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http://hdl.handle.net/1843/34568| Type: | Dissertação |
| Title: | Influência da temperatura no processo eletroquímico de coloração por corrente pulsada nos aços inoxidáveis ABNT 304 e ABNT 430 |
| Authors: | Jaqueline Lacerda da Silva |
| First Advisor: | Rosa Maria Rabelo Junqueira |
| metadata.dc.contributor.advisor-co2: | Vanessa de Freitas Cunha Lins |
| First Referee: | Eduardo Henrique Martins Nunes |
| Second Referee: | Tulio Matencio |
| Third Referee: | Geovane Martins Castro |
| Abstract: | Foi realizada a coloração em dourado dos aços inoxidáveis ABNT 304 e ABNT 430 utilizando processo eletroquímico de coloração por corrente pulsada desenvolvido no CETEC (PI 9703991-8), conduzido em diferentes temperaturas. Para compreender a influência da temperatura no tempo de coloração e as propriedades dos filmes de interferência gerados sobre substratos de aços austenítico e ferrítico, variou-se a temperatura da etapa de coloração na faixa de 25°C e 40°C. Foi constatada uma maior velocidade de coloração para o aço ABNT 304, além de uma redução exponencial do tempo de coloração com o aumento da temperatura, reduzindo 36,6% o tempo de coloração do aço ABNT 430 com o aumento de 15°C. Foi possível estimar as equações de velocidades específicas de crescimento dos filmes pelo modelo de Arrhenius. A composição química dos filmes foi estudada através de espectroscopia de fotoelétrons de raio X (XPS). A morfologia dos filmes foi analisada por microscopia óptica, eletrônica de varredura (MEV) e força atômica (MFA). A fração porosa dos filmes encontra-se na faixa de 27 a 29%, sem variação relevante com a temperatura de coloração. A nanodureza do conjugado filme-substrato obtida por nanoindentador acoplado ao MFA diminuiu após o processo de coloração, sendo esta redução mais significativa para os filmes sobre o substrato ferrítico, possivelmente influenciada pelo maior tamanho dos poros destes filmes. Os parâmetros nanomecânicos avaliados mostraram-se independentes da temperatura do processo de coloração. A molhabilidade dos filmes em relação à água e óleo aumentam após a coloração, com o efeito mais pronunciado no aço ABNT 430. A molhabilidade dos filmes diminui com o aumento da temperatura de coloração. O efeito de amplificação de efeito hidrofílico do modelo de Wenzel pode ser verificado nos resultados de nanorugosidade obtidos por MFA, onde o aumento da rugosidade da superfície acompanha uma redução do ângulo de contato com a água. No ensaio de EIS os resultados apresentaram um comportamento frente à corrosão das amostras coloridas um pouco inferior à camada passiva do substrato, mas mantendo o caráter protetivo do filme de interferência, não ocorrendo diferenças significativas entre os substratos ou temperaturas de coloração. |
| Abstract: | The golden coloring of ABNT 304 and ABNT 430 stainless steels was performed using an electrochemical alternating pulsed current method developed at CETEC (PI 9703991-8), conducted at different temperatures. To understand the influence of temperature on the coloring time and the properties of the interference films deposited on substrates of austenitic and ferritic steels, the temperature of the coloring step was varied in the range of 25 ° C and 40 ° C. A higher coloring speed was found for ABNT 304 steel, in addition to an exponential reduction in coloring time with an increase in temperature for ABNT 304 and ABNT 430 steels, the latter being more influenced, reducing 36.6% the time by varying 15° C. It was possible to estimate the equations for specific growth rates of the films using the Arrhenius model. The chemical composition of the films was studied using XPS. The morphology of the films was analyzed by MO, MEV and MFA. The porous fraction of the films is in the range of 27 to 29%, with no relevant variation with the color temperature. The nanohardness of the film-substrate conjugate obtained by a nanoindentator coupled to the MFA decreased after the staining process, this reduction being more significant for the films on the ferritic substrate, possibly influenced by the larger pore size of these films. The nanomechanical parameters evaluated were independent of the temperature of the staining process. The wettability of the films in relation to water and oil increases after staining, with the most pronounced effect on ABNT 430 steel. The wettability of the films decreases with increasing coloring temperature. The amplification effect of the hydrophilic effect of the Wenzel and Cassie-Bexter models can be seen in the results of nanorugosity obtained by MFA, where the increase in surface roughness accompanies a reduction in the angle of contact with water. In the EIS test, the results showed a corrosion behavior of the colored samples slightly lower than the passive layer of the substrate, but maintaining the protective character of the interference film, with no significant differences between the substrates or temperature of coloring. |
| Subject: | Engenharia química Aço inoxidável Eletroquímica |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/34568 |
| Issue Date: | 12-May-2020 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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