Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Cerra Florez, Mauro Andres
Orientador(a): Silva, Marcelo José Gomes da
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/25624
Resumo: Liquefied natural gas volumes which at present have to be stored and/or transported require that the materials engineering constantly develop materials that adapt to the mechanical, chemical and economic needs of the industry. Aluminum alloys, 9% nickel steel alloys and austenitic stainless steels are currently used for cryogenic applications, however, all these materials have disadvantages, such as high cost of production, welding difficulties, corrosion resistance, among others. High manganese steels offer an attractive alternative because manganese and carbon replace nickel as austenite stabilizer; this change also represents a significant decrease in steel fabrication costs. The present study aims to establish a comparative degree of corrosion resistance in two aqueous solutions between four high manganese steels with a content of 28% Mn, 26% Mn, 22% Mn, 20% Mn in relation to the 9% Nickel that is widely used in petrochemical industry. Mass fraction diagrams were performed in Thermo-Calc® software. The steels were characterized using the techniques: Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Electron Backscatter Diffraction Analysis (EBSD), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Optical Emission Spectroscopy, X-ray Fluorescence. The mechanical properties were evaluated by hardness and microhardness measurements. The corrosion resistance was evaluated in aqueous solutions of NaCl and H 2 SO 4 by Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Curves and Electrochemical Impedance Spectroscopy. The results obtained in the thermodynamic study helped to predict the phases present in these steels as well as the heat treatment temperature. The microstructural study revealed the influence of the phases on the mechanical properties, showing that the 9% nickel steel presents higher hardness values than the high manganese steels. The corrosion tests showed that the high manganese steels have less corrosion resistance than 9% nickel steel, due to the formation of unstable and poorly compacted oxides that do not provide protection against corrosion; In contrast, the oxides formed by the 9% nickel steel gave it a better protection as observed in the curves that were found.
id UFC-7_e4a79b15bfc4a93481a007e666b7dfcc
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/25624
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Cerra Florez, Mauro AndresAraújo, Walney SilvaSilva, Marcelo José Gomes da2017-09-13T13:09:44Z2017-09-13T13:09:44Z2017CERRA FLOREZ, M. A. Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl. 2017. 108 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/25624Liquefied natural gas volumes which at present have to be stored and/or transported require that the materials engineering constantly develop materials that adapt to the mechanical, chemical and economic needs of the industry. Aluminum alloys, 9% nickel steel alloys and austenitic stainless steels are currently used for cryogenic applications, however, all these materials have disadvantages, such as high cost of production, welding difficulties, corrosion resistance, among others. High manganese steels offer an attractive alternative because manganese and carbon replace nickel as austenite stabilizer; this change also represents a significant decrease in steel fabrication costs. The present study aims to establish a comparative degree of corrosion resistance in two aqueous solutions between four high manganese steels with a content of 28% Mn, 26% Mn, 22% Mn, 20% Mn in relation to the 9% Nickel that is widely used in petrochemical industry. Mass fraction diagrams were performed in Thermo-Calc® software. The steels were characterized using the techniques: Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Electron Backscatter Diffraction Analysis (EBSD), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Optical Emission Spectroscopy, X-ray Fluorescence. The mechanical properties were evaluated by hardness and microhardness measurements. The corrosion resistance was evaluated in aqueous solutions of NaCl and H 2 SO 4 by Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Curves and Electrochemical Impedance Spectroscopy. The results obtained in the thermodynamic study helped to predict the phases present in these steels as well as the heat treatment temperature. The microstructural study revealed the influence of the phases on the mechanical properties, showing that the 9% nickel steel presents higher hardness values than the high manganese steels. The corrosion tests showed that the high manganese steels have less corrosion resistance than 9% nickel steel, due to the formation of unstable and poorly compacted oxides that do not provide protection against corrosion; In contrast, the oxides formed by the 9% nickel steel gave it a better protection as observed in the curves that were found.Os volumes de gás natural liquefeito que na atualidade precisam ser armazenados e/ou transportados requerem que a engenharia de materiais desenvolva constantemente materiais que se adaptem às necessidades mecânicas, químicas e econômicas da indústria. As ligas de alumínio, aço 9% níquel e aços inoxidáveis são utilizadas para aplicações criogênicas, mas todos estes materiais têm desvantagens, como altos custos de produção, dificuldades para a soldagem, entre outras. Os aços alto manganês oferecem uma alternativa – devido ao manganês e o carbono substituírem o níquel como estabilizador da austenita no aço, este câmbio também representa uma diminuição apreciável nos custos de fabricação do aço. O presente estudo visa estabelecer um grau comparativo da resistência à corrosão em duas soluções aquosas entre quatro aços alto manganês com conteúdo de 28%Mn, 26%Mn, 22%Mn, 20%Mn em relação ao aço 9% níquel que é amplamente utilizado na indústria petroquímica. Foram realizados diagramas de fração em massa no software Thermo-Calc ® ; os aços foram caracterizados utilizando as técnicas: Microscopia Óptica, MEV, EBSD, EDS, Espectroscopia de Emissão Ótica e Fluorescência de Raios X; as propriedades mecânicas foram avaliadas por medidas de dureza e microdureza. A resistência à corrosão foi avaliada em soluções aquosas de NaCl e de H 2 SO 4 utilizando as técnicas de monitoramento do Potencial de Circuito Aberto (OCP), as Curvas de Polarização Linear e a Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. Os resultados obtidos no estudo termodinâmico ajudaram a prever as fases presentes nestes aços, assim como a temperatura de tratamento térmico. O estudo microestrutural revelou a influência das fases nas propriedades mecânicas, mostrando que o aço 9% níquel apresenta maiores valores de dureza que os aços alto manganês. E os ensaios de corrosão mostraram que os aços alto manganês apresentam menor resistência à corrosão do que o aço 9% níquel, devido à formação de óxidos instáveis e pouco compactos que não provêm proteção contra a corrosão; em contraste com os óxidos formados pelo aço 9% níquel, outorgaram-lhe uma melhor proteção como foi observado nas curvas encontradas.Ciência dos materiaisAço - CorrosãoResistência à corrosãoCorrosionHigh manganese steelNickel steelEstudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaClComparative study of corrosion resistance between high manganese steels and 9% nickel steel in aqueous solutions of NaCl and H2SO4info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2017_dis_macerraflorez.pdf2017_dis_macerraflorez.pdfapplication/pdf7059370http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/25624/1/2017_dis_macerraflorez.pdf037d39ae844a1b60cbe1183a10902438MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/25624/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufc/256242022-07-19 14:09:29.491oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2022-07-19T17:09:29Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl
dc.title.en.pt_BR.fl_str_mv Comparative study of corrosion resistance between high manganese steels and 9% nickel steel in aqueous solutions of NaCl and H2SO4
title Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl
spellingShingle Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl
Cerra Florez, Mauro Andres
Ciência dos materiais
Aço - Corrosão
Resistência à corrosão
Corrosion
High manganese steel
Nickel steel
title_short Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl
title_full Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl
title_fullStr Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl
title_full_unstemmed Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl
title_sort Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl
author Cerra Florez, Mauro Andres
author_facet Cerra Florez, Mauro Andres
author_role author
dc.contributor.co-advisor.none.fl_str_mv Araújo, Walney Silva
dc.contributor.author.fl_str_mv Cerra Florez, Mauro Andres
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Silva, Marcelo José Gomes da
contributor_str_mv Silva, Marcelo José Gomes da
dc.subject.por.fl_str_mv Ciência dos materiais
Aço - Corrosão
Resistência à corrosão
Corrosion
High manganese steel
Nickel steel
topic Ciência dos materiais
Aço - Corrosão
Resistência à corrosão
Corrosion
High manganese steel
Nickel steel
description Liquefied natural gas volumes which at present have to be stored and/or transported require that the materials engineering constantly develop materials that adapt to the mechanical, chemical and economic needs of the industry. Aluminum alloys, 9% nickel steel alloys and austenitic stainless steels are currently used for cryogenic applications, however, all these materials have disadvantages, such as high cost of production, welding difficulties, corrosion resistance, among others. High manganese steels offer an attractive alternative because manganese and carbon replace nickel as austenite stabilizer; this change also represents a significant decrease in steel fabrication costs. The present study aims to establish a comparative degree of corrosion resistance in two aqueous solutions between four high manganese steels with a content of 28% Mn, 26% Mn, 22% Mn, 20% Mn in relation to the 9% Nickel that is widely used in petrochemical industry. Mass fraction diagrams were performed in Thermo-Calc® software. The steels were characterized using the techniques: Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Electron Backscatter Diffraction Analysis (EBSD), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Optical Emission Spectroscopy, X-ray Fluorescence. The mechanical properties were evaluated by hardness and microhardness measurements. The corrosion resistance was evaluated in aqueous solutions of NaCl and H 2 SO 4 by Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Curves and Electrochemical Impedance Spectroscopy. The results obtained in the thermodynamic study helped to predict the phases present in these steels as well as the heat treatment temperature. The microstructural study revealed the influence of the phases on the mechanical properties, showing that the 9% nickel steel presents higher hardness values than the high manganese steels. The corrosion tests showed that the high manganese steels have less corrosion resistance than 9% nickel steel, due to the formation of unstable and poorly compacted oxides that do not provide protection against corrosion; In contrast, the oxides formed by the 9% nickel steel gave it a better protection as observed in the curves that were found.
publishDate 2017
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2017-09-13T13:09:44Z
dc.date.available.fl_str_mv 2017-09-13T13:09:44Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2017
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 CERRA FLOREZ, M. A. Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl. 2017. 108 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/25624
identifier_str_mv CERRA FLOREZ, M. A. Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl. 2017. 108 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/25624
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/25624/1/2017_dis_macerraflorez.pdf
http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/25624/2/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 037d39ae844a1b60cbe1183a10902438
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1847793032767733760