Revenimento do aço inoxidável supermartensítico 15Cr: aspectos microestruturais e comportamento de corrosão eletroquímica
| Ano de defesa: | 2023 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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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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Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
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| Link de acesso: | https://hdl.handle.net/20.500.14289/21836 |
Resumo: | The supermartensitic steels are a new class of stainless steels in development and consolidation as commercial products for the oil and gas industry, marked by significant changes in the chemical composition of conventional martensitic stainless steels, such as the reduction of the C content to <0,03 %wt, combined with the addition of Ni and Mo. Recently, new alloys containing higher amounts of Cr have been developed, such as supermartensitic stainless steels 15Cr (or super 15Cr), in order to offer na interesting combination of high mechanical strength, toughness, weldability and corrosion resistence in aggressive environments (high concentrations of chlorides, carbon dioxide, hydrogen sulfide etc.). However, these steels are still little used in the construction of components and equipment in Petrobras operating units, because many of their properties are still reasons for investigation, such as the tempering heat treatment effect on corrosion resistence. In this way, the objectives of this dissertation was characterize the microstructure and evaluate the electrochemical corrosion behavior of a super 15Cr in function of the tempering heat treatment. Futhermore, the characterization of the samples was carried out through optical microscopy (OM), scanning eléctron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) and measurement of Vickers hardness. Finally, the anodic behavior of this material in a diluted solution of sulfuric acid (H2SO4) was evaluated by potentiodynamic polarization measurements, the degree of depletion in Cr was determined through the technique of double loop electrochemical potentiokinect reactivation (DL-EPR) and the pitting corrosion behavior was observed by anodic polarization tests in 3,5 % NaCl solution. The results showed that the tempering heat treatments promote the appearance of reverse austenite, which increases the degree of Cr depletion of the material. In addition, there was a tendency for Epitting to decrease with increasing temperature and, despite the increase in the degree of Cr depletion, there was no significant variation in Epitting. |
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Souza, Celso Antônio Galbiati e Turazza deRovere, Carlos Alberto Dellahttp://lattes.cnpq.br/8141224513975606Silva, Rodrigo dahttp://lattes.cnpq.br/3763016865133213http://lattes.cnpq.br/4582635279884890https://orcid.org/0000-0003-1541-185Xhttps://orcid.org/0000-0003-1534-0561https://orcid.org/0000-0002-1381-13342025-04-08T11:59:28Z2023-03-30SOUZA, Celso Antônio Galbiati e Turazza de. Revenimento do aço inoxidável supermartensítico 15Cr: aspectos microestruturais e comportamento de corrosão eletroquímica. 2023. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21836.https://hdl.handle.net/20.500.14289/21836The supermartensitic steels are a new class of stainless steels in development and consolidation as commercial products for the oil and gas industry, marked by significant changes in the chemical composition of conventional martensitic stainless steels, such as the reduction of the C content to <0,03 %wt, combined with the addition of Ni and Mo. Recently, new alloys containing higher amounts of Cr have been developed, such as supermartensitic stainless steels 15Cr (or super 15Cr), in order to offer na interesting combination of high mechanical strength, toughness, weldability and corrosion resistence in aggressive environments (high concentrations of chlorides, carbon dioxide, hydrogen sulfide etc.). However, these steels are still little used in the construction of components and equipment in Petrobras operating units, because many of their properties are still reasons for investigation, such as the tempering heat treatment effect on corrosion resistence. In this way, the objectives of this dissertation was characterize the microstructure and evaluate the electrochemical corrosion behavior of a super 15Cr in function of the tempering heat treatment. Futhermore, the characterization of the samples was carried out through optical microscopy (OM), scanning eléctron microscopy (SEM) coupled with energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD) and measurement of Vickers hardness. Finally, the anodic behavior of this material in a diluted solution of sulfuric acid (H2SO4) was evaluated by potentiodynamic polarization measurements, the degree of depletion in Cr was determined through the technique of double loop electrochemical potentiokinect reactivation (DL-EPR) and the pitting corrosion behavior was observed by anodic polarization tests in 3,5 % NaCl solution. The results showed that the tempering heat treatments promote the appearance of reverse austenite, which increases the degree of Cr depletion of the material. In addition, there was a tendency for Epitting to decrease with increasing temperature and, despite the increase in the degree of Cr depletion, there was no significant variation in Epitting.Os aços supermartensíticos são uma nova classe de aços inoxidáveis em desenvolvimento e consolidação como produtos comerciais para a indústria de petróleo e gás, sendo marcado por mudanças significativas na composição química dos aços inoxidáveis martensíticos convencionais, como a redução do teor de C para <0,03 % em massa, aliado à adição de Ni e Mo. Recentemente, foram desenvolvidas novas ligas contendo maiores quantidades de Cr, como os supermartensíticos 15Cr (ou super 15Cr), no intuito de oferecer uma combinação interessante de alta resistência mecânica, tenacidade, soldabilidade e resistência à corrosão em ambientes agressivos (meios ricos em cloretos, gás carbônico, sulfeto de hidrogênio etc.). Contudo, esses aços ainda são pouco utilizados na construção de componentes e equipamentos nas unidades operacionais da Petrobrás, pois muitas propriedades ainda são motivos de investigação, como o efeito do tratamento térmico de revenimento sobre a resistência à corrosão. Assim, o objetivo dessa dissertação foi o de caracterizar a microestrutura e avaliar o comportamento de corrosão eletroquímica do aço inoxidável supermartensítico 15Cr em função do tratamento térmico de revenimento. A caracterização das amostras foi realizada através de ensaios de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada à espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS), difração de raios-X (DRX) e medida de dureza Vickers. Além disso, o comportamento anódico do material em meio ácido foi avaliado por meio de medidas de polarização potenciodinâmica em solução de ácido sulfúrico (H2SO4) diluído, o grau de empobrecimento em Cr foi determinado através da técnica eletroquímica de reativação potenciocinética de ciclo cuplo (DL- EPR) e o comportamento de corrosão por pite foi observado por meio de ensaios de polarização anódica em solução de NaCl 3,5 %. Os resultados observados mostram que os tratamentos térmicos de revenimento promovem o surgimento de austenita reversa, que aumenta o grau de empobrecimento em Cr do material. Além disso, foi observado uma tendência de diminuição no Epite em função do aumento da temperatura e, apesar do aumento no grau de empobrecimento em Cr, não houve variação significativa no Epite.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Processo nº 88887.613738/2021-00porUniversidade 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/openAccessENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICAAço inoxidávelSupermartensíticoSuper 15CrRevenimentoAustenita reversaPolarizaçãoCorrosãoRevenimento do aço inoxidável supermartensítico 15Cr: aspectos microestruturais e comportamento de corrosão eletroquímicaTempering of 15Cr supermartensitic stainless steel: microstructural aspects and electrochemical corrosion behaviorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALCelso Antônio Galbiati e Turazza de Souza - Dissertação .pdfCelso Antônio Galbiati e Turazza de Souza - Dissertação .pdfapplication/pdf3913541https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/c342cedc-708b-4b32-b5b8-3d89aca4d256/download64d6ae8fa5ddacb4efc9b40bed5ed0b2MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/98c60046-4ee4-42c5-91ef-b9b65f0a9f83/download57e258e544f104f04afb1d5e5b4e53c0MD52falseAnonymousREADTEXTCelso Antônio Galbiati e Turazza de Souza - Dissertação .pdf.txtCelso Antônio Galbiati e Turazza de Souza - Dissertação .pdf.txtExtracted texttext/plain103647https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/4d429760-8940-4233-a467-12d8793f544c/downloada06f6f784bcf75bdd5c29c47681782bdMD53falseAnonymousREADTHUMBNAILCelso Antônio Galbiati e Turazza de Souza - Dissertação .pdf.jpgCelso Antônio Galbiati e Turazza de Souza - Dissertação .pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3887https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ee672856-0bd2-46bc-a948-2d513cf755e9/downloadd0401943553f635e8ddb2c7611dedd25MD54falseAnonymousREAD20.500.14289/218362025-04-09 00:09:49.715http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/21836https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-04-09T03:09:49Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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