Estudo da cinética de formação da fase sigma em aço inoxidável duplex 2205

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Vianna, Carolina Rocha Luiz
Orientador(a): Fonseca, Gláucio Soares da lattes
Banca de defesa: Paula, Andersan dos Santos lattes, Diniz, Marilia Garcia lattes
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
Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/26668
Resumo: Os aços duplex são constituídos das fases austenita e ferrita em proporções aproximadamente iguais e surgiram da necessidade de se aliar as qualidades desses aços. A proporção exata entre austenita e ferrita é determinada pela composição química e o tratamento térmico imposto ao aço. Entretanto, há a possibilidade de que fases intermetálicas se precipitem nos aços duplex, como por exemplo, a fase sigma e a fase chi. A quantidade de fases precipitadas no material está relacionada à composição química da liga e a taxa de resfriamento, entre outros aspectos. A fase sigma é prejudicial às propriedades do aço, já que diminui sua tenacidade e sua resistência à corrosão, e por isso, é a principal fase intermetálica de interesse, já que é a maior causadora de fragilização. A precipitação da fase sigma ocorre a partir da ferrita na interface ferrita/austenita ou a partir dos contornos de grão da fase ferrita quando o aço é exposto a temperaturas de 600 a 1000°C. Além disso, uma pequena porcentagem de fase chi (x) também é propensa a se precipitar em aços duplex ricos em Mo na faixa de temperatura de 700 a 900°C. A cinética de precipitação de fases é influenciada pela composição química da liga, pelas frações volumétricas de ferrita e austenita, deformações a frio ou a quente, entre outros aspectos. A determinação da cinética de formação de fases é determinada pela fração volumétrica de determinada fase em função do tempo, podendo ser estudada pela equação de Johnson-­ Mehl­-Avrami­-Kolmogorov (JMAK). O objetivo deste trabalho foi determinar a cinética de precipitação da fase sigma em um aço inoxidável duplex 2205 durante tratamentos térmicos a 700, 750 e 800°C, através de caracterização microestrutural por ferritoscopia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, análise de Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios­x (EDS) e difração de raios­x, revelando as microestruturas presentes após os tratamentos térmicos, bem como estudar a relação entre a dureza do material e a precipitação da fase sigma através de determinação da dureza Vickers para todas as amostras.
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Entretanto, há a possibilidade de que fases intermetálicas se precipitem nos aços duplex, como por exemplo, a fase sigma e a fase chi. A quantidade de fases precipitadas no material está relacionada à composição química da liga e a taxa de resfriamento, entre outros aspectos. A fase sigma é prejudicial às propriedades do aço, já que diminui sua tenacidade e sua resistência à corrosão, e por isso, é a principal fase intermetálica de interesse, já que é a maior causadora de fragilização. A precipitação da fase sigma ocorre a partir da ferrita na interface ferrita/austenita ou a partir dos contornos de grão da fase ferrita quando o aço é exposto a temperaturas de 600 a 1000°C. Além disso, uma pequena porcentagem de fase chi (x) também é propensa a se precipitar em aços duplex ricos em Mo na faixa de temperatura de 700 a 900°C. 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O objetivo deste trabalho foi determinar a cinética de precipitação da fase sigma em um aço inoxidável duplex 2205 durante tratamentos térmicos a 700, 750 e 800°C, através de caracterização microestrutural por ferritoscopia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, análise de Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios­x (EDS) e difração de raios­x, revelando as microestruturas presentes após os tratamentos térmicos, bem como estudar a relação entre a dureza do material e a precipitação da fase sigma através de determinação da dureza Vickers para todas as amostras.The duplex steels are composed of austenite and ferrite phases in approximately equal proportions and arose from the need to combine the qualities of these steels. The exact ratio between austenite and ferrite is determined by the chemical composition and heat treatment imposed on steel. However, there is a possibility that intermetallic phases to precipitate in duplex steels, as for example sigma phase, and chi phase. The amount of precipitated phases in the material is related to the chemical composition of the alloy, the cooling rate, among other things. The sigma phase is detrimental to the properties of steel as it decreases its toughness and its resistance to corrosion, and therefore the primary intermetallic phase is of interest since it is the leading cause of embrittlement. The precipitation of sigma phase occurs at the interface of the ferrite starting ferrite / austenite or from grain boundaries of ferrite phase when the steel is exposed to temperatures of 600 ° to 1000 ° C. In addition, a small percentage of Chi phase (x) is also prone to precipitate in duplex steels rich in Mo in the temperature range of 700 ° to 900 ° C. The kinetics of precipitation phase is influenced by the chemical composition of the alloy, the volume fraction of ferrite and austenite, deformations cold or hot, among others. The determination of the kinetics of formation of phases is determined by the particular phase volume fraction versus time, and can be studied by equation Johnson-­Mehl­-Avrami­-Kolmogorov (JMAK). The objective of this study was to determine the kinetics of sigma phase precipitation in a 2205 duplex stainless steel during heat treatments at 700, 750 and 800 ° C, through microstructural characterization by ferritoscope, optical microscopy, scanning electron microscopy, Energy Dispersive X­ray Detector (EDS) analysis and x­ray diffraction, showing the microstructures present after the thermal treatment, and study the relationship between the hardness and the precipitation of sigma phase through determination of the Vickers hardness for all samples134 p.CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessEstudo da cinética de formação da fase sigma em aço inoxidável duplex 2205info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisAço inoxidável duplexFase sigmaCinéticaDurezaEngenharia MetalúrgicaProcessamento e caracterização de materiaisAço inoxidávelCinéticaDurezaProdução IntelectualDuplex stainless steelSigma phaseKineticsHardnessMestrado acadêmicoUniversidade Federal FluminenseEscola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta RedondaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica2013Volta Redonda, RJporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFFORIGINALDissertação_CarolinaVianna.pdfDissertação_CarolinaVianna.pdfapplication/pdf6632908https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/26668/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_CarolinaVianna.pdff6acf41ab948dc676681476f66bc9e2eMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/26668/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD521/266682022-11-08 13:17:21.606oai:app.uff.br:1/26668TElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEKCkNvbSBhIGFwcmVzZW50YcOnw6NvIGRlc3RhIGxpY2Vuw6dhLCB2b2PDqiAobyBhdXRvciAoZXMpIG91IG8gdGl0dWxhciBkb3MgZGlyZWl0b3MgZGUgYXV0b3IpIGNvbmNlZGUgYW8gUmVwb3NpdMOzcmlvIApJbnN0aXR1Y2lvbmFsIG8gZGlyZWl0byBuw6NvLWV4Y2x1c2l2byBkZSByZXByb2R1emlyLCAgdHJhZHV6aXIgKGNvbmZvcm1lIGRlZmluaWRvIGFiYWl4byksIGUvb3UgZGlzdHJpYnVpciBhIApzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIChpbmNsdWluZG8gbyByZXN1bW8pIHBvciB0b2RvIG8gbXVuZG8gbm8gZm9ybWF0byBpbXByZXNzbyBlIGVsZXRyw7RuaWNvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIApmb3JtYXRvcyDDoXVkaW8gb3UgdsOtZGVvLgoKVm9jw6ogY29uY29yZGEgcXVlIG8gRGVwb3NpdGEgcG9kZSwgc2VtIGFsdGVyYXIgbyBjb250ZcO6ZG8sIHRyYW5zcG9yIGEgc3VhIHB1YmxpY2HDp8OjbyBwYXJhIHF1YWxxdWVyIG1laW8gb3UgZm9ybWF0byAKcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiB0YW1iw6ltIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBvIERlcG9zaXRhIHBvZGUgbWFudGVyIG1haXMgZGUgdW1hIGPDs3BpYSBkZSBzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrLXVwIAplIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gw6kgb3JpZ2luYWwgZSBxdWUgdm9jw6ogdGVtIG8gcG9kZXIgZGUgY29uY2VkZXIgb3MgZGlyZWl0b3MgY29udGlkb3MgbmVzdGEgbGljZW7Dp2EuIApWb2PDqiB0YW1iw6ltIGRlY2xhcmEgcXVlIG8gZGVww7NzaXRvIGRhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gbsOjbywgcXVlIHNlamEgZGUgc2V1IGNvbmhlY2ltZW50bywgaW5mcmluZ2UgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgCmRlIG5pbmd1w6ltLgoKQ2FzbyBhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gY29udGVuaGEgbWF0ZXJpYWwgcXVlIHZvY8OqIG7Do28gcG9zc3VpIGEgdGl0dWxhcmlkYWRlIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcywgdm9jw6ogZGVjbGFyYSBxdWUgCm9idGV2ZSBhIHBlcm1pc3PDo28gaXJyZXN0cml0YSBkbyBkZXRlbnRvciBkb3MgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgcGFyYSBjb25jZWRlciBhbyBEZXBvc2l0YSBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgCm5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLCBlIHF1ZSBlc3NlIG1hdGVyaWFsIGRlIHByb3ByaWVkYWRlIGRlIHRlcmNlaXJvcyBlc3TDoSBjbGFyYW1lbnRlIGlkZW50aWZpY2FkbyBlIHJlY29uaGVjaWRvIG5vIHRleHRvIApvdSBubyBjb250ZcO6ZG8gZGEgcHVibGljYcOnw6NvIG9yYSBkZXBvc2l0YWRhLgoKQ0FTTyBBIFBVQkxJQ0HDh8ODTyBPUkEgREVQT1NJVEFEQSBURU5IQSBTSURPIFJFU1VMVEFETyBERSBVTSBQQVRST0PDjU5JTyBPVSBBUE9JTyBERSBVTUEgQUfDik5DSUEgREUgRk9NRU5UTyBPVSBPVVRSTyAKT1JHQU5JU01PLCBWT0PDiiBERUNMQVJBIFFVRSBSRVNQRUlUT1UgVE9ET1MgRSBRVUFJU1FVRVIgRElSRUlUT1MgREUgUkVWSVPDg08gQ09NTyBUQU1Cw4lNIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0HDh8OVRVMgCkVYSUdJREFTIFBPUiBDT05UUkFUTyBPVSBBQ09SRE8uCgpPIERlcG9zaXRhIHNlIGNvbXByb21ldGUgYSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8gc2V1IG5vbWUgKHMpIG91IG8ocykgbm9tZShzKSBkbyhzKSBkZXRlbnRvcihlcykgZG9zIGRpcmVpdG9zIAphdXRvcmFpcyBkYSBwdWJsaWNhw6fDo28sIGUgbsOjbyBmYXLDoSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHDp8OjbywgYWzDqW0gZGFxdWVsYXMgY29uY2VkaWRhcyBwb3IgZXN0YSBsaWNlbsOnYS4KRepositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202022-11-08T16:17:21Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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