Influência da adição de cério na microestrutura e comportamento de oxidação de aços inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-Ni com efeito de memória de forma
| Ano de defesa: | 2020 |
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Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos |
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
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Resumo: | In this study, the influence of small cerium additions on the microstructure and oxidation behavior of Fe-Mn-Si-Cr-Ni shape memory stainless steels (SMSSs) was investigated. The results show that the Ce addition in the alloy promotes a decrease in grain size and the formation of both Ce-containing oxide inclusions as well as secondary phase particles. The fraction of thermal martensite-ε decreases with increasing Ce content in the alloy. On the other hand, the MI temperature increases with the Ce content to values above the room temperature. The shape memory effect (SME) enhances with Ce additions in the alloy of 0.18 and 0.42 wt.%. However, the Ce addition of 0.96 wt.% degrades SME. The oxidation resistance of the tested alloy increases significantly with increasing Ce content. Nevertheless, the Ce addition of 0.96 wt.% decreases relatively to the oxidation resistance. The restrict parabolic law is only observed for alloys containing 0.18 and 0.42 wt.% of Ce. The oxide layer formed after 120 h of oxidation is composed of Mn oxides, promoting the depletion of this element below the oxide and phase transformation from austenite to ferrite. The obtained results show that the Ce addition of 0.18 and 0.42 wt.% in the alloy decreases the MnS inclusions leading to the formation of a more compact oxide layer and an increase on the resistance to oxidation. However, the Ce addition of 0.96 wt.% increases the amount of Ce-containing oxide inclusions that accelerate the Mn diffusion toward the oxide layer, leading to the formation of a less protective oxide layer. |
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Silva, Rodrigo daDella Rovere, Carlos Albertohttp://lattes.cnpq.br/8141224513975606Sordi, Vitor Luizhttp://lattes.cnpq.br/8364164402481940http://lattes.cnpq.br/37630168651332136db9251e-2fe5-4cfa-aaa2-1f9dcbd2fb0c2020-01-29T14:58:22Z2020-01-29T14:58:22Z2020-01-15SILVA, Rodrigo da. Influência da adição de cério na microestrutura e comportamento de oxidação de aços inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-Ni com efeito de memória de forma. 2020. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12180.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12180In this study, the influence of small cerium additions on the microstructure and oxidation behavior of Fe-Mn-Si-Cr-Ni shape memory stainless steels (SMSSs) was investigated. The results show that the Ce addition in the alloy promotes a decrease in grain size and the formation of both Ce-containing oxide inclusions as well as secondary phase particles. The fraction of thermal martensite-ε decreases with increasing Ce content in the alloy. On the other hand, the MI temperature increases with the Ce content to values above the room temperature. The shape memory effect (SME) enhances with Ce additions in the alloy of 0.18 and 0.42 wt.%. However, the Ce addition of 0.96 wt.% degrades SME. The oxidation resistance of the tested alloy increases significantly with increasing Ce content. Nevertheless, the Ce addition of 0.96 wt.% decreases relatively to the oxidation resistance. The restrict parabolic law is only observed for alloys containing 0.18 and 0.42 wt.% of Ce. The oxide layer formed after 120 h of oxidation is composed of Mn oxides, promoting the depletion of this element below the oxide and phase transformation from austenite to ferrite. The obtained results show that the Ce addition of 0.18 and 0.42 wt.% in the alloy decreases the MnS inclusions leading to the formation of a more compact oxide layer and an increase on the resistance to oxidation. However, the Ce addition of 0.96 wt.% increases the amount of Ce-containing oxide inclusions that accelerate the Mn diffusion toward the oxide layer, leading to the formation of a less protective oxide layer.Neste estudo, a influência de pequenas adições de cério (Ce) na microestrutura e comportamento de oxidação de aços inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-Ni com efeito de memória de forma (EMF) foi investigada. Os resultados obtidos mostram que a adição de Ce na liga promove uma diminuição no tamanho de grão e a formação tanto de inclusões de óxido contendo Ce como também de partículas de fase secundárias. A fração de martensita-ε térmica diminui com o aumento do teor de Ce na liga. Por outro lado, a temperatura MI aumenta em função do teor de Ce para valores acima da temperatura ambiente. O EMF melhora com adições de Ce na liga de 0,18 e 0,42% em peso. Contudo, a adição de 0,96% em peso de Ce degrada o EMF. A resistência à oxidação da liga testada melhora com o aumento do teor de Ce em até 0,42% em peso. Por outro lado, a adição de 0,96% em peso de Ce diminui relativamente a resistência à oxidação. A restrita lei parabólica somente é observada para as ligas contendo 0,18 e 0,42% em peso de Ce. A camada de óxido formada após 120 h de oxidação é composta por óxidos de Mn, promovendo o empobrecimento deste elemento abaixo do óxido e a transformação de fase de austenita para ferrita. Os resultados obtidos mostram que a adição de Ce de 0,18 e 0,42% em peso na liga diminui as inclusões de MnS levando à formação de uma camada de óxido mais compacta e um aumento da resistência à oxidação. Entretanto, a adição de 0,96% em peso de Ce aumenta a quantidade de inclusões de óxido contendo Ce que aceleram a difusão do Mn para a camada de óxido, levando à formação de uma camada de óxido menos protetora.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq: 141288/2016-7porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessAços inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-Ni com EMFOxidação em alta temperaturaTerras-rarasSimulações termodinâmicasFe-Mn-Si-Cr-Ni shape memory stainless steelsHigh-temperature oxidationRare earthThermodynamic simulationsENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICAInfluência da adição de cério na microestrutura e comportamento de oxidação de aços inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-Ni com efeito de memória de formaInfluence of cerium addition on the microstructure and oxidation behavior of Fe-Mn-Si-Cr-Ni shape memory stainless steelsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006009d6e097e-c0fa-4940-ab6e-a5de8f34c582reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALRodrigo da Silva - Tese.pdfRodrigo da Silva - Tese.pdfTese de doutoradoapplication/pdf7255156https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1c4f4f93-94c2-4260-8926-0cd4a5d5fabd/download6c22107a1923f290daf6f9668a81198cMD51trueAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento (1).pdfBCO carta comprovante autoarquivamento (1).pdfBCO cartaapplication/pdf361576https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/513263b2-c348-4266-bae5-dfa66ff71fb7/download1c32fe4ff89019cc0036e56b0c7ffa74MD52falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/09b73985-d16a-4552-982b-b9c4e8d5e6f9/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53falseAnonymousREADTEXTRodrigo da Silva - Tese.pdf.txtRodrigo da Silva - Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain146482https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/60b7b6bc-5c5e-4b84-a27e-1b22d8b4c368/download4ee3a3e9600710e8da6d3a9cb7e966ecMD58falseAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento (1).pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento (1).pdf.txtExtracted texttext/plain1519https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/723e67b1-8ac5-421c-8fa6-6d8b04885644/downloaddcc7f1cddd6713a6c07ec366ab62582eMD510falseAnonymousREADTHUMBNAILRodrigo da Silva - Tese.pdf.jpgRodrigo da Silva - Tese.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3897https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/9ed8546e-4955-4e70-ab65-bc0096e71921/download33e4a2f8bdc0f5ed952b7f9e847f5307MD59falseAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento (1).pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento (1).pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8170https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a2ccc127-81d3-43af-905b-3f85f72a9660/download2e87ee6be52542deb21e71ab40a678acMD511falseAnonymousREAD20.500.14289/121802025-02-05 19:22:55.297http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/12180https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T22:22:55Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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In this study, the influence of small cerium additions on the microstructure and oxidation behavior of Fe-Mn-Si-Cr-Ni shape memory stainless steels (SMSSs) was investigated. The results show that the Ce addition in the alloy promotes a decrease in grain size and the formation of both Ce-containing oxide inclusions as well as secondary phase particles. The fraction of thermal martensite-ε decreases with increasing Ce content in the alloy. On the other hand, the MI temperature increases with the Ce content to values above the room temperature. The shape memory effect (SME) enhances with Ce additions in the alloy of 0.18 and 0.42 wt.%. However, the Ce addition of 0.96 wt.% degrades SME. The oxidation resistance of the tested alloy increases significantly with increasing Ce content. Nevertheless, the Ce addition of 0.96 wt.% decreases relatively to the oxidation resistance. The restrict parabolic law is only observed for alloys containing 0.18 and 0.42 wt.% of Ce. The oxide layer formed after 120 h of oxidation is composed of Mn oxides, promoting the depletion of this element below the oxide and phase transformation from austenite to ferrite. The obtained results show that the Ce addition of 0.18 and 0.42 wt.% in the alloy decreases the MnS inclusions leading to the formation of a more compact oxide layer and an increase on the resistance to oxidation. However, the Ce addition of 0.96 wt.% increases the amount of Ce-containing oxide inclusions that accelerate the Mn diffusion toward the oxide layer, leading to the formation of a less protective oxide layer. |
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