[en] CORRELATION BETWEEN PERCENTAGE OF PHASES, COOLING RATE AND CORROSION IN DUPLEX STAINLESS STEELS

Autor: GUSTAVO BALDERRAMAS HULPAN PEREIRA
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
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Druh dokumentu: TEXTO
DOI: 10.17771/PUCRio.acad.47721
Popis: [pt] Aços inoxidáveis duplex (AIDs) são aços que apresentam boas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão, devido a microestrutura composta de, aproximadamente, partes iguais de austenita e ferrita. A exposição dos AIDs a altas temperaturas, durante um processo de soldagem por exemplo, pode resultar na formação de intermetálicos numa faixa de temperatura entre 1000 e 600 C, bem como numa mudança microestrutural na faixa de temperatura de 1200 e 800 C. Estes podem reduzir as propriedades da junta soldada principalmente zona termicamente afetada pelo calor (ZTA), como por exemplo em corrosão em meio cloreto. No entanto, durante processos de fabricação ou de manutenção, tratamentos térmicos ou soldagem, as propriedades do material podem ser alteradas, bem como a resistência à corrosão por pites. O presente estudo tem como objetivo correlacionar as microestruturas obtidas por diferentes taxas de resfriamento, sendo estas microestruturas obtidas por simulação, equivalente aquela obtida em soldagem, a qual corresponde a um regime de não-equilíbrio, com a microestrutura obtida em um regime de equilíbrio e determinar como estas transformações afetam a resistência a corrosão. O estudo foi realizado para dois tipos de AIDs: o UNS S32304 e o UNS S32750. Foram obtidas microestruturas equivalentes a zona termicamente afetada (ZTA) por meio do simulador Gleeble utilizando dois aportes de calor 1,0 e 3,0 KJ/mm, e por tratamentos térmicos realizados a 1000 e 1100 C por 24, 72 e 240 horas seguidas de têmpera em água. A análise microestrutural foi realizada por meio de microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), para caracterização da morfologia de fases, quantificação das fases e caracterização química das fases. Foi determinada a microdureza das fases, a dureza e realizado ensaio de corrosão (ASTM G48). A fração volumétrica da fase austenita das amostras que foram tratadas termicamente reduziu com o aumento do tempo e da temperatura de tratamento, enquanto para as amostras simuladas termicamente diminuiu com a diminuição do aporte térmico para ambos os AIDs. Na avaliação da resistência a corrosão por pites foi observado que o aumento da temperatura de tratamento térmico igualou os valores de Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) das fases (austenita e ferrita) devido ao equilíbrio termodinâmico dos elementos nas fases, desta forma a amostra tratada termicamente na temperatura de 1250 C por 24 horas obteve melhor resistência à corrosão por pites para ambos AIDs. Para as amostras simuladas termicamente, o aporte de 3 KJ/mm obteve melhor resultado de resistência à corrosão por pites em ambos os AIDs.
[en] Duplex stainless steels (DSSs) are steels that have good mechanical properties and corrosion resistance due to the microstructure comprised of about equal parts of austenite and ferrite. Exposure of DSSs to high temperatures, during a welding process for example, result in formation of intermetallics in the temperature range of 1000 to 600 C, including a microstructural change between 1200 to 800 C. These can reduce the properties of the welded joint, especially the heat affected zone (HAZ), such as corrosion in chloride environment. However, during manufacturing or maintenance processes, either by heat treatment or welding processes, the properties of the material can be together with the pitting resistance corrosion. The present study aims to correlate the microstructures obtained by different cooling rates, being these microstructures obtained by simulation, equivalent to that obtained in welding, which is equivalent to a non-equilibrium regime, with the microstructure obtained in an equilibrium regime and to determine how these transformations affect the corrosion resistance. The study was conducted for two DSSs: UNS S32304 and UNS S32750. HAZ equivalent microstructures were obtained by the Gleeble simulator for two heat inputs 1.0 and 3.0 KJ/mm, and the heat treatments were performed at 1000, 1100 and 1250 C for 24, 72 and 240 hours followed by quenching in water. Microstructural analysis was performed by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) to characterize the phase morphology, quantification and chemical composition. The microhardness of the phases, the hardness and corrosion test (ASTM G48) were determined. The volumetric fraction of the austenite phase of the samples that were heat treated decreased with increasing time and temperature treatment, while for the thermally simulated samples it decreased with the decrease of the heat input for both DSSs. The evaluation of the pitting corrosion resistance it was observed that the increase of the heat treatment temperature equaled the phases (austenite and ferrite) Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) values due to the thermodynamic balance of the elements in the phases, thus the heat-treated sample at 1250 C for 24 hours showed better pitting corrosion resistance for both AIDs. For the thermally simulated samples, the heat input of 3 KJ/mm obtained better result of pitting corrosion resistance in both AIDs.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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