Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Ferezin, Tiago Daniel
Orientador(a): Ferrante, Maurizio lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMec
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/15126
Resumo: The applications of duplex stainless steels are growing steadily in fields such as the paper, foodstuff, chemical and petrochemical industries. However, one drawback is cost, mainly due to the presence of Ni and Mo. Recently, by the total or partial replacement of by N and Mn, both strong austenite stabilizers, the so-called lean duplex stainless steel´s family was developed. As a consequence of the new composition some properties are changed with respect to the conventional duplex steels, of which the S32205 is the most widely known. The present work is meant to be a comprehensive study of the S32101 steel, in which microstructure, tensile and impact properties, and corrosion behaviour in FeCl3.6H2O, were investigated on welded joints produced by the TIG process, in which two different heat inputs, 1.3 and 0.9 kJ/mm, were employed. Additionally, the weld cooling rate was measured in the ZTA and bending tests were performed. Results showed that the microstructure was almost unaffected by the weld cycle, regardless the cooling rate. In the ZTA the α/ ratio was larger than one, and in the weld metal was slightly biased towards austenite. A fine precipitation of Cr2N was detected in the ferritic regions of the ZTA’. Tensile strength of the welded joint was higher than that of the S32205 steel, with the fracture always taking place in the weld metal. The impact energy of the weld metal produced with the higher heat input (sample AA) was equal to 72 J, that is, almost 85% higher than that of sample BA. However, the ZTA impact energy was much lower and was unaffected by the different heat inputs. The fracture surfaces show weld metal with normal appearance, that is, shear lips and brittle areas, base metal with delaminations, and ZTA with similar features, suggesting that the crack, originally located in the ZTA, may have been deflected towards the base metal. As for the corrosion behaviour, although pits were observed main along the ZTA of both samples, the one with the higher heat input was more affected.
id SCAR_1ddd2e0f55174f8d2009b7be481e6df9
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/15126
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Ferezin, Tiago DanielFerrante, Mauriziohttp://lattes.cnpq.br/6067173982945625Rovere, Carlos Alberto Dellahttp://lattes.cnpq.br/8141224513975606http://lattes.cnpq.br/106169650086654399d274a6-bb88-4a6f-8659-7d199cc7591c2021-11-19T12:55:47Z2021-11-19T12:55:47Z2021-09-08FEREZIN, Tiago Daniel. Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/15126.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/15126The applications of duplex stainless steels are growing steadily in fields such as the paper, foodstuff, chemical and petrochemical industries. However, one drawback is cost, mainly due to the presence of Ni and Mo. Recently, by the total or partial replacement of by N and Mn, both strong austenite stabilizers, the so-called lean duplex stainless steel´s family was developed. As a consequence of the new composition some properties are changed with respect to the conventional duplex steels, of which the S32205 is the most widely known. The present work is meant to be a comprehensive study of the S32101 steel, in which microstructure, tensile and impact properties, and corrosion behaviour in FeCl3.6H2O, were investigated on welded joints produced by the TIG process, in which two different heat inputs, 1.3 and 0.9 kJ/mm, were employed. Additionally, the weld cooling rate was measured in the ZTA and bending tests were performed. Results showed that the microstructure was almost unaffected by the weld cycle, regardless the cooling rate. In the ZTA the α/ ratio was larger than one, and in the weld metal was slightly biased towards austenite. A fine precipitation of Cr2N was detected in the ferritic regions of the ZTA’. Tensile strength of the welded joint was higher than that of the S32205 steel, with the fracture always taking place in the weld metal. The impact energy of the weld metal produced with the higher heat input (sample AA) was equal to 72 J, that is, almost 85% higher than that of sample BA. However, the ZTA impact energy was much lower and was unaffected by the different heat inputs. The fracture surfaces show weld metal with normal appearance, that is, shear lips and brittle areas, base metal with delaminations, and ZTA with similar features, suggesting that the crack, originally located in the ZTA, may have been deflected towards the base metal. As for the corrosion behaviour, although pits were observed main along the ZTA of both samples, the one with the higher heat input was more affected.Aços inoxidáveis duplex são utilizados em nível crescente nas indústrias de papel, alimentos, química e petroquímica. No entanto o seu custo é algo elevado, especialmente devido à presença de Ni e Mo. Recentemente foi desenvolvida a família dos aços inoxidáveis duplex de baixa liga, ou lean duplex, em que o Ni e Mo são substituídos total ou parcialmente por N e Mn, ambos fortes estabilizadores de austenita. Como consequência da nova composição algumas propriedades sofreram variação com respeito aos aços duplex mais convencionais, dos quais o S32205 é o mais conhecido, e há interesse em obter mais dados a respeito. O presente trabalho deseja ser um estudo bem geral do aço de baixa liga S32101, envolvendo microestrutura, resistência mecânica, impacto Charpy e resistência à corrosão em FeCl3.6H2O, de juntas soldadas pelo processo TIG manual produzidas com dois aportes térmicos, 1,3 e 0,9 kJ/mm. Ainda, as taxas de resfriamento da ZTA foram medidas experimentalmente e foi realizado teste de dobramento na região da junta. Os resultados mostraram que a microestrutura quase não sofreu influência das diferentes taxas de resfriamento. Na ZTA a razão α/ mostrou predominância de ferrita, e no metal de solda desviou-se ligeiramente para a austenita. Finos precipitados de Cr2N foram detectados na ferrita da ZTA. A resistência mecânica das juntas soldadas foi maior do que a do aço S32205, com a fratura sempre localizada no metal de solda. A energia de impacto do metal de solda produzido com a energia do arco menos elevada foi igual a 72 J, isto é, cerca de 85% acima do medido na amostra produzida com 1,3 kJ/mm. No entanto, a energia de impacto da ZTA foi muito menor e não guardou relação com os aportes térmicos. As superfícies de fratura mostram metal de solda com a aparência usual, bordas de cisalhamento e fratura frágil, metal base com delaminações e ZTA com aspecto semelhante a este, sugerindo que a trinca, originalmente localizada na ZTA, tenha se desviado para o metal base. Quanto à resistência à corrosão, pontos localizados foram observados principalmente ao longo da ZTA em ambas as amostras, mas com maior intensidade na AA.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessS32101Aços duplexSoldagem TIGResistência mecânicaImpactoCorrosão localizadaDuplex steelsTIG weldingMechanical strengthImpactPitting corrosionENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOAço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestruturaLow alloy duplex stainless steel, S32101: a technological view on mechanical strength, impact, localized corrosion and microstructureinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6006009b0e4c22-9e3e-49b9-85ed-c69a21a12d1areponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação - Versão Final - AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX DE BAIXA LIGA S32101 UMA VISÃO TECNOLÓGICA SOBRE RESISTÊNCIA.pdfDissertação - Versão Final - AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX DE BAIXA LIGA S32101 UMA VISÃO TECNOLÓGICA SOBRE RESISTÊNCIA.pdfTexto da Dissertaçãoapplication/pdf3763214https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/5f79a292-1429-421c-97ce-8de247116a08/downloadc6017a78e72e833bfd3e4459f53c0022MD52trueAnonymousREADCarta à BCO_Tiago Ferezin.pdfCarta à BCO_Tiago Ferezin.pdfapplication/pdf123763https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1c933838-e325-4d88-9b92-46cbdc899c9b/downloadb0ddb6ebaaff425bc53557ba78ebc790MD54falseCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/f4770b84-ac52-439f-a9a0-e6efb36323a2/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD55falseAnonymousREADTEXTDissertação - Versão Final - AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX DE BAIXA LIGA S32101 UMA VISÃO TECNOLÓGICA SOBRE RESISTÊNCIA.pdf.txtDissertação - Versão Final - AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX DE BAIXA LIGA S32101 UMA VISÃO TECNOLÓGICA SOBRE RESISTÊNCIA.pdf.txtExtracted texttext/plain153372https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/d9b80208-42fd-47e0-a6a7-bc0c7d4f016a/downloadff66b94ab743b69efd0701196bfc689bMD510falseAnonymousREADCarta à BCO_Tiago Ferezin.pdf.txtCarta à BCO_Tiago Ferezin.pdf.txtExtracted texttext/plain1512https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/dfb759a7-5aea-45ad-a8ed-75fdf272e869/downloadc492c0cfa5789b0ff42533d19c563066MD512falseTHUMBNAILDissertação - Versão Final - AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX DE BAIXA LIGA S32101 UMA VISÃO TECNOLÓGICA SOBRE RESISTÊNCIA.pdf.jpgDissertação - Versão Final - AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX DE BAIXA LIGA S32101 UMA VISÃO TECNOLÓGICA SOBRE RESISTÊNCIA.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5058https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ded9aa9e-2a00-4bdc-a7c3-ee5590a1b754/download6aca2aa7544cb32d7fb144427cbbbc94MD511falseAnonymousREADCarta à BCO_Tiago Ferezin.pdf.jpgCarta à BCO_Tiago Ferezin.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10944https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1995e6fd-56e0-4ec7-83ab-f067f2ee285e/download213cf864e80f7e758feaa950684301e5MD513false20.500.14289/151262025-02-05 20:24:25.451http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/15126https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T23:24:25Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura
dc.title.alternative.por.fl_str_mv Low alloy duplex stainless steel, S32101: a technological view on mechanical strength, impact, localized corrosion and microstructure
title Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura
spellingShingle Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura
Ferezin, Tiago Daniel
S32101
Aços duplex
Soldagem TIG
Resistência mecânica
Impacto
Corrosão localizada
Duplex steels
TIG welding
Mechanical strength
Impact
Pitting corrosion
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
title_short Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura
title_full Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura
title_fullStr Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura
title_full_unstemmed Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura
title_sort Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura
author Ferezin, Tiago Daniel
author_facet Ferezin, Tiago Daniel
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1061696500866543
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferezin, Tiago Daniel
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Ferrante, Maurizio
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6067173982945625
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Rovere, Carlos Alberto Della
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8141224513975606
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 99d274a6-bb88-4a6f-8659-7d199cc7591c
contributor_str_mv Ferrante, Maurizio
Rovere, Carlos Alberto Della
dc.subject.por.fl_str_mv S32101
Aços duplex
Soldagem TIG
Resistência mecânica
Impacto
Corrosão localizada
Duplex steels
TIG welding
Mechanical strength
Impact
Pitting corrosion
topic S32101
Aços duplex
Soldagem TIG
Resistência mecânica
Impacto
Corrosão localizada
Duplex steels
TIG welding
Mechanical strength
Impact
Pitting corrosion
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
description The applications of duplex stainless steels are growing steadily in fields such as the paper, foodstuff, chemical and petrochemical industries. However, one drawback is cost, mainly due to the presence of Ni and Mo. Recently, by the total or partial replacement of by N and Mn, both strong austenite stabilizers, the so-called lean duplex stainless steel´s family was developed. As a consequence of the new composition some properties are changed with respect to the conventional duplex steels, of which the S32205 is the most widely known. The present work is meant to be a comprehensive study of the S32101 steel, in which microstructure, tensile and impact properties, and corrosion behaviour in FeCl3.6H2O, were investigated on welded joints produced by the TIG process, in which two different heat inputs, 1.3 and 0.9 kJ/mm, were employed. Additionally, the weld cooling rate was measured in the ZTA and bending tests were performed. Results showed that the microstructure was almost unaffected by the weld cycle, regardless the cooling rate. In the ZTA the α/ ratio was larger than one, and in the weld metal was slightly biased towards austenite. A fine precipitation of Cr2N was detected in the ferritic regions of the ZTA’. Tensile strength of the welded joint was higher than that of the S32205 steel, with the fracture always taking place in the weld metal. The impact energy of the weld metal produced with the higher heat input (sample AA) was equal to 72 J, that is, almost 85% higher than that of sample BA. However, the ZTA impact energy was much lower and was unaffected by the different heat inputs. The fracture surfaces show weld metal with normal appearance, that is, shear lips and brittle areas, base metal with delaminations, and ZTA with similar features, suggesting that the crack, originally located in the ZTA, may have been deflected towards the base metal. As for the corrosion behaviour, although pits were observed main along the ZTA of both samples, the one with the higher heat input was more affected.
publishDate 2021
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-11-19T12:55:47Z
dc.date.available.fl_str_mv 2021-11-19T12:55:47Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2021-09-08
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv FEREZIN, Tiago Daniel. Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/15126.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/15126
identifier_str_mv FEREZIN, Tiago Daniel. Aço inoxidável duplex de baixa liga, S32101: uma visão tecnológica sobre resistência mecânica, impacto, corrosão localizada e microestrutura. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/15126.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/15126
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
600
dc.relation.authority.fl_str_mv 9b0e4c22-9e3e-49b9-85ed-c69a21a12d1a
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMec
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/5f79a292-1429-421c-97ce-8de247116a08/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1c933838-e325-4d88-9b92-46cbdc899c9b/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/f4770b84-ac52-439f-a9a0-e6efb36323a2/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/d9b80208-42fd-47e0-a6a7-bc0c7d4f016a/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/dfb759a7-5aea-45ad-a8ed-75fdf272e869/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ded9aa9e-2a00-4bdc-a7c3-ee5590a1b754/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1995e6fd-56e0-4ec7-83ab-f067f2ee285e/download
bitstream.checksum.fl_str_mv c6017a78e72e833bfd3e4459f53c0022
b0ddb6ebaaff425bc53557ba78ebc790
e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34
ff66b94ab743b69efd0701196bfc689b
c492c0cfa5789b0ff42533d19c563066
6aca2aa7544cb32d7fb144427cbbbc94
213cf864e80f7e758feaa950684301e5
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688823029760000