Caracterização da resistência à corrosão dos aços inoxidáveis UNS S2304 e UNS S2205 soldados pelo método GTAW-DF utilizados na indústria alimentícia
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-30102025-114729/ |
Resumo: | Os aços inoxidáveis duplex (AID) são materiais que possuem alta aplicabilidade devido as suas propriedades, como resistência mecânica, à corrosão e boa soldabilidade. Sua alta resistência à corrosão permite aos AID serem utilizados em áreas industriais de alta assepsia, como a indústria farmacêutica, de alimentos, e em indústrias suco cítricas, como tanques de estocagem. No caso deste estudo, foi utilizado o processo de soldagem a arco com proteção gasosa e eletrodo de tungstênio-dupla fusão (GTAW-DF) em dois graus de AID, sendo eles: UNS S32205 e UNS S32304, e o ER 2209, como metal de adição. A dupla fusão do processo de soldagem GTAW-DF permite a junção de chapas grossas, onde ocorre a soldagem de topo e raiz dos materiais. Devido às altas temperaturas durante o processo de soldagem, as microestruturas dos materiais são modificadas, diminuindo, portanto, sua resistência à corrosão. Neste estudo, foi realizada a investigação da resistência à corrosão dos AID UNS S32205 e UNS S32304 soldados por GTAW-DF em meio de 3,5% (em massa) de NaCl e também em solução contendo ácido cítrico. Duas condições de soldagem distintas foram analisadas, variando sua corrente, velocidade, aporte térmico e tensão. Ambos foram estudados quanto a resistência à corrosão, microestrutura e microdureza. Medidas de microdureza obtidas da seção transversal identificaram diferenças entre as zonas. A caracterização da resistência à corrosão foi realizada por ensaios eletroquímicos, sendo eles polarização potenciodinâmica em gota séssil e reativação potenciodinâmica eletroquímica de ciclo duplo (DL-EPR). A região de maior atividade eletroquímica nas ligas soldadas e não soldadas foi a ZTA do UNS S32304, devido à sua composição química e influência da microestrutura devido ao processo de soldagem. Dentre as duas condições de soldagem, a que apresentou melhor resistência à corrosão foi correspondente a maior velocidade, tensão e corrente. |
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Caracterização da resistência à corrosão dos aços inoxidáveis UNS S2304 e UNS S2205 soldados pelo método GTAW-DF utilizados na indústria alimentíciaCorrosion resistance characterization of UNS S2304 and UNS S2205 stainless steels welded by the GTAW-DF method used in the food industrycorrosãocorrosionGTAW-DFGTAW-DFsoldagemUNS S32205UNS S32205UNS S32304UNS S32304weldingOs aços inoxidáveis duplex (AID) são materiais que possuem alta aplicabilidade devido as suas propriedades, como resistência mecânica, à corrosão e boa soldabilidade. Sua alta resistência à corrosão permite aos AID serem utilizados em áreas industriais de alta assepsia, como a indústria farmacêutica, de alimentos, e em indústrias suco cítricas, como tanques de estocagem. No caso deste estudo, foi utilizado o processo de soldagem a arco com proteção gasosa e eletrodo de tungstênio-dupla fusão (GTAW-DF) em dois graus de AID, sendo eles: UNS S32205 e UNS S32304, e o ER 2209, como metal de adição. A dupla fusão do processo de soldagem GTAW-DF permite a junção de chapas grossas, onde ocorre a soldagem de topo e raiz dos materiais. Devido às altas temperaturas durante o processo de soldagem, as microestruturas dos materiais são modificadas, diminuindo, portanto, sua resistência à corrosão. Neste estudo, foi realizada a investigação da resistência à corrosão dos AID UNS S32205 e UNS S32304 soldados por GTAW-DF em meio de 3,5% (em massa) de NaCl e também em solução contendo ácido cítrico. Duas condições de soldagem distintas foram analisadas, variando sua corrente, velocidade, aporte térmico e tensão. Ambos foram estudados quanto a resistência à corrosão, microestrutura e microdureza. Medidas de microdureza obtidas da seção transversal identificaram diferenças entre as zonas. A caracterização da resistência à corrosão foi realizada por ensaios eletroquímicos, sendo eles polarização potenciodinâmica em gota séssil e reativação potenciodinâmica eletroquímica de ciclo duplo (DL-EPR). A região de maior atividade eletroquímica nas ligas soldadas e não soldadas foi a ZTA do UNS S32304, devido à sua composição química e influência da microestrutura devido ao processo de soldagem. Dentre as duas condições de soldagem, a que apresentou melhor resistência à corrosão foi correspondente a maior velocidade, tensão e corrente.Duplex stainless steels (DSS) are materials with high applicability due to their properties, such as mechanical strength, corrosion resistance, and good weldability. Their high corrosion resistance allows DSS to be used in industrial areas requiring high asepsis, such as the pharmaceutical and food industries, as well as in citrus juice industries, for example, in storage tanks. In this study, the gas tungsten arc welding double-fusion (GTAW-DF) process was applied to two DSS grades, UNS S32205 and UNS S32304, using ER 2209 as the filler metal. The double-fusion feature of the GTAW-DF process allows the joining of thick plates by welding both the top and root sides of the materials. Due to the high temperatures involved in the welding process, the microstructures of the materials are altered, which may reduce their corrosion resistance. In this study, the corrosion resistance of GTAW-DF welded DSS UNS S32205 and UNS S32304 was investigated in 3.5 wt.% NaCl solution and in a solution containing citric acid. Two distinct welding conditions were analyzed, varying current, travel speed, heat input, and voltage. Both conditions were studied in terms of corrosion resistance, microstructure, and microhardness. Microhardness measurements obtained from the cross-section revealed differences among the zones. Corrosion resistance characterization was performed through electrochemical tests, namely sessile drop potentiodynamic polarization and double-loop electrochemical potentiokinetic reactivation (DL-EPR). The region with the highest electrochemical activity in both welded and unwelded alloys was the HAZ of UNS S32304, due to its chemical composition and microstructural changes induced by welding. Among the two welding conditions, the one with higher travel speed, voltage, and current exhibited the best corrosion resistance.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCosta, IsoldaViveiros, Bárbara Victoria Gonçalves de2025-07-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-30102025-114729/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-11-05T19:22:02Zoai:teses.usp.br:tde-30102025-114729Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-11-05T19:22:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Caracterização da resistência à corrosão dos aços inoxidáveis UNS S2304 e UNS S2205 soldados pelo método GTAW-DF utilizados na indústria alimentícia Viveiros, Bárbara Victoria Gonçalves de corrosão corrosion GTAW-DF GTAW-DF soldagem UNS S32205 UNS S32205 UNS S32304 UNS S32304 welding |
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