Evaluación de capa pasiva en aceros inoxidables mediante curvas de polarización y espectroscopía de impedancia electroquímica

Abstract

El propósito de este estudio es evaluar pasividad de un material con alto contenido de cromo y manganeso (TWIP) comparado con un acero inoxidable 304 y un 4140 que es ampliamente usado pero que no ofrece las propiedades de pasivación al no tener contenidos altos de cromo y níquel. Las pruebas se realizaron para los tres materiales en tres medios corrosivos distintos, los cuales fueron una solución de pH4 con ácido clorhídrico, una de pH8 con NaOH y una solución con 3% de NaCl. Las pruebas se realizaron tanto para muestras que no habían sido expuestas a los medios como para unas que lo fueron durante 72 horas. Las técnicas empleadas para evaluar el comportamiento de los materiales en esta investigación fueron resistencia a la polarización lineal, curvas de polarización cíclica, espectroscopia de impedancia electroquímicas EIS, y ensayos de DRX para ver la composición de la capa pasiva formada en los materiales así como del óxido generado en la superficie del 4140, adicional a esto se midió la profundidad de picado en los materiales que presentaron esta condición así como fotografías de la superficie del 4140 corroída. Los resultados arrojan un buen comportamiento de pasivación del acero 304 y TWIP para medios ácidos y básicos, pero para ambos la solución de NaCl es bastante agresiva, la capa pasiva generada en las muestras tras haber sido expuestos durante 72 horas a los medios, dio como resultado una disminución de la velocidad de corrosión de las muestras excepto para el 4140 donde hubo un aumento en los tres medios. Los análisis de DRX arrojaron como resultado que los componentes principales de la capa pasiva es la cromita (FeCr2O4) y magnetita (Fe3O4), especies cristalográficamente iguales que probablemente formen una solución sólida. En caso del 304 se presenta una mayor variedad de especies en la capa que en el TWIP lo que favorece su resistencia a los medios ácidos pero no a los básicos.