Análise da influência de elemento estabilizador da austenita em aço inoxidável hiperduplex UNS S32707 soldado por processo TIG

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Pimenta, André Rocha
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Palavras-chave em Português: Mechanical Engineering; Stainless steel; Welding and Welding; Austenite; Hyperduplex Steel; Welding; Nitrogenous; Engenharia Mecânica; Aço inoxidável; Solda e Soldagem; Austenita; Aços hiperduplex; Soldagem; Nitrogênio; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11663

Os aços inoxidáveis de estrutura duplex encontram larga aplicação em indústrias químicas, de celulose, de petróleo e gás natural, entre outras. O interesse por esses materiais advém das suas boas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão, características atribuídas a sua microestrutura, formada por frações volumétricas balanceadas de ferrita e austenita. Entretanto, quando submetido a processos de soldagem o equilíbrio dessas fases pode ser alterado, bem como fases deletérias podem se formar, prejudicando o desempenho desses aços. Este trabalho objetivou estudar a eficácia da adição de nitrogênio no gás de proteção da soldagem TIG autógena na manutenção do equilíbrio entre as frações volumétricas de ferrita e austenita e seus efeitos nas propriedades de dureza e resistência à corrosão das juntas soldadas. Foram analisados possíveis efeitos secundários indesejados dessa adição, tais como formação de fases deletérias e nitretos. Cordões de solda utilizando processo TIG com arco pulsado foram realizados em aço inoxidável hiperduplex UNS S32707 utilizando gás de proteção argônio e nitrogênio, sendo o nitrogênio adicionado em proporções diferentes, 1,5%, 2,5%, 3,5%, 4,5% e 5,5%. Foram utilizadas técnicas de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, análise química semiquantitativa por EDS (X-Ray Energy Dispersive Spectroscopy). A quantificação das frações volumétricas das fases presentes foi realizada por processamento digital de imagem. Para avaliação das propriedades mecânicas foram realizados testes de microdureza Vickers. Em adição a isso, a resistência à corrosão foi avaliada em ensaio de perda de massa, segundo critérios da norma ASTM G48-99. Todas as condições de soldagem resultaram em uma junta soldada com grãos equiaxiais, com a austenita nos contornos e no interior da ferrita. Os valores de microdureza, não apresentaram variação significativa entre todas as condições testadas e entre o metal de base, com 95% de confiabilidade. Zonas de fusão que utilizaram gás de proteção com maior percentual de nitrogênio resultaram em aumento na fração volumétrica de austenita, que variaram de 39 a 57%, sendo esses valores para 1,5 e 5,5% de nitrogênio, respectivamente. Consequentemente, maiores percentuais de nitrogênio resultaram em melhor resistência à corrosão. As amostras com adição de 3,5%, 4,5% e 5,5% apresentaram taxa de corrosão abaixo de 0,0001 g/cm², indicando que não sofreram processo de corrosão por pitting. E as concentrações de 1,5% e 2,5%, apesar de estarem acima do limite estabelecido pela norma não apresentaram pontos de corrosão em observação macroscópica. Não foram identificadas a presença de fases deletérias ou nitretos para todas as condições testadas.