LIMA, H. M. L. F. Efeito do tratamento térmico na passivação dos aços inoxidáveis superduplex ASTM A890 / A890M GRAU 5A e 6A. 2017. 81 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-21T12:00:41Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_hmlflima.pdf: 6605435 bytes, checksum: a5df59cade665115c9dac90f1ec584b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-21T16:00:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_hmlflima.pdf: 6605435 bytes, checksum: a5df59cade665115c9dac90f1ec584b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T16:00:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_hmlflima.pdf: 6605435 bytes, checksum: a5df59cade665115c9dac90f1ec584b0 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / The behavior of ASTM A890/A 890M GR 5A and 6A super duplex stainless steels submitted by different aging times at 475 ° C in aqueous 60,000 ppm NaCl solution has been investigated by means potentiodynamic polarization test, electrochemical impedance spectroscopy, chronoamperometry and galvanic corrosion test. At 475 °C occurs a spinodal decomposition of ferrite to chromium-rich phase, α', and iron-rich phase, α. As a result of the α' phase formation, there are fluctuations of the chromium content inside of ferrite grains, directly affecting the passivity and consequently the corrosion resistance of these alloys. In addition, the α' phase causes a progressive hardening of the material. Although the effect of the α' precipitation is known, it is important to characterize the degree of embrittlement of the material with different aging times at 475 °C by a study of its passivity properties. Thus, the parameters that will restrict their applications will be obtained. The evolution of the mechanical properties caused by α' precipitation were studied by Vickers microhardness measurements. The results showed that, the hardness of the ferrite increases significantly, whereas the hardness of austenite remains nearly constant. This result consistently suggests that the embrittlement phenomenon of the present super duplex stainless steel is presumably connected with the microstructural evolution of ferrite phase. This result also suggests an increase in precipitation kinetics of the α' phase with increasing of aging time. The electrochemical tests indicated a decrease in the stability of the passive film. / O comportamento dos aços inoxidáveis superduplex ASTM A890/A 890M grau 5A e 6A submetidos por diferentes tempos de envelhecimento a 475 °C em meio contendo 60.000 ppm de NaCl foi investigado por meio das técnicas de polarização potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, cronoamperometria e teste de corrosão galvânica. A 475 °C ocorre a decomposição da fase ferrita em uma fase rica em cromo (α') e uma fase rica em ferro (α). Como resultado da formação da fase α', ocorrem flutuações do teor de cromo no interior dos grãos de ferrita, afetando diretamente a passividade e consequentemente a resistência à corrosão dessas ligas. Além disso, a fase α' ocasiona um progressivo endurecimento do material. Embora o efeito da precipitação da alfa linha seja conhecido, é importante caracterizar o grau de fragilização do material com diferentes tempos de envelhecimento a 475 °C, por meio de um estudo de sua passividade. Dessa forma, serão obtidos os parâmetros que irão restringir suas aplicações. Adicionalmente, as variações nas propriedades mecânicas causadas pela precipitação de α', foram estudadas por meio de medidas de microdureza Vickers. Os resultados mostraram um aumento gradativo nos valores de dureza para fase ferrita, enquanto que para a austenita não foram observadas grandes variações, indicando que a fragilização do aço está relacionada ao endurecimento da fase ferrita. Esse resultado também sugere um aumento da cinética de precipitação da alfa linha com o aumento do tempo do envelhecimento. Os testes eletroquímicos indicaram uma diminuição da estabilidade do filme passivo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-29Bitstream added on 2014-06-13T20:27:51Z : No. of bitstreams: 1 000732465.pdf: 4760737 bytes, checksum: 7ffde63436c075a407c32fae439adf89 (MD5) / Este trabalho realizoua caracterização mecânica e a análise microestrutural por tríplice ataque do aço de ultra-alta resistência AISI4350,que possui médio teorde carbono ebaixa liga, e correlacionou os aspectos microestruturais com as propriedades mecânicas alcançadas. Estaanálise é fundamental para secompreenderquais das estruturas obtidasapresenta uma melhor relação de correspondência entre resistência e ductilidade/tenacidade. Destinado a aplicações aeronáuticas,este aço,após tratamentostérmicos específicos, possui umamicroestrutura complexa que podeser composta pordiferentes fraçõesvolumétricas das fases, como: ferrita, bainita, martensita, além de austenita retida. Noprocedimento experimental, uma barracilíndrica do aço AISI 4350 foiusinada por eletro-erosão a fio, ondeforam obtidos CDP’s planos, queforam submetidos aos diferentes tratamentos térmicos para formação de microestruturasmultifásicasdiversificadas. Posteriormente, foifeita a caracterização mecânica através deensaios de tração e dedurezae a análisemicroestrutural foi realizada pelouso da técnica de tríplice ataque, associada à microscopia óptica, e também por MEV. A técnicade tríplice ataque é considerada uma ferramenta valiosa por revelar e permitir quantificar todas as fases presentes, esta faz uso dos reagentes: nital 2%, solução aquosa de metabissulfito de sódio 10%e o reagente LePera. A análise das informações geradas, tornou possível avaliar a relação de correspondência entre os tratamentos térmicos aplicados, as microestruturas formadas e as propriedades mecânicas alcançadas. Observou-se que a fase martensítica tem grande contribuição para a elevação da resistência, com destaque para a estrutura bifásica ferrítica-martensítica, porém reduz a ductilidade. Os tratamentos isotérmicos para a formação de bainita (superior ou inferior)... / This work conducted to characterize mechanicalandmicrostructural analysis by triple chemical etching techniqueof the steel ultra-high strength AISI 4350, whichhas medium-carbon and low-alloy and microstructuralaspects correlated with the mechanicalproperties achieved. This analysis is essential to understandthe structures obtained which shows a better relation correspondence between strength andductility /toughness.Intended foraeronautical applications, this steelafter specific heat treatment has a complex microstructure which can becomposed of different volume fractionsof the phases, as ferrite, bainite, martensite, andretainedaustenite. Experimental procedure in an cylindrical bar of AISI 4350 steel was machined by wire electro-erosion, which were obtained CDP's plans, whichwere subjected to different heat treatmentsto form diversemultiphase microstructures.Later, was characterizedbymechanical tensile and hardness and microstructuralanalysis was performed by using triple chemical etchingtechnique,associatedwith opticalmicroscopy and alsobySEM.The triple chemical etchingtechnique isconsidered avaluable tool for revealing and quantifying allow all phases present, it makes use of reagents: nital 2%, aqueous solution of 10% sodium metabisulfite and LePera reagent. The analysis of the information generated, made it possible to evaluate the correspondence relation between the heat treatment applied, the formed microstructures and mechanical properties achieved. It was observed that the martensitic phase has great contribution to the rise of resistance, in particular the two-phase ferritic-martensitic structure, but reduces ductility. The isothermal treatments for the formation of bainite (upper or lower), with or without the presence of ferrrite, proved most advantageous in achieving high levels of resistance while maintaining a good level of ductility

O processo comumente mais utilizado para o endurecimento de superfície de aços é o tratamento térmico. Usando tratamentos térmicos convencionais, camadas endurecidas foram formadas em aço SAE 1020 e SAE 8620 pela difusão de carbono em sua superfície. A determinação da espessura endurecida em aços tradicionalmente é feita por técnicas destrutivas. Este trabalho tem como principal objetivo determinar estas espessuras de camadas endurecidas por medidas magnéticas e medições de ruído de Barkhausen (método não destrutivo). No entanto, a fim de comparação, as espessuras das camadas foram medidas por técnicas tradicionais destrutivas. Medições de ruído Barkhausen e dos laços de histerese foram feitas e, tanto o envelope RMS do pulsos de Barkhausen e transformadas rápidas de Fourier (FFT) foram obtidas a partir de cálculos numéricos. As áreas dos pulsos Barkhausen possibilitam a construção de uma curva de calibração para determinar a espessura da camada dura. A amplitude da FFT foi obtida como uma função da frequência, e foi associada com a distância a partir da superfície para cada amostra por meio da equação clássica de distância de penetração de ondas eletromagnéticas. Finalmente, um índice de potência normalizada (IPN) foi obtido e utilizado para relacionar com as espessuras endurecidas na superfície das amostras. O IPN é discutido em relação à microestrutura da camada endurecida e, neste trabalho ao núcleo de amostra. Várias amostras foram tratadas em temperaturas de nitrogênio líquido para transformar austenita retida em martensita. As medidas das propriedades magnéticas obtidas mostraram-se consistentes com o teor de aumento da microestrutura martensítica. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-07-10T16:39:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alessandra Drehmerl.pdf: 2218145 bytes, checksum: d7138e596df948f3e3ba861a349dae92 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-10T16:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alessandra Drehmerl.pdf: 2218145 bytes, checksum: d7138e596df948f3e3ba861a349dae92 (MD5) / Universidade de Caxias do Sul / The process most commonly used for surface hardening of steels is annealing. Using conventional thermal treatments, hardened layers were formed on SAE 1020 and SAE 8620 steel by diffusion of carbon into the surface. The determination of the thickness of the hardened layer in steels is traditionally done by destructive techniques. This work has as main objective a determination of the thicknesses of the hardened layers by magnetic measurements, measurements of Barkhausen noise, which is a non-destructive method. However, for comparison the thicknesses of the layers were measured by traditional destructive techniques. Barkhausen noise and hysteresis loops were measured and both the RMS Barkhausen pulse envelope and the fast Fourier transform (FFT) were obtained from numerical calculations. The areas under the Barkhausen pulses may be used for the construction of a calibration curve to determine a case depth of the hard layer. The amplitude of the FFT was obtained as a function of frequency, and has been associated with distance from the surface for each sample using the classical equation for the penetration distance of electromagnetic waves in a metal. Finally a normalized power ratio (IPN) was obtained and used for correlatation with the thickness of the surface layer of hardened samples. The IPN is discussed in this paper in relation to the microstructure of the hardened layer and the core sample. Several samples were treated at temperatures of liquid nitrogen to transform retained austenite into martensite. Measurements of magnetic properties were consistent with an increase in the martensite content of the microstructure.

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Cristina de Carvalho Ares Elisei / Banca: André Luis Moreira de Carvalho / Resumo: Na exploração e produção de petróleo e gás existe uma demanda crescente por aços especiais e de alta resistência. Com os campos mais fáceis e de melhor relação custo benefício já em produção, as empresas estão se movendo para exploração e produção de áreas não convencionais. O aumento da perfuração nessas áreas críticas traz um impacto direto no consumo de produtos de alta tecnologia, como tubulações fabricadas com aços de alta resistência. Para obtenção de aços de alta resistência, o mercado tem investido no desenvolvimento de aços, com progresso considerável nos processamentos térmicos e termomecânicos. Neste contexto, a martensita revenida, obtida através de têmpera e revenimento, representa uma alternativa importante, tendo em vista que esta estrutura pode aumentar a resistência, mantendo um bom nível de tenacidade. Os aços ligados ao boro são de baixo custo, boa temperabilidade e baixa dureza do material na condição após laminado, o que facilita sua conformação, e o torna um boa opção para fabricação de tubos. Com o tratamento térmico de têmpera e revenimento, há a possibilidade de obtenção de distintas propriedades mecânicas em função da variação das temperaturas de revenimento. Neste projeto, objetivou-se otimizar os parâmetros de tratamento térmico (têmpera e revenimento), para obtenção de uma microestrutura martensítica revenida, a partir de um aço de baixo carbono ligado ao boro utilizado na fabricação de tubos. Foram realizadas caracterizações mecânicas e microestruturais do material tratado termicamente em distintas faixas de temperatura. O material apresentou alta temperabilidade após têmpera, e foi possível verificar a mudança das propriedades em função das distintas temperaturas de revenimento. As características microestruturais e mecânicas (resistência à tração, limite de escoamento e ductilidade) são apresentadas neste trabalho. / Abstract: The exploration and production of oil and gas has increased its demand for special steels and high resistance steels. With the easiest, most cost-effective fields already in production, oil companies are now moving to non-traditional areas and fields that are more difficult to develop. Increased drilling in those critical environments will have a direct impact in the consumption of high-steel grade tubulars. In oder to attend this demand, the market has invested in R&D of high resistance steels, focusing on heat treatment and thermomechanical processes. In this sense, tempered martensite microstructure represents a good steel design alternative, since that microstructure can increase steel resistance maintaining its toughness properties. Boron bearing steels are low cost, have excellent hardenability and low hardness on the as-rolled condition, which makes it a good alternative for pipe manufacturing. This characteristic has put the tempered martensite as one of the microstructures with high potential in terms of utilization for pipe manufacturing. The quench and tempering heat treatments gives the possibility of obtaining different mechanical properties as a result of changes in the tempering temperatures. This project aimed to optimize quench and tempering heat treatment processes in order to obtain tempered martensite microstructures utilizing a boron microalloyed steel. The material presented high hardenability after quenching and it was verified mechanical properties changes after tempering at different temperatures. The microstructural characteristics and mechanical properties (tensile strength, yield strength and ductility) are presented in this work. / Mestre

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Herman Jacobus Cornelis Voorwlad / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Resumo: Foram caracterizados os comportamentos eletroquímicos e avaliadas as resistências à corrosão das ligas aeronáuticas 2024-T351 e 7050-T7451 em soluções aquosas de cloreto contendo cromato, molibdato e tungstato. Foram realizados ensaios de corrosão não-eletroquímicos de imersão prolongada acompanhados de análise metalográfica de superfície por microscopia óptica e identificação dos produtos de corrosão por difratometria de raios-X. A análise quantitativa de superfícies das ligas após a imersão, indica que os pites formados têm áreas médias similares. Os pites são mais largos do que profundos e de geometria, predominantemente, cônica ou quase-cônica e irregular. Em todos os produtos de corrosão de cada liga foi encontrado hidróxido de alumínio, em suas diferentes formas cristalinas. Medidas de perda de dureza, como uma conseqüência da deterioração superficial, também foram determinadas. Além disso, ensaios eletroquímicos como medidas de potencial em circuito aberto, curvas de polarização e voltametria cíclica complementaram este estudo. Em meio aerado os resultados obtidos mediante medidas eletroquímicas são consistentes com aqueles obtidos nos ensaios de imersão, em particular o efeito do CrO42- e do MoO42-. O WO42- mostrou-se agressivo em períodos prolongados de imersão. Apesar dos ensaios revelarem uma redução parcial de MoO42- em ambas as ligas, o efeito desse oxi-ânion parece ser diferente sobre cada liga. Em meio desaerado as ligas apresentam passivação em todos os eletrólitos. A adição dos oxi-ânions não modificou significativamente o potencial de pite para a liga 7050, enquanto que para a liga 2024 ele foi deslocado levemente para valores mais positivos. / Abstract: It has been characterized the electrochemical behavior and evaluated the 2024-T351 and 7050-T7451 aircraft alloys corrosion resistance in chloride aqueous solutions containing chromate, molybdate and tungstate. It has been carried out non-electrochemical long immersion corrosion testings accompanied by surface metalography analysis achieved by light microscopy and corrosion products identification by X-ray difratometry. Surfaces quantitative analysis upon the alloys after immersion, indicates that formed pits have similar average area. Pits are widther than deeper and own predominantly a conical or quasi-conical and irregular geometry. In all corrosion products of each alloy it has been found aluminum hydroxide in its different crystalline ways. Hardness loss measurements have also been determined. In addition, electrochemical testings such as open circuit potential measures, polarization curves and cyclical voltammetry have completed this study. In aerated means the obtained results before electrochemical mesurements are similar to those obtained in the immersion tests, in particular CrO42- and MoO42- effects. WO42- has been found to be aggressive in very long immersion period. Though tests display a MoO42- partial reduction in both alloys, this oxi-anion effect seems to be different upon each alloy. In de-aerated means alloys present passivation in all eletrolytes. Oxi-anion addition has not changed significantly pit potential for 7050 alloy, while for 2024 alloy it has been dislocated, slightly, for more positive values. / Mestre

Orientador: Antonio Jorge Abdalla / Co-orientador: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Cristina de carvalho Ares Elisei / Resumo: Este trabalho realizoua caracterização mecânica e a análise microestrutural por tríplice ataque do aço de ultra-alta resistência AISI4350,que possui médio teorde carbono ebaixa liga, e correlacionou os aspectos microestruturais com as propriedades mecânicas alcançadas. Estaanálise é fundamental para secompreenderquais das estruturas obtidasapresenta uma melhor relação de correspondência entre resistência e ductilidade/tenacidade. Destinado a aplicações aeronáuticas,este aço,após tratamentostérmicos específicos, possui umamicroestrutura complexa que podeser composta pordiferentes fraçõesvolumétricas das fases, como: ferrita, bainita, martensita, além de austenita retida. Noprocedimento experimental, uma barracilíndrica do aço AISI 4350 foiusinada por eletro-erosão a fio, ondeforam obtidos CDP's planos, queforam submetidos aos diferentes tratamentos térmicos para formação de microestruturasmultifásicasdiversificadas. Posteriormente, foifeita a caracterização mecânica através deensaios de tração e dedurezae a análisemicroestrutural foi realizada pelouso da técnica de tríplice ataque, associada à microscopia óptica, e também por MEV. A técnicade tríplice ataque é considerada uma ferramenta valiosa por revelar e permitir quantificar todas as fases presentes, esta faz uso dos reagentes: nital 2%, solução aquosa de metabissulfito de sódio 10%e o reagente LePera. A análise das informações geradas, tornou possível avaliar a relação de correspondência entre os tratamentos térmicos aplicados, as microestruturas formadas e as propriedades mecânicas alcançadas. Observou-se que a fase martensítica tem grande contribuição para a elevação da resistência, com destaque para a estrutura bifásica ferrítica-martensítica, porém reduz a ductilidade. Os tratamentos isotérmicos para a formação de bainita (superior ou inferior)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work conducted to characterize mechanicalandmicrostructural analysis by triple chemical etching techniqueof the steel ultra-high strength AISI 4350, whichhas medium-carbon and low-alloy and microstructuralaspects correlated with the mechanicalproperties achieved. This analysis is essential to understandthe structures obtained which shows a better relation correspondence between strength andductility /toughness.Intended foraeronautical applications, this steelafter specific heat treatment has a complex microstructure which can becomposed of different volume fractionsof the phases, as ferrite, bainite, martensite, andretainedaustenite. Experimental procedure in an cylindrical bar of AISI 4350 steel was machined by wire electro-erosion, which were obtained CDP's plans, whichwere subjected to different heat treatmentsto form diversemultiphase microstructures.Later, was characterizedbymechanical tensile and hardness and microstructuralanalysis was performed by using triple chemical etchingtechnique,associatedwith opticalmicroscopy and alsobySEM.The triple chemical etchingtechnique isconsidered avaluable tool for revealing and quantifying allow all phases present, it makes use of reagents: nital 2%, aqueous solution of 10% sodium metabisulfite and LePera reagent. The analysis of the information generated, made it possible to evaluate the correspondence relation between the heat treatment applied, the formed microstructures and mechanical properties achieved. It was observed that the martensitic phase has great contribution to the rise of resistance, in particular the two-phase ferritic-martensitic structure, but reduces ductility. The isothermal treatments for the formation of bainite (upper or lower), with or without the presence of ferrrite, proved most advantageous in achieving high levels of resistance while maintaining a good level of ductility / Doutor

Em 2012 foram gastos em torno de 80 bilhões de dólares com problemas relacionados à corrosão de materiais metálicos, entre eles custos diretos e indiretos em manutenções corretivas e preventivas. Esse elevado valor evidencia a importância de se trabalhar na proteção contra a corrosão. Há diversas maneiras de se mitigar os danos causados pelo fenômeno da corrosão em materiais metálicos, sendo uma delas o pré-tratamento dessas superfícies com camadas de conversão. O objetivo do presente trabalho é estudar o comportamento de um dos materiais mais utilizados na indústria automobilística, o aço galvannealed, depois de submetido a um pré-tratamento de superfície baseado na aplicação de um filme fino de sulfossilano seguido de pintura com tintas industriais. O desempenho do filme de silano foi comparado a um dos processos de pré-tratamento mais usuais do mercado brasileiro, que é a fosfatização. Após o desengraxe e limpeza do substrato com solução alcalina, o mesmo foi imerso por 15 minutos em uma solução de água e álcool (50/50 m/m) contendo 3% do silano bis-1,2-[trietoxisililpropil] tetrasulfeto (BTESPT), aditivada com 50 ppm de íons de Ce (IV). Depois de curar por 40 minutos a 150°C, obteve-se o filme de sulfossilano. Após o preparo dos corpos de prova com a aplicação do pré-tratamento, foi aplicada uma camada de revestimento orgânico tinta de fundo alquídica e tinta epóxi base água e o sistema secou ao ar por 15 dias. A avaliação desses sistemas teve como base testes eletroquímicos para avaliação de desempenho do filme e do revestimento orgânico, como as medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica. Também foram feitos ensaios acelerados de corrosão com exposição dos corpos de prova recobertos em câmara de névoa salina (salt spray test) e imersão em água deionizada, além de medidas de aderência e flexibilidade dos revestimentos aplicados. Os resultados obtidos permitem afirmar que o filme de silano produzido a partir de BTESPT aditivado com íons de Ce (IV), aplicado sobre aço galvannealed, confere excelente proteção contra corrosão, mesmo quando comparado ao pré-tratamento mais comum de mercado a fosfatização tendo apresentado bom desempenho em todos os testes realizados, com destaque para os ensaios de impedância eletroquímica, exposição à névoa salina e imersão em água deionizada. / In 2012 around 80 billion dollars were spent with matters related to corrosion, including direct and indirect costs regarding corrective and preventive maintenance. The amount spent highlights the importance of working on the protection against corrosion. There are several ways to mitigate the damage caused by corrosion phenomenum in metals; one of them is the surface pretreatment with conversion layers. The objective of the present work is to study the behavior of galvannealed steel, one of the most used materials in automotive industry, after being pretreated with a thin layer of sulfursilane and coated with industrial paints. The performance of the silane film was compared to one of the most usual pretreatments in place, which is phosphatizing. After degreasing and cleaning the substrate with alkaline solution, the specimen was immersed for 15 minutes in a water/alcohol solution (50/50 w/w) containing 3% of bis-1,2-[triethoxysilylpropyl]tetrasulfide (BTESPT), dopped with 50 ppm of Ce (IV) ions. After curing for 40 minutes at 150ºC, the sulforsilane film was obtained. The organic coatings alkyd primer and waterborne epoxy coatings were applied over the silane and phosphate pretreatments and the systems dried for 15 days. Electrochemical impedance spectroscopy was used to evaluate the performance of the pretreatment layers combined with organic coatings. Accelerated corrosion tests, such as salt spray test and immersion in deionized water, were also performed, along with physical tests like adhesion and flexibility. Based on the results, it is possible to affirm that the silane thin film obtained from BTESPT dopped with Ce (IV) ions and applied over galvannealed steel offers excellent protection against corrosion, even if compared to the most common pretreatment currently in place phosphate conversion layer. It performed well in all tests carried out, especially the electrochemical impedance spectroscopy, salt spray test and immersion in deionized water.

O processo comumente mais utilizado para o endurecimento de superfície de aços é o tratamento térmico. Usando tratamentos térmicos convencionais, camadas endurecidas foram formadas em aço SAE 1020 e SAE 8620 pela difusão de carbono em sua superfície. A determinação da espessura endurecida em aços tradicionalmente é feita por técnicas destrutivas. Este trabalho tem como principal objetivo determinar estas espessuras de camadas endurecidas por medidas magnéticas e medições de ruído de Barkhausen (método não destrutivo). No entanto, a fim de comparação, as espessuras das camadas foram medidas por técnicas tradicionais destrutivas. Medições de ruído Barkhausen e dos laços de histerese foram feitas e, tanto o envelope RMS do pulsos de Barkhausen e transformadas rápidas de Fourier (FFT) foram obtidas a partir de cálculos numéricos. As áreas dos pulsos Barkhausen possibilitam a construção de uma curva de calibração para determinar a espessura da camada dura. A amplitude da FFT foi obtida como uma função da frequência, e foi associada com a distância a partir da superfície para cada amostra por meio da equação clássica de distância de penetração de ondas eletromagnéticas. Finalmente, um índice de potência normalizada (IPN) foi obtido e utilizado para relacionar com as espessuras endurecidas na superfície das amostras. O IPN é discutido em relação à microestrutura da camada endurecida e, neste trabalho ao núcleo de amostra. Várias amostras foram tratadas em temperaturas de nitrogênio líquido para transformar austenita retida em martensita. As medidas das propriedades magnéticas obtidas mostraram-se consistentes com o teor de aumento da microestrutura martensítica. / Universidade de Caxias do Sul / The process most commonly used for surface hardening of steels is annealing. Using conventional thermal treatments, hardened layers were formed on SAE 1020 and SAE 8620 steel by diffusion of carbon into the surface. The determination of the thickness of the hardened layer in steels is traditionally done by destructive techniques. This work has as main objective a determination of the thicknesses of the hardened layers by magnetic measurements, measurements of Barkhausen noise, which is a non-destructive method. However, for comparison the thicknesses of the layers were measured by traditional destructive techniques. Barkhausen noise and hysteresis loops were measured and both the RMS Barkhausen pulse envelope and the fast Fourier transform (FFT) were obtained from numerical calculations. The areas under the Barkhausen pulses may be used for the construction of a calibration curve to determine a case depth of the hard layer. The amplitude of the FFT was obtained as a function of frequency, and has been associated with distance from the surface for each sample using the classical equation for the penetration distance of electromagnetic waves in a metal. Finally a normalized power ratio (IPN) was obtained and used for correlatation with the thickness of the surface layer of hardened samples. The IPN is discussed in this paper in relation to the microstructure of the hardened layer and the core sample. Several samples were treated at temperatures of liquid nitrogen to transform retained austenite into martensite. Measurements of magnetic properties were consistent with an increase in the martensite content of the microstructure.

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T06:18:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferraresi_ValtairAntonio_D.pdf: 36452481 bytes, checksum: f0dd5fa9034d7c90c94c5d97ac4c226f (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O fenômeno "Trinca de Reaquecimento" pode ocorrer em juntas soldadas de certos materiais, tanto na zona afetada pelo calor como na zona fundida, durante o Tratamento Térmico de Alívio de Tensão (TTAT) ou em serviço à elevada temperatura. Neste trabalho, foi implementado um Sistema de Medição de Emissão Acústica (SMEA) para detectar o instante de formação e propagação da trinca de reaquecimento durante ciclos de TTAT. O SMEA foi acoplado a um equipamento para o Teste de Implante Modificado que realiza simulações típicas do ciclo de TTAT aplicados em juntas soldadas. Com esta configuração foi estudada a influência da tensão de restrição, da temperatura de tratamento térmico e da taxa de aquecimento do ciclo térmico na susceptibilidade à trinca de reaquecimento, no nível de relaxação de tensão e na transição dos modos de fratura proporcionada pela trinca. Este estudo foi realizado em um aço estrutural de alta resistência e baixa liga, temperado e revenido (SAR 80T), de produção comercial. Foram realizados testes com variações do patamar de temperatura, da taxa de aquecimento e da tensão de restrição inicial, mantendo-se constante as condições de soldagem, realizadas pelo processo MAG. Verificou-se com a realização dos testes que o material de estudo apresentou uma alta susceptibilidade à trinca de reaquecimento, mesmo com variações nas condições de TTAT. A susceptibilidade à trinca de reaquecimento e a relaxação de tensão do aço em estudo não se alteraram significativamente com a variação na taxa de aquecimento. As superfícies fraturadas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde basicamente dois modos de fratura foram identificados. Para temperaturas de tratamento térmico entre 500° e 600°C foi observado o modo de Fratura Intergranular de Baixa Ductilidade (FillD), de coesão frágil, independente do nível de tensão de restrição inicial.Em mais alta temperatura (680°C) e baixo nível de tensão de restrição foi observado o modo de Fratura Intergranular de Microvazios Coalescidos (FIMC), caracterizado pela presença de pequenos "dimples" nos contornos de grãos. Desta análise conclui-se que a transição de um modo de fratura para o outro depende principalmente do patamar de temperatura do ciclo de TTAT. O SMEA mostrou-se adequado na determinação do instante de formação e propagação da trinca de reaquecimento no modo de FillD. Não foi possível detectar com clareza o instante de formação e propagação da trinca de reaquecimento no modo de FIMC / Abstract: The Reheat Cracking phenomenon can occur either in the heat affected zone or in the fusion zone during Post Weld Heat Treatment (PWHT) for stress relief as well as in high temperature operation. An Acoustic Emission Measurement System (AEMS) was used in this work to determine the instant of formation and propagation of reheat cracking during the thermal cycle. The AEMS was connected to a Modified Implant Test which is applied for simulation of thermal cycles typically used for stress-relief treatment of welded components. With this configuration, it was studied the influence of stress, heat-treatment temperatures and heating rate of the thermal cycle on the reheat cracking susceptibility,on stress relaxation and on modes of fractures. This study were developed using a high strength low alloy steel commercially produced (SAR 80T) in Brazil. Tests varying initial loads, heating rate and different heat-treatment temperatures, maintaining constant the welding conditions, were carried-out with Metal Active Gas process. The material presented high susceptibility to reheat cracking, at different conditions of PWHT. It were not observed an important effect of heating rates of thermal cycle on cracking susceptibility as much as an stress relaxation. Surface of fractures were examined by scanning electron microscopy (SEM), where basically two different modes of fracture were identified on basis of fracture appearance. For the temperature range of 500°C to 600°C, under condition of high and low stresses, a low-ductility intergranular fracture mode (brittle decohesion) was observed and fracture surfaces were characterized by almost featureless facets. At higher temperatures (680°C) and lower stresses, the fractures were slight1y more ductile and occurred by creep cavitation in the grain boundaries. Although intergranular, these fractures were basically "dimples" due to coalescence of individualcreep cavities. It was observed that fracture mode depends mainly on the temperature leveI rather than on stress range. It was also conc1udedthat the AEMS is very adequate for the purpose, where the modes fracture showed a predominance for low-ductility intergranular fracture mode. For the modes of fracture by creep cavitation were not possible determine with clarity the instant of formation and propagation of reheat cracking / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T19:44:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_TacitoBrandao_D.pdf: 11243233 bytes, checksum: 687bb0d5b9f863fa96e9f333954f9696 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Os aços inoxidáveis duplex são caracterizados por possuírem duas fases com frações aproximadamente iguais, sendo essas fases normalmente a fernta e a austenita. Nas várias aplicações do duplex, eles são mais empregados onde a resistência mecânica é de fundamental importância, como por exemplo, em vasos de pressão e tubulações. A resistência à corrosão sob tensão e à corrosão por pite desses aços são excelentes, em muitos casos superiores às dos austeníticos de custo similar. Contudo, apesar da combinação de resistência à corrosão e propriedades mecânicas, esses aços são menos apropriados que os austeníticos para aplicações acima de 250°C (devido à precipitação de fases frágeis) e abaixo de -50°C (por causa da fragilidade associada à fase ferrita). Este trabalho tem por objetivos estudar o comportamento mecânico de um aço inoxidável duplex do tipo 2205 em meio neutro, sob o ponto de vista da influência da temperatura de ensaio e da precipitação de fases frágeis. Foram feitos ensaios de tração, tenacidade à fratura, impacto, dureza e "impressão de esferas" nas temperaturas de +24°C, -20°C, -50°C e -90°C, com o material solubilizado e em cinco outras condições com crescentes frações de fases precipitadas, principalmente Sigma e Chio A fração volumétrica dessas fases variou de 0,88% a 10,7%, tendo sido obtidas por tratamentos isotérmicos. Para caracterização microestrutural do material, foram utilizadas as técnicas de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e medidas magnéticas via ferritoscópio. Com relação à resistência mecânica, obtida por meio do ensaio de tração, observou-se um aumento dessa com a diminuição da temperatura de ensaio. A precipitação de fases não influenciou os parâmetros de resistência mecânica, exceto a tensão verdadeira de fratura. Os parâmetros de dutilidade, avaliados no ensaio de tração, foram mais sensíveis à influência das fases frágeis do que à variação da temperatura. A tenacidade e a tenacidade à fratura, avaliadas pelos ensaios de impacto Charpy e CTOD, respectivamente, diminuíram com a redução da temperatura e com a precipitação das fases frágeis, tendo a precipitação maior influência. A dureza, assim como a resistência mecânica, não foi sensível à precipitação das fases fragilizantes, mas foi influenciada pela temperatura de ensaio, aumentando com o abaixamento da temperatura. Em uma análise da influência da precipitação das fases frágeis nesse material, devese dar atenção aos parâmetros de tenacidade e aos de dutilidade relacionados à região da estricção, sendo que para a influência da temperatura de ensaio, pode-se também utilizar os parâmetros de dureza e resistência mecânica. Com o ensaio de "impressão de esferas" conseguiuse estimar com boa aproximação os limites de escoamento e resistência à tração do material, para as diversas condições microestruturais e temperaturas de ensaio. Em relação aos mecanismos de fratura, observou-se a fratura do tipo alveolar com tendência para clivagem pelo abaixamento da temperatura ou aumento da porcentagem de fases frágeis. O fenômeno das separações também foi observado, sendo o número de separações aumentado tanto pela redução da temperatura como pelo aumento da porcentagem de fases frágeis / Abstract: Duplex stainless steels (DSS) may be defined as a family of steels having two-phase ferritic-austenitic microstructures, both of them stainless. They are used usually in applications where the strength is of fundamental importance, like in pressure vessels and pipelines. They have excelIent stress corrosion and pitting corrosion resistances and, in some cases, these properties are greater when compared to austenitic stainless steels having the same price. However, in spite of the good mechanical and corrosion properties, they are not recommended for applications above 250°C (due to the brittle phase precipitation) and below -50°C (due to the brittle behavior of the ferrite phase). The purpose of this work is to study the mechanical behavior of a DSS, type 2205, in inert environrnent as a function of the temperature and brittle phase precipitation. Tension, ftacture toughness, notched bar impact, hardness, and balI indentation tests have been conducted in order to characterize the mechanical properties at four temperature (24°C, -20°C, -50°C, and -90°C) and under six material conditions (annealed and five microstructures with an increasing ftaction of precipitated phases, mainly the Sigma and Chi phases, ftom 0.88% to 10.7%). These five microstructures were obtained ftom isothermal heat treatment and characterized by using optical and scanning electron microscopies, X-ray diffraction, and magnetic measurement (ferrite content detector). It was observed that the lower the temperature the higher the hardness and strength (evaluated by yield strength, tensile strength, true ftacture strength, and necking stress). These properties were not affected by an increase in the brittle phase quantity, except the true ftacture stress. On the other hand, as expected, the ductility, the toughness (impact energy), and the ftacture toughness (CTOD and K-EE) were affected by the temperature and the brittle phase quantity. The ftaction of the brittle phase affected the latter properties in a very strong way. To analyze the effect of the brittle phases in DSS, the toughness, ftacture toughness, and ductility (reduction of area, reduction of area ftom the necking point, and necking elongation) parameters must be taken into account and to analyze the effect of the temperature the hardness and strength parameters can be also utilized. The balI indentation test was satisfactory for estimating the yield strength and tensile strength at alI temperatures and/or microstructural conditions used in this experiment. The ftacture mechanism was dimples and c1eavage was observed with decreasing the temperature and increasing the ftaction of brittle phases. Delamination was also observed, and the number of splits increased with decreasing the temperature and increasing the ftaction of brittle phases / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica