Estudo dos efeitos dos tratamentos de solubilização e envelhecimento nas propriedades mecânicas e na resistência à corrosão de tubos de aço inoxidável superduplex UNS S39274

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: CONCEIÇÃO, José Nilson da lattes
Orientador(a): CORRÊA, Edmilson Otoni lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para Engenharia
Departamento: IFQ - Instituto de Física e Química
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3360
Resumo: Os aços inoxidáveis superduplex (AISD´s) são ligas austenítico-ferríticas resistentes à corrosão (CRA) com número equivalente de resistência à corrosão por pite (PREN) superior a 40. Essa classe de aços combina excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão possibilitando a aplicação dessas ligas em ambientes agressivos e hostis como na indústria química e petroquímica e, especialmente, na produção e refino de petróleo e gás. Essas características são atribuídas, principalmente, devido a presença de duas fases: a ferrita (α) e a austenita (γ) distribuídas, aproximadamente, em igual proporção. Entretanto, os AISD são passíveis de sofrerem a precipitação da fase deletéria alfa linha, mais pronunciada em 475ºC. Essa precipitação causa a fragilização do material promovendo aumento na dureza, no limite de escoamento, no limite de resistência e diminuição no alongamento total. Este trabalho objetivou estudar os efeitos dos tratamentos de solubilização e envelhecimento nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do UNS S39274 nas condições Como Recebido, Como Recebido Solubilizado à 1150ºC por 40 minutos e envelhecidas à 400ºC por 8 e 12 horas e à 475ºC por 4, 8, 12 e 200 horas. A microestrutura foi observada por Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) apresentando duas fases, ferrita (α) e a austenita (γ). Os efeitos dos tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas do material foram verificados por meio dos ensaios de dureza e microdureza Vickers, tração uniaxial e impacto Charpy. Os resultados mostram um aumento na dureza, no limite de escoamento e no limite de resistência em função do tempo de envelhecimento das amostras à 400ºC e 475ºC. Por outro lado, apontam uma diminuição no alongamento e, sobretudo, na energia de impacto Charpy. Essas alterações nas propriedades mecânicas estão mais evidenciadas nas amostras do UNS S39274 envelhecidas à 475ºC. Já os ensaios de corrosão por Polarização Eletroquímica por Reativação Cíclica (PERC ou DL-EPR) indicam que não houve sensitização das amostras analisadas. O que sugere que o material apresentou alta resistência à corrosão.
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spelling 2022-08-042022-09-022022-09-02T16:30:39Z2022-09-02T16:30:39Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3360Os aços inoxidáveis superduplex (AISD´s) são ligas austenítico-ferríticas resistentes à corrosão (CRA) com número equivalente de resistência à corrosão por pite (PREN) superior a 40. Essa classe de aços combina excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão possibilitando a aplicação dessas ligas em ambientes agressivos e hostis como na indústria química e petroquímica e, especialmente, na produção e refino de petróleo e gás. Essas características são atribuídas, principalmente, devido a presença de duas fases: a ferrita (α) e a austenita (γ) distribuídas, aproximadamente, em igual proporção. Entretanto, os AISD são passíveis de sofrerem a precipitação da fase deletéria alfa linha, mais pronunciada em 475ºC. Essa precipitação causa a fragilização do material promovendo aumento na dureza, no limite de escoamento, no limite de resistência e diminuição no alongamento total. Este trabalho objetivou estudar os efeitos dos tratamentos de solubilização e envelhecimento nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do UNS S39274 nas condições Como Recebido, Como Recebido Solubilizado à 1150ºC por 40 minutos e envelhecidas à 400ºC por 8 e 12 horas e à 475ºC por 4, 8, 12 e 200 horas. A microestrutura foi observada por Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) apresentando duas fases, ferrita (α) e a austenita (γ). Os efeitos dos tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas do material foram verificados por meio dos ensaios de dureza e microdureza Vickers, tração uniaxial e impacto Charpy. Os resultados mostram um aumento na dureza, no limite de escoamento e no limite de resistência em função do tempo de envelhecimento das amostras à 400ºC e 475ºC. Por outro lado, apontam uma diminuição no alongamento e, sobretudo, na energia de impacto Charpy. Essas alterações nas propriedades mecânicas estão mais evidenciadas nas amostras do UNS S39274 envelhecidas à 475ºC. Já os ensaios de corrosão por Polarização Eletroquímica por Reativação Cíclica (PERC ou DL-EPR) indicam que não houve sensitização das amostras analisadas. O que sugere que o material apresentou alta resistência à corrosão.Superduplex stainless steels (SDSSs) are austenitic-ferritic corrosion resistant altos (CRA) with pitting equivalent number (PREN) higher than 40. This class of steel combines excellent mechanical properties and corrosion resistance, for this reason these alloys have found widespread use in aggressive and hostile environments such as in the chemical and petrochemical industry and especially in the oil and gas production and refining. These characteristics are mainly attributed to the presence of two phases: ferrite (α) and austenite (γ) distributed nearly in equal proportion. However, SDSS are subject to suffer deleterious precipitation of alpha prime (α') phase, more pronounced at 475ºC. This precipitation causes embrittlement of material, promoting an increase in hardness, in yield strength, in the ultimate tensile and decrease in total elongation. This work aimed to to study the effects of solubilization and aging treatments on the mechanical properties and corrosion resistance in the SDSS UNS S39274 under the conditions As-Received, As-Received solution-treated at 1150ºC for 40 minutes and aged at 400ºC for 8 and 12 hours and at 475ºC for 4, 8, 12 and 200 hours. The microstructure was observed by Optical Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) showing two phases, ferrite (α) and austenite (γ). The effects of isothermal treatments on the mechanical properties of the material were studied using Vickers hardness and microhardness, uniaxial tensile and Charpy impact tests. The results show an increase in hardness, yield strength and ultimate tensile as a function of aging time of the samples at 400ºC and 475ºC. On the other hand, they point to a decrease in elongation and, above all, in Charpy impact energy. These changes in mechanical properties are more evident in SDSS UNS S39274 samples aged at 475ºC. Corrosion tests by Electrochemical Polarization Cyclic Reactivation (PERC or DL-EPR) indicate that there was not sensitization of the analyzed specimens. Which suggests that the material had high corrosion resistance.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para EngenhariaUNIFEIBrasilIFQ - Instituto de Física e QuímicaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICAMicroestruturaTratamento térmicoFenômenos de precipitaçãoAços InoxidáveisEstudo dos efeitos dos tratamentos de solubilização e envelhecimento nas propriedades mecânicas e na resistência à corrosão de tubos de aço inoxidável superduplex UNS S39274info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCORRÊA, Edmilson Otonihttp://lattes.cnpq.br/4218586914073507TAVARES, Sérgio Souto Maior Tavareshttp://lattes.cnpq.br/4320367144812616http://lattes.cnpq.br/0432790306636052CONCEIÇÃO, José Nilson daCONCEIÇÃO, José Nilson da. Estudo dos efeitos dos tratamentos de solubilização e envelhecimento nas propriedades mecânicas e na resistência à corrosão de tubos de aço inoxidável superduplex UNS S39274. 2022. 161 f. Tese (Doutorado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3360/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALTese_2022036.pdfTese_2022036.pdfapplication/pdf12266778https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3360/1/Tese_2022036.pdfa4b6c783743272a1b8a0e68fb3ec0fe8MD51123456789/33602024-04-04 08:19:15.372oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442025-08-26T21:14:38.772845Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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