aços analisados, sendo a principal a presença do óxido Faialita nos aços ao boro. Em termos de parâmetros de processo, identificou-se que maiores concentrações de ácido e adição de agitação ao banho de decapagem são condições favoráveis para a redução do tempo de decapagem química.
The spontaneous interaction between the surface of steel and the environment, results in the oxidation reaction and consequent formation of oxides, the most recurrent being magnetite (Fe3O4), hematite (Fe2O3) e wustita (FeO). In addition to the change on the visual aspect, due the loss of the metallic appearance, the presence of this surface layer, also called mill scale, results in processing difficulties. In order to remove the surface layer of oxides, the industry uses the chemical pickling before the wire drawing. Boron-added steels have required more time in the pickling step when compared to steels without the addition of this element. In order to understand the pickling difficulty of the boron steels, this work aims the comparative characterization of the oxide layer of steels with and without addition of boron by using the X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) techniques. Kinetics studies by analyzing the influence of process parameters, such as hydrochloric acid (HCl) concentration and system agitation on pickling efficiency, were also carried out on steels with and without boron. The results indicated diferencce between the mill scale, mainly on the case of the boron steels with presence of Fayalite. In terms of process parameters, it was found that higher concentration of acid and the agitation of the pickling bath are favorable conditions to reduce the pickiling process time.
The spontaneous interaction between the surface of steel and the environment, results in the oxidation reaction and consequent formation of oxides, the most recurrent being magnetite (Fe3O4), hematite (Fe2O3) e wustita (FeO). In addition to the change on the visual aspect, due the loss of the metallic appearance, the presence of this surface layer, also called mill scale, results in processing difficulties. In order to remove the surface layer of oxides, the industry uses the chemical pickling before the wire drawing. Boron-added steels have required more time in the pickling step when compared to steels without the addition of this element. In order to understand the pickling difficulty of the boron steels, this work aims the comparative characterization of the oxide layer of steels with and without addition of boron by using the X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) techniques. Kinetics studies by analyzing the influence of process parameters, such as hydrochloric acid (HCl) concentration and system agitation on pickling efficiency, were also carried out on steels with and without boron. The results indicated diferencce between the mill scale, mainly on the case of the boron steels with presence of Fayalite. In terms of process parameters, it was found that higher concentration of acid and the agitation of the pickling bath are favorable conditions to reduce the pickiling process time.