[pt] Aços inoxidáveis duplex são constituídos de matriz austeno-ferrítica e denominados AID s. A presença simultânea das fases austenita e ferrita em proporções similares faz com que esse aço apresente excelente combinação de propriedades como, elevada resistência à corrosão e altos valores de resistência mecânica. As melhores propriedades são atingidas quando é obtido um balanço apropriado de austenita e ferrita, sem a presença de fases deletérias. No entanto, devido ao alto teor de elementos de liga presente na composição química, os aços duplex apresentam um comportamento complexo de transformação e precipitação de fases. Durante a soldagem destes aços estas transformações de fase são influenciadas pela taxa de resfria mento imposta pelos ciclos térmicos associados ao aporte de calor. O objetivo deste trabalho foi avaliar as transformações microestruturais e como estas influenciam as propriedades mecânicas, em função de diferentes taxas de resfriamento a partir de diferentes temperaturas de solubilização, para o aço inoxidável duplex da classe UNS S31803. Foi realizada solubilização em quatro diferentes temperaturas (1000, 1100, 1200 e 1300 graus Celsius) seguido de resfriamento em diferentes meios tais como água gelada, água na temperatura ambiente e óleo, os quais forneceram taxas de resfriamento partindo de 228, 98 e 62 graus Celsius/s, respectivamente. Foi observado que o aço UNS S31803 em estudo apresentou limite de escoamento, dureza e limite de resistência em acordo com na norma ASTM A240-2015 para todas as condições estudadas. Verificou-se ainda, que a variação da fração volumétrica de fases foi mais significativa para as temperaturas de solubilização a 1200 e 1300 graus celsius, independente da taxa de resfriamento aplicada, a qual se refletiu nas propriedades mecânicas do aço. / [en] Stainless steels constituted of austenitic-ferritic matrix are called duplex stainless steels (DSS). The presence of ferrite and austenite phases simultaneously in similar proportion causes to DSS an excellent arrangement of properties such as high corrosion resistance and high mechanical strength values. The best properties are reached by obtaining an appropriate balance of austenite and ferrite without deleterious phases. However, due to the high presence of alloying elements in its chemical composition, the DSS has a complex behavior of transformation and precipitation phases. During the welding process the phase transformation are influenced by the cooling rate imposed by the thermal cycles associated with the heat input. The purpose of the present work is to evaluate the UNS S31803 (DSS) microstructural transformation behavior and its mechanical properties variations based on different cooling rates from different solubilization temperatures. Four different temperatures were used (1000, 1100, 1200 and 1300 Celsius degrees) followed by cooling in ice water, water at room temperature and oil, which provided cooling rates starting respectively from 228, 98 and 62 Celsius/s degrees. In the test results, the studied DSS proved to have satisfactory response regarding the mechanical limits specified in ASTM A240-2015 for all conditions applied. Furthermore, the variation in the fractions of phases were more significant for solubilization temperatures at 1200 and 1300 Celsius degrees, regardless of the cooling rate applied, which was reflected in the mechanical properties of the steel.

[pt] O aço inoxidável hiper duplex UNS S33207 é utilizado na indústria de óleo e gás para operações de poços em águas ultraprofundas devido às suas excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Aços inoxidáveis duplex quando submetidos a ciclos térmicos que atingem temperaturas próximas à temperatura de ferritização seguido de resfriamento rápido, apresentam matriz ferrítica e diferentes morfologias de austenita, como Widmanstätten, alotriomórfica e intragranular, além da precipitação de nitretos de cromo. É importante destacar que no caso de aços inoxidáveis duplex, entre os elementos químicos presentes em solução sólida, o nitrogênio possui extrema importância na formação da fase austenítica. Sendo também responsável pela alta resistência à nucleação de pites. Portanto as atmosferas nas quais são realizados os tratamentos térmicos ou quando ciclos térmicos são aplicados a estes aços, podem ter efeito sobre a dessorção ou absorção de nitrogênio, influenciando assim a resistência à corrosão. Nesta dissertação foi analisado o aço hiper duplex UNS S33207 tanto na condição de como recebido, assim como tratado termicamente nas temperaturas de 1380 graus Celsius e 1390 graus Celsius em quatro atmosferas diferentes: ar atmosférico, argônio, nitrogênio e argônio com 5% de nitrogênio. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia ótica, e eletrônica de varredura (MEV) além de difração de elétrons retro-espalhados (EBSD). Foram também realizados ensaios de dureza, microdureza e teste de corrosão de acordo com a norma ASTM G48. Após o tratamento térmico o balanço entre as fases ferrita e austenita se alterou. Devido à alta taxa de resfriamento, a fase ferrítica se tornou mais abundante na condição de termicamente tratada. A influência das atmosferas se mostrou mais evidente em relação a austenita não dissolvida após o tratamento térmico. As amostras tratadas com atmosferas de nitrogênio apresentaram maior percentual de austenita não dissolvida do que as amostras tratadas em ar atmosférico ou mesmo em argônio puro, estas últimas apresentaram menor percentual de austenita não dissolvida. O teste de corrosão ASTM G48 indicou maior perda de massa nas amostras tratadas termicamente. Dentre estas condições, as que tiveram influência das atmosferas contendo nitrogênio apresentaram melhor resistência a corrosão. Os pites em todas as amostras iniciaram na interface gama /delta com propagação para o interior dos grãos ferríticos. O objetivo principal desta dissertação é correlacionar a influência de diferentes atmosferas na porcentagem das fases transformadas em função tratamentos térmicos nas propriedades de corrosão. / [en] Hyper duplex stainless steel UNS S33207 is used in the oil and gas industry in ultra-deep well operations due to its excellent mechanical properties and corrosion resistance. When stainless steels are subjected to thermal cycles reaching temperatures close to the ferritization temperature, then followed by fast cooling, the microstructure transforms. The ferritic matrix and different austenite morphologies will occur during cooling, such as Widmanstatten, allotriomorphic, and intragranular, in addition to chromium nitride precipitation. It is essential to highlight that for duplex stainless steels, among the chemical elements in solid solution, nitrogen is vital in the austenitic phase precipitation. It is also responsible for the pitting corrosion resistance. Therefore, the atmospheres in which heat treatments are carried out or when thermal cycles are applied to these steels can affect nitrogen desorption or absorption, thus influencing corrosion resistance. In this dissertation, UNS S33207 hyper duplex stainless steel was analyzed in the asreceived condition and as heat-treated at 1380 Celsius degrees and 1390 Celsius degrees in four different atmospheres: atmospheric air, argon, nitrogen and a mixture of argon and 5 percent nitrogen. Microstructural characterization was performed by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) in addition to electron backscatter diffraction (EBSD). Hardness, microhardness, and ASTM G48 corrosion tests were also performed. After the heat treatment, the balance between the ferrite and austenite phases changed. Due to the fast cooling rate, the ferritic phase became more abundant in the heat-treated condition. The atmosphere influence was more evident on the primary austenite after the heat treatment. The samples heat treated with nitrogen atmospheres presented a higher percentage of primary austenite than the samples heat-treated in atmospheric air, or even in pure argon, the latter gave the lowest fraction of remaining austenite. The ASTM G48 corrosion test indicated a more significant mass loss in the heat-treated samples. Among these samples, those that were heat-treated in atmospheres containing nitrogen presented better corrosion resistance. The pitting in all samples nucleated at the gama / delta interface. The pitting then propagated into the ferritic grains. This dissertation main objective is to correlate the influence of the different atmospheres on the percentage of phases transformed as a function of heat treatments and the effect on corrosion properties.

[pt] O processo de galvanização por imersão a quente é uma técnica industrial largamente utilizada para proteger componentes de aço expostos à corrosão ambiental. Este processo envolve reações complexas, cujos mecanismos ainda são motivo de debate. A boa performance do revestimento está diretamente relacionada com as fases intermetálicas presentes no revestimento final. Assim, o entendimento do mecanismo de nucleação e crescimento das fases durante a etapa de tratamento térmico contribui para a melhoria do processo, principalmente para redução de custos e desenvolvimento de novos produtos. No presente trabalho, a técnica MAXIM (Materials X-rays Imaging) foi utilizada para identificar as fases presentes em amostras galvanizadas submetidas a diferentes tratamentos. Um difratômetro equipado com um sistema de colimação e detecção formado por uma placa contendo microcanais (Micro-Channel Plate, MCP) situada em frente à uma câmera CCD, permite a obtenção de uma imagem de raios-X. Com esta técnica pode-se identificar a origem posicional do feixe difratado com resolução de cerca de 12mm. Foram realizados dois tipos de experimentos: (1) experimentos, à temperatura ambiente, que consistiam na observação de amostras galvanizadas previamente tratadas (2) experimentos de tratamento térmico in situ, onde a evolução das fases pode ser acompanhada em tempo real. Pode- se concluir que a técnica MAXIM, acoplada ao forno de tratamento térmico in situ, é um método eficiente de observar a distribuição e evolução das fases presentes nas amostras galvanizadas e galvannealed. Este técnica é sensível o suficiente para detectar a evolução das fases com boa resolução espacial. / [en] Galvannealing is an important commercial processing technique used to protect steel components exposed to corrosive environments. This process involves a number of complex reactions and their precise mechanisms are still a matter of debate. The good performance of the coating is closely related to the Fe-Zn intermetallic phases present in the coating. The understanding of the mechanisms for phase nucleation and growth during the galvannealing process is, therefore, essential to help improving current processes, mainly for cost reduction and new products development. In the present study, the MAXIM (MAterials Xrays Imaging) technique was used to identify the phases present in previously galvanized steel samples subjected to different annealing conditions. A diffractometer equipped with a novel imaging system comprising a micro-channel plate (MCP) in front of a CCD detector was used. This setup allows positionresolved X-ray diffraction investigation of materials, with a resolution of 12mm. The experiments involved two sets of conditions; (1) experiments based on the observation, at room temperature, of previously galvannealed samples. (2) in-situ annealing experiments, where the phase evolution was recorded in real time. It can be concluded that MAXIM, coupled to in-situ annealing, provides a useful method for observing the phase evolution and distribution in galvanized/galvannealed samples. The method is sensitive enough to detect the time/temperature evolution of these phases, with good spatial resolution.

[pt] Este trabalho teve como objetivo comparar as diferentes influências que aditivos e tratamentos térmicos têm sobre as propriedades ópticas e elétricas de filmes finos semicondutores formados por polímeros contendo principalmente bitiofenos e fluorenos. Os polímeros contendo tiofenos em sequência, como o poli[(9,9-dioctilfluorenil-2,7-diil)co-bitiofeno] (F8T2), apresentam conformações cis e trans dependente da posição relativa dos átomos de enxofre, tendo suas propriedades alteradas de acordo com a proporção entre os domínios de ambas as conformações em um mesmo filme. Os átomos de iodo presentes no aditivo 1,8- diiodooctano são tidos como uma possível forma de alterar os agregados nesse polímero e, consequentemente, alterar as propriedades físicas do filme formado. Para aumentar o entendimento sobre os átomos diferentes de carbono e hidrogênio nos aditivos foram estudados os efeitos dos aditivos 1,8-diiodooctano, 1,8- octanoditiol e octano, que contém dois iodos, dois enxofres e não contém heteroátomos, respectivamente, em sua composição. Além disso, foi estudada a introdução do polímero PMMA (polimetilmetacrilato) de forma que alterasse a estrutura interna do filme fino e também foram estudados tratamentos térmicos em diferentes temperaturas, uma vez que parâmetros como tempo de evaporação do solvente também influenciam a formação e as propriedades do filme após seu crescimento. Outro ponto de interesse foi justamente a composição dos polímeros, para tal, foram estudados, além do F8T2, os polímeros poli(9,9-dioctilfloureno) (PFO), poli(9,9-dioctilfluoreno-cobenzotiadiazol) (F8BT) e poli(3-hexiltiofeno-2,5-diil) regiorregular (rrP3HT). Eles são formados, respectivamente, por bitiofenos e fluorenos, apenas fluorenos, fluorenos e benzotiadiazol e apenas politiofenos. Dessa forma, seria possível isolar as contribuições de cada grupo isolado e combinados com grupos que permitem ou não a mudança entre conformações. Os filmes foram depositados em substratos de vidro pela técnica de spin-coating e a caracterização foi feita com medidas de absorção, fotoluminescência e FTIR. Quando possível, foram realizadas medidas CELIV e corrente-tensão de dispositivos fotovoltaicos usando os polímeros como camada doadora de elétrons. Com este trabalho foi possível variar as intensidades dos picos de absorção e alterar o gap de energia dos polímeros. Destacando a ação do DIO, observou-se que a conformação cis do F8T2 é maximizada quando se utiliza 1 por cento do aditivo. Além disso, o DIO também aumenta a porcentagem de fase beta do PFO. Já para o P3HT, foi constatado um aumento no ordenamento do filme. / [en] This work aimed to compare the different influences that additives and heat treatments have on the properties of semiconductor thin films formed by polymers containing mainly bitiophenes and fluorenes. Polymers containing thiophenes in sequence, such as poly[(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl)co-bithiophene] (F8T2), have cis and trans conformations depending on the relative position of the sulfur atoms, having their optical and electrical properties altered according to the proportion between the domains of both conformations in the same film. The iodine atoms present in the additive 1,8-diiodooctane are considered as a possible way to change the aggregates in this polymer and, consequently, change the physical properties of the formed film. To increase the understanding of the atoms other than carbon and hydrogen in the additives, the effects of the additives 1,8-diiodooctane, 1,8- octanodithiol and octane, which contain two iodines, two sulfur and do not contain heteroatoms, respectively, were studied. In addition, the introduction of the PMMA (polymethylmethacrylate) polymer was studied in order to alter the internal structure of the thin film and, also, heat treatments at different temperatures were studied, since parameters such as solvent evaporation time and the available thermal energy also influence the formation and properties of the film after its growth. Another point of interest was precisely the composition of the polymers. For this purpose, in addition to F8T2, the polymers poly(9,9-dioctylflourene) (PFO), poly(9,9-dioctylfluorene-cobenzothiadiazole) (F8BT) and regioregular poly(3- hexylthiophene-2,5-diyl) (rrP3HT) were studied. They are formed, respectively, by bitiophenes and fluorenes, only fluorenes, fluorenes and benzothiadiazole and only polythiophenes. In this way, it would be possible to isolate the contributions of each isolated and combined groups that allow or not to change between conformations. The films were deposited on glass substrates using the spin-coating technique and the characterization was done via absorption, photoluminescence and FTIR measurements. When possible, CELIV and current-voltage measurements of photovoltaic devices were performed using the polymers as an electron donor layer. With this work it was possible to vary the intensities of the absorption peaks and to change the energy gap of the polymers. Highlighting the action of DIO, it was observed that the cis conformation of F8T2 is maximized when 1 percent of the additive is used. In addition, DIO also increases the percentage of beta phase of PFO. For P3HT, on the other hand, there was an increase in the ordering of the film.