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Soldagem similar de aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos pelo processo “friction stir welding” / Joining of similar ferritic and austenitic stainless steels by the "friction stir welding" process

Caetano, Gerbson de Queiroz 22 February 2016 (has links)
CAETANO, G. Q. Soldagem similar de aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos pelo processo “friction stir welding”. 2016. 170 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-07-08T12:37:32Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_gqcaetano.pdf: 10670461 bytes, checksum: d9c323f4015ca9143dbe2047fb1d3291 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-12T14:14:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_gqcaetano.pdf: 10670461 bytes, checksum: d9c323f4015ca9143dbe2047fb1d3291 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T14:14:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_gqcaetano.pdf: 10670461 bytes, checksum: d9c323f4015ca9143dbe2047fb1d3291 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / This study aimed to investigate the similar welding of several ferritic and austenitic stainless steels (AISI 304L, AISI 316L, AISI 410S and AISI 444) by the friction stir welding process (FSW), evaluating operational and metallurgical aspects to produce joints without defects. The FSW welding of four materials in this study was performed at the Helmholtz-Zentrum Geesthacht (Germany) due to the establishment of a cooperation agreement with the Universidade Federal do Ceará. The welding parameters range were based on papers found in literature, for the other kinds of stainless steel, different this study, changes the parameters were changed to determine an acceptable combination of surface finish, absence of cracks and good penetration. The better welding conditions based on surface finish and defects free for each welded steels were subjected to mechanical evaluation through tensile test, bending test and microhardness test. In the same way, for the better welded conditions, samples were extracted to metallographic preparation and evaluated by light microscopy and scanning electron microscopy. The results from microscopy techniques allows the correlation between microstructure with the microhardness profiles, as well as the causes of low mechanical properties for same welds by the identification of defects in the stir zone such, as voids and lack of penetration. The ferritic stainless steels welds showed the best results in mechanical assessment due to grain refinement that occurred in the stir zone and thermomechanical affected zone. The calculation of equivalent heat input showed that for stainless steel AISI 304L and AISI 410S, higher values of heat input determine the highest incidences of chromium carbide precipitation and other possible deleterious phases in the stir zone, however DL-EPR technique and mechanical testing have shown that it is possible to weld the stainless steels by FSW process with excellent corrosion resistance and good mechanical properties. / Este trabalho teve como objetivo, investigar a soldagem similar de diversos aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos (AISI 304L, AISI 316L, AISI 410S e AISI 444) pelo processo friction stir welding (FSW), avaliando aspectos operacionais e metalúrgicos para a produção de juntas sem defeitos. A soldagem FSW dos quatro materiais em estudo foi realizada no Helmholtz-Zentrum Geesthacht (Alemanha) devido ao estabelecimento de um acordo de cooperação com a Universidade Federal do Ceará. Os parâmetros de soldagem foram baseados em trabalhos anteriores, para outros tipos de aços inoxidáveis, diferentes deste estudo, e a variação realizada na busca de parâmetros que determinassem uma combinação entre acabamento superficial aceitável, ausência de trincas e boa penetração. As melhores condições soldadas para cada aço, com base no acabamento superficial e na ausência de defeitos, foram submetidas a avaliação das propriedades mecânicas através dos ensaios de dobramento, microdureza e tração. Da mesma forma, para as melhores condições soldadas, amostras foram extraídas para preparação metalográfica e avaliadas por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados da análise microscópica possibilitaram a correlação entre microestrutura com os perfis de microdureza, bem como as causas do baixo desempenho mecânico para os aços inoxidáveis austeníticos, com a identificação de defeitos na zona de mistura, tais como vazios e falta de penetração. Os aços inoxidáveis ferríticos apresentaram os melhores resultados na avaliação mecânica devido ao intenso refino de grão que ocorreu na zona de mistura e na zona termomecanicamente afetada. O cálculo do aporte térmico equivalente mostrou que para os aços inoxidáveis AISI 304L e AISI 410S, elevados valores de aporte térmico determinam maiores incidências de precipitação de carbonetos de cromo e de outras possíveis fases deletérias na zona de mistura, entretanto a técnica EPR-DL e os ensaios mecânicos comprovaram que é possível soldar os aços inoxidáveis pelo processo FSW com excelente resistência a corrosão e boas propriedades mecânicas.
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Estudo da resistência à corrosão do aço inoxidável martensítico ASTM A743 CA-6NM / Estudo da resistência à corrosão do aço inoxidável martensítico ASTM A743 grau Ca-6Nm / Steel corrosion resistance study of stainless martensitic ASTM 743 CA-6NM

Gonçalves Filho, Gilberto Pereira 28 July 2014 (has links)
GONÇALVES FILHO, G. P. Estudo da resistência à corrosão do aço inoxidável martensítico ASTM A743 CA-6NM. 2014. 54 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-07-25T18:33:24Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_gpgonçalvesfilho.pdf: 3039917 bytes, checksum: e9ec4bdb271106b6a387cb5b5651dc0f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-08-01T14:12:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_gpgonçalvesfilho.pdf: 3039917 bytes, checksum: e9ec4bdb271106b6a387cb5b5651dc0f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-01T14:12:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_gpgonçalvesfilho.pdf: 3039917 bytes, checksum: e9ec4bdb271106b6a387cb5b5651dc0f (MD5) Previous issue date: 2014-07-28 / The CA-6NM A743 martensitic stainless steel has been used in services that require high mechanical strength associated to corrosion resistance, mainly in equipment’s for oil extraction, rotors and in the components of hydraulic turbines. Those equipment’s run on the acidic environment, high temperature and high mechanical resistance. The heat treatments performed in the CA-6NM A743 martensitic stainless steel are essential for obtaining the desired mechanical properties and the cycle control of heat treatments that can influence corrosion resistance. The samples were heat treated under the following conditions: austenitized for 3 hours at 1050 °C and subsequent quenched in forced air (ventilated). Afterwards, two tempers were carried out: the first tempering at 670°C for 10 hours and the second at 610°C for 15 hours. The two tempers were cooled by air. Microstructural characterization, monitoring open circuit potential, linear polarization and electrochemical impedance were performed to evaluate the corrosion resistance of the steel in different pHs. The microstructural characterization showed a martensitic microstructure and retained austenite. That residual austenite may be formed due to the low cooling rate of the molten material. In the electrochemical testing an increasingly positive interference (increase of corrosion rate) was observed for pH values below 4. For pH values between 4 and 6.5, the corrosion rate is independent of pH and relies only on the speed at which oxygen diffuses into the metal surface. / O aço inoxidável martensítico A743 grau CA-6NM é empregado em serviços que requerem boa resistência mecânica associada a resistência à corrosão, principalmente em equipamento para extração de petróleo, rotores e componentes de turbinas hidráulicas. Esses equipamentos trabalham em meio ácido, temperaturas elevadas e uma alta resistência mecânica. Os tratamentos térmicos empregados nos aços inoxidáveis martensíticos A743 grau CA-6NM são essenciais para obtenção das propriedades mecânicas desejadas, e o controle dos ciclos dos tratamentos térmicos pode influenciar a resistência à corrosão. Os corpos de prova foram tratados termicamente nas seguintes condições: austenitizados por 3 horas a 1050ºC com posterior têmpera ao ar forçado (ventilado). Em seguida foram realizados dois revenimentos: o primeiro revenimento na temperatura de 670ºC por 10 horas e o segundo a 610ºC por 15 horas, sendo os dois revenimentos resfriados ao ar. Para avaliar a resistência do aço à corrosão em meios com diferentes pHs foram realizados a caracterização da microestrutura e os ensaios de monitoramento do potencial de circuito aberto, polarização linear e impedância eletroquímica. A caracterização da microestrutural apresentou uma microestrutura de martensita e austenita retida. Esta austenita residual provavelmente se forma devido à baixa velocidade de resfriamento do material fundido. Nos ensaios eletroquímicos verificou-se o aumento do processo de corrosão no material, quando o pH permanece abaixo de 4. Para valores de pH entre 4 e 6,5, a taxa de corrosão independe do pH, ou seja, depende somente da velocidade com que o oxigênio difunde para a superfície metálica.
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Estudo comparativo de filmes interferentes crescidos sobre aço AISI 204 através do método eletroquímico aplicando corrente de onda quadrada

Viegas, Lucas Stéphano January 2016 (has links)
Os aços inoxidáveis possuem uma grande importância tecnológica devido suas excelentes propriedades mecânicas, além de ser capaz de gerar sobre a superfície um filme de óxido protetor que retarda o processo de corrosão. Porém, em determinados projetos, a cor cinza metálica do aço inoxidável não é cor final desejada. Buscando atender a demanda por aços coloridos, foram crescidos filmes óxidos interferentes sobre a superfície do aço inoxidável AISI 204. Através do método eletroquímico, foi aplicada corrente com forma de onda quadrada em solução com H2SO4 5 mol/L e CrO3 2 mol/L. Foi avaliado a influência do tempo de imersão em solução oxidante, a temperatura do sistema e a densidade de corrente aplicada para a coloração no crescimento do óxido. O pós-tratamento por passivação foi utilizado em um grupo de amostras a fim de avaliar sua influência na resistência à corrosão. A suscetibilidade à corrosão das amostras foi avaliada através da espectroscopia eletroquímica em solução NaCl 0,1mol/L e de ensaios acelerados de exposição à névoa salina e câmara de vapor condensado. Utilizou-se a técnica de fotometria para determinar a cor e a luminosidade dos filmes formados. Através dos resultados obtidos, observou-se que as peças produzidas à temperatura de 40°C apresentaram filmes uniformes e cores homogêneas, assim utilizou-se esta temperatura nos demais ensaios. A partir dos ensaios acelerados de corrosão, foi verificado que os filmes de óxidos crescidos sobre o inoxidável mantem a resistência à corrosão em ambiente úmido e ambiente marítimo. Os resultados do ensaio de espectroscopia eletroquímica indicaram que as peças com filme de óxido crescido em sua superfície apresentam resistência à corrosão de mesma ordem de grandeza do aço inoxidável sem este filme. A caracterização da superfície revelou que os filmes de óxidos interferentes são porosos e rugosos. O estudo da composição química mostrou que o processo de coloração produz filmes de óxidos ricos em cromo. / Stainless steels have great technological importance due to their excellent mechanical properties, besides being able to generate on the surface a protective oxide film that retards the corrosion process. However, in certain designs, the metallic gray color of the stainless steel is not desired final color. Seeking to meet the demand for colored steel, oxide film interfering were grown on the surface of stainless steel AISI 204. Through electrochemical method was applied current with square waveform in H2SO4 solution 5 mol/L with CrO3 and 2 mol/L. The influence of the time of immersion in the oxidant solution, the system temperature and current density applied to dye in the growth of the oxide were evaluated. The post treatment of passivation was used in a group of samples in order to evaluate its influence on corrosion resistance. The corrosion susceptibility of the samples was evaluated by electrochemical spectroscopy in a solution of NaCl 0,1 mol/L and accelerated tests of exposure to salt fog and condensed steam chamber utilizing the photometry technique for determining the color and brightness of the formed films. By the results obtained, it was observed that parts produced at a temperature of 40°C had a uniform and homogeneous film color, so that temperature was used in other assays. From the accelerated corrosion tests, it was found that the grown oxide films on stainless maintains corrosion resistance in wet environment and marine environment. The results of the electrochemical spectroscopy indicated that the test pieces with oxide film grown on its surface have corrosion resistance of stainless steel of the same order of magnitude without this film. The characterization of the surface showed that the interfering oxide films are porous and rough. The chemical composition study showed that the coloring process produces oxides films rich of chromium.
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Estudo da formação da fase Sigma em aços inoxidáveis austeníticos : foco nas ligas 317, 317L e 317LN

Ferreira, Rafael Carlos January 2009 (has links)
A corrosão provocada por ácidos naftênicos é um problema preocupante nas instalações de processamento de petróleos ácidos ao redor do mundo. Atuar na metalurgia dos materiais empregados na construção dos equipamentos, através da adequação das ligas, é uma solução interessante. Nesse contexto, os aços inoxidáveis com alta resistência à corrosão por pites e, mais especificamente, os aços com teor de molibdênio superior a 2,5% são os mais adequados em um ambiente que envolva a corrosão naftênica. Diante desse fato, os aços inoxidáveis austeníticos com alto teor de Mo, como UNS S31700 (AISI 317), com 3-4% de Mo e suas variantes, isto é, o AISI 317L (UNS S31703) e o AISI 317LN (UNS S31753) são definitivamente candidatos em potencial. Apesar de suas qualidades inerentes, o uso desses materiais na indústria esbarra em problemas de ordem metalúrgica, como por exemplo, a formação de uma quantidade considerável de ferrita-δ em condições de fabricação e, particularmente, na soldagem. A própria ferrita-δ pode ter um efeito negativo nas propriedades dos aços inoxidáveis austeníticos, como é o caso para a resistência à corrosão. Ainda mais grave é a sua decomposição para fases intermetálicas frágeis, sendo a fase sigma a de maior preocupação. Por isso, estudar a cinética de precipitação da fase-σ e sua influência nas propriedades dos aços inoxidáveis austeníticos, em todos os seus aspectos, é de particular interesse no projeto e análise de integridade na operação de equipamentos na indústria do petróleo. O objetivo desse trabalho é apresentar os conceitos mais fundamentais e descrever a estrutura e formação da fase-σ em aços inoxidáveis austeníticos, com foco nos aços 317 (UNS S31700), 317L (UNS S31703) e 317LN (UNS S31753). Como objetivo adicional pretende-se apresentar algumas alternativas recomendadas na literatura que visam mitigar os efeitos prejudiciais da precipitação da fase-σ relacionando-a com a composição química e presença de ferrita-delta no material. / The corrosion caused by naphthenic acids is a serious problem in the acid oil processing installations around the world. Work with equipment metallurgy used in the construction, through the alloy fitness is an interesting solution. In this context, the stainless steels with high pitting corrosion resistance and, more specifically, the steel with amount of molybdenum superior than 2.5% are adjusted in a naphthenic corrosion environment. As a result, the austenitic stainless steel with high Mo, such as S31700 (AISI 317), with 3-4% Mo and its variants, 317L (a S31703) and 317LN (a S31753) are definitively potential candidates. Although its inherent qualities, the use of these materials in industry is limited by problems of metallurgic cause, for instance, the formation of a considerable amount of δ-ferrite in manufacture conditions and mainly in the welding. The δ-ferrite can cause a negative effect in the austenitic stainless steel properties, as in the case of corrosion resistance. The decomposition in brittle intermetallics is even more serious and it is the sigma phase which demands great concern. Therefore, to study σ-phase precipitation kinetics and its influence in the austenitic stainless steel properties, in all aspects, is a particular interest in the equipment project and integrity analysis in the oil industry. The objective of this work is to describe the σ-phase structure and formation in austenitic stainless steel, focusing on the 317 (UNS S31700), 317L (UNS S31703) and 317LN (UNS S31753) stainless steels. Plus the main objective, some alternatives recommended by literature to mitigate the damaging effects of sigma phase precipitation are showed. These alternatives are related with the stainless steel chemical composition and presence of δ-ferrite.
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Tratamento superficial do aço inoxidável ferrítico com revestimento La0,6Sr0,4CoO3 para aplicação como interconectores em células a combustíveis do tipo ITSOFC

Korb, Matias de Angelis January 2011 (has links)
As células a combustível de operação em altas temperaturas (800 a 1000 °C) do tipo óxido sólido (SOFC), são sistemas de geração de energia que convertem diretamente energia química em eletricidade pela combinação de um combustível com o oxigênio. Com a redução da temperatura de operação desse tipo de célula para uma faixa entre 600 e 800°C, a possiblidade do emprego de materiais metálicos como interconectores têm sido proposta em substituição aos materiais cerâmicos convencionais. Entre as ligas metálicas, os aços inoxidáveis ferríticos têm sido propostos devido às suas propriedades de condutividade elétrica, coeficiente de expansão térmica compatível com os demais constituintes da célula e baixo custo. No entanto, quando exposto a temperaturas elevadas em determinadas atmosferas o interconector em aço inoxidável pode sofrer o aumento gradual da resistência elétrica, devido à formação de uma camada de óxido sobre a superfície (Cr2O3). Além disso, pode ocorrer a migração de cromo para o cátodo, comprometendo o desempenho eletroquímico da célula a combustível. Neste contexto, a aplicação de revestimentos cerâmicos protetores é uma das possíveis soluções para esses problemas. Este trabalho teve por objetivo a obtenção de filme cerâmico sobre o aço inoxidável ferrítico AISI 430. Os filmes foram obtidos pela técnica de spray pirólise a partir de uma solução precursora contendo nitratos de La, Sr e Co. Após tratamento térmico foi possível obter a fase perovskita La0,6Sr0,4CoO3. A caracterização morfológica, estrutural e química dos filmes obtidos foi realizada por meio de: microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), difração de raios X (DRX) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Além disso, os filmes foram avaliados quanto à aderência e quanto à resistência à oxidação. Os resultados obtidos mostraram que o aço inoxidável ferrítico AISI 430 revestido, apresentou aumento na resistência à oxidação em relação ao substrato sem revestimento. No entanto, ainda que aderentes, os filmes apresentaram cobertura irregular. / High-temperature solid oxide fuel cells (800-1000°C) are energy power generation, directly converting the chemical energy into electricity by combining fuel and oxygen. With the reduction of SOFC operating temperature into an intermediate temperature range of 600-800 °C, it has become possible to replace conventional ceramics with metallic alloys for interconnects. Of the metallic alloys, ferritic stainless steels are considered among the most promising candidate materials, due to their electronic conductivity, appropriate coefficient of thermal expansion (CTE) with other components in fuel cell and low material cost. However, when exposed to high temperatures in certain atmospheres, stainless steel interconnect may suffer gradual increase in the electrical resistance, due to the formation of an oxide layer on their surface (Cr2O3). Moreover, there may be migration of chromium via chromia scale evaporation into cathode, which can lead to degradation in the electrochemical performance of the fuel cell. In this context, the application of a ceramic protective layer is one of the possible solutions to this problem. The purpose of this work was to obtain ceramic coating on the AISI 430 ferritic stainless steel. The films were obtained by spray pyrolysis technique from a precursor solution containing La, Sr and Co nitrates. After the heat treatment, it was possible to obtain the perovskite phase. The morphology, structural and chemistry of the films obtained were characterized by: scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscope (AFM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Moreover, the films were characterized according to adhesion and oxidation resistance. The results showed that the coated AISI 430 stainless steel presented an increase in oxidation resistance in comparison with uncoated substrate. However, although adherent, the films obtained showed irregular coverage.
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Caracterização eletroquímica e microestrutural de espinélios mistos nanocristalinos produzidos eletroquimicamente sobre o aço AISI 304

Lubini, Marcieli January 2011 (has links)
No processo de colorimento de aços inoxidáveis, um filme de óxido, que exibe cores de interferência, é formado sobre a superfície do metal. Nesse trabalho, filmes nanoporosos de óxido foram formados em aço inoxidável AISI 304L por colorimento eletroquímico em solução de H2SO4 5 M e CrO3 2,5 M com diferentes tempos de eletrólise, utilizando-se o método de varredura triangular de corrente. Os filmes nanocristalinos de óxido tipo espinélio obtidos dessa forma foram caracterizados eletroquimicamente por voltametria cíclica a 1 mV/s em Na2SO4 0,5 M. Uma vez que o aço colorido por 40 min apresenta três picos anódicos bem destacados, o efeito da polarização potenciodinâmica de -0,8 V até um potencial final entre 0,9 V e 1,4 V, em Na2SO4 0,5 M, sobre a morfologia e a composição desses filmes foi analisado mais detalhadamente. Imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostram que o processo de colorimento causa severo ataque ao contorno de grão. De acordo com as imagens de microscopia de força atômica (AFM), o filme de óxido é sempre nanoporoso e constituído por grânulos de dimensões nanométricas. Espectros de Raman indicam que os filmes de óxido consistem de um óxido misto tipo espinélio de (Fe,Ni,Cr)(Fe,Cr)2O4. Testes de voltametria cíclica confirmaram a grande área superficial desses filmes. A presença de vários picos anódicos nas voltametrias, juntamente com os resultados de espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), evidenciaram que as espécies iônicas no filme não estão completamente oxidadas, o que possibilita o controle da composição química do mesmo por polarização simples. Os resultados experimentais mostraram que filmes de óxido produzidos por colorimento de aço inoxidável são promissores para aplicações em eletrocatálise e intercalação de íons lítio. / In the coloration process of stainless steels, an oxide film, which exhibits interference colors, is formed on the metal surface. In this work, nanoporous oxide films were formed on AISI 304L stainless steel by electrochemical coloring in 5 M H2SO4 and 2.5 M CrO3 with different electrolysis times, using the triangular current scan method. The nanocrystalline spinel oxide films thus obtained were electrochemically characterized by cyclic voltammetry at 1 mV/s in 0.5 M Na2SO4. Since the steel colored for 40 min exhibits three well defined anodic peaks, the effect of potentiodynamic polarization from -0.8 V to a final potential between 0.9 V and 1.4 V in 0.5 M Na2SO4 on the morphology and the composition of these films were analyzed in more detail. Scanning electron microscopy (SEM) images showed that the coloration process causes severe grain boundary attack. According to the atomic force microscopy (AFM) images, the oxide film is always nanoporous and constituted of nanometric granules. Raman spectra indicated that the oxide films consist of (Fe,Ni,Cr)(Fe,Cr)2O4 spinel. Cyclic voltammetry tests confirmed the large surface area of these films. The presence of several anodic peaks in the voltammetries, along with the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results, evidenced that the ionic species in the film are not completely oxidized, thus enabling to control its chemical composition by simple polarization. The experimental results showed that the oxide films produced by coloration of stainless steel are promising for applications in electrocatalysis and ions lithium intercalation.
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Suscetibilidade à corrosão sob tensão dos aços AISI 321 e 347 em meio de H2SO4 + CuSO4 / Stress corrosion cracking suscetiblity of stainless steels AISI 321 and 347 in copper sulfate soluction

Campos, Cláudio Valadares Farias 08 1900 (has links)
CAMPOS, C. V. F. Suscetibilidade à corrosão sob tensão dos aços AISI 321 e 347 em meio de H2SO4 + CuSO4. 2003. 68 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2003. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-04-24T19:03:28Z No. of bitstreams: 1 2003_dis_cvfcampos.pdf: 6614687 bytes, checksum: 8f5a00275c03fe34c56319ae8c6080e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-04-24T19:10:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2003_dis_cvfcampos.pdf: 6614687 bytes, checksum: 8f5a00275c03fe34c56319ae8c6080e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-24T19:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2003_dis_cvfcampos.pdf: 6614687 bytes, checksum: 8f5a00275c03fe34c56319ae8c6080e8 (MD5) Previous issue date: 2003-08 / Because of their resistance to high temperature corrosion by hydrogen sulfide, austenitic stanless steels are commonly used for equipment in desulfurization process. However, these materials are subject to sensitization (chromium carbide precipitation) from exposure in the temperature range 425 to 815ºC during fabrication or operation. Sensitization makes the equipment susceptible to failure from intergranular stress corrosion cracking caused by polythionic acid. Polythionic acid is formed by sulfur compounds, moisture, and air at ambient temperature. The main goal of the present work is to investigate the stress corrosion cracking susceptibility of stainless steels AISI 321 and 347 in polythionic acids using an alternative process that is to submit the samples to cooper-cooper sulfate-16% sulfuric acid test (ASTM A262 Pr.E). After the stabilization heat treatment at 900ºC for 75 minutes, samples were heat treated at 600ºC during 20, 40, 80, 120 and 140 hours and then exposed to boiling acidified copper sulfate solution for 72 hours. After exposure, the specimens were bent. The appearance of fissures or cracks was not observed in AISI 321 and 347 samples. The effectiveness of the solution has been made by submitting AISI 304L samples to the same environment . The AISI 304L samples with higher finishing have been cracked. The ones with fine-ground finishing have not been attacked. / Os aços inoxidáveis austeníticos têm sido bastante utilizados em equipamentos de unidades de dessulfurização de petróleo devido à sua boa resistência à corrosão em temperatura elevada. Contudo, este materiais estão sujeitos à sensitização (deficiência em cromo na região vizinha ao contorno de grão) quando expostos a temperaturas de 425 a 815°C, durante a operação ou processos de fabricação. A sensitização torna o equipamento suscetível à corrosão sob tensão na presença de tensões de tração e de ácidos politiônicos, formados pela interação de compostos sulfurosos, umidade e ar em temperatura ambiente. A resistência à corrosão sob tensão de amostras de aço inoxidável austenítico AISI 321 e 347, removidas de um tubo, foi investigada através do procedimento ASTM 262 Pr. E - ensaio alternativo e de execução mais fácil do que a simulação dos ácidos politiônicos. Os corpos de prova foram submetidos aos tratamentos térmicos de estabilização (900°C, durante 75 minutos) e de sensitização (600°C, durante 20, 40, 80, 120 e 140 horas), após o que foram expostos ao meio corrosivo de CuSO4 + H2SO4 durante 72 horas e depois submetidos ao ensaio de dobramento, não apresentando trincamento. A agressividade do meio utilizado no ensaio foi verificada através da utilização de amostras de aço AISI 304L sensitizadas durante 08, 14, 24 e 48 horas a 600°C e 24, 48 e 72 horas a 677°C. Verificou-se que somente as amostras com acabamento superficial feito com lixa n° 100 sofreram um intenso processo corrosivo.
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Desevolvimento de uma metodologia de ensaio eletroquímico não destrutivo para avaliação da sensitização nos aços inoxidáveis austeníticos

Herculano, Luis Flávio Gaspar 04 1900 (has links)
HERCULANO, L. F. G. Desevolvimento de uma metodologia de ensaio eletroquímico não destrutivo para avaliação da sensitização nos aços inoxidáveis austeníticos. 2004. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2004. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-04-25T17:08:28Z No. of bitstreams: 1 2004_dis_lfgherculano.pdf: 14464432 bytes, checksum: ad1ff29a0a5ede887edfa9647ea12cd9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-04-25T17:14:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_dis_lfgherculano.pdf: 14464432 bytes, checksum: ad1ff29a0a5ede887edfa9647ea12cd9 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-25T17:14:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_dis_lfgherculano.pdf: 14464432 bytes, checksum: ad1ff29a0a5ede887edfa9647ea12cd9 (MD5) Previous issue date: 2004-04 / The austenitic stainless steels can suffer intergranular attack caused by the carbon segregation on the grain boundaries forming chromium carbides leading to Cr-depletion near grain boundaries regions. This region is then called sensitized. Even with the use of stabilized steels, under certain temperature conditions the carbide segregation to the grain boundaries area can occur. The conventional technique to determine the sensitized area is the Double Loop Eletrochemical Potentiodynamic Reactivation test (DLEPR). This work intends to estimate a new electrochemical cell mode by DLEPR, with the aim to obtaining a more efficient, faster and non-destructive scanning of the welded material. Obtained results with the new electrochemical cell were validated by Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM). After the validation, the results indicated that the new methodology was efficient in the sensitized material identification. This new methodology permits that the non-destructive tests be realized in industrial field. / Durante a soldagem, as regiões adjacentes às soldas, alcançam elevadas temperaturas que podem ocasionar mudanças microestruturais nos aços austeníticos, aumentando assim a susceptibilidade à corrosão intergranular, em virtude da diminuição de cromo em zonas adjacentes ao longo dos contornos de grão, ricas em precipitados de carbonetos de cromo (Cr23C6). Um estudo da influência da energia de soldagem sobre a sensitização é de grande valia e interesse nas mais variadas atividades, como por exemplo, nas indústrias químicas, petrolíferas, petroquímicas, navais, automobilísticas, etc. Desta forma, estudou-se a influência da quantidade de calor (energia da soldagem) sobre a amplitude da região sensitizada, na soldagem de aços livres de carbonetos. Para isto, utilizou-se juntamente com a microscopia ótica, a técnica de Polarização Eletroquímica de Reativação Potenciocinética Cíclica (PERC), na determinação e classificação das regiões sensitizadas e suas estruturas resultantes.
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Influência da deformação a frio na microestrutura, propriedades mecânicas e magnéticas, textura e corrosão por pites de aços AISI 301LN e 316L / Influence of cold deformation on the microstructure, mechanical and magnetic properties, and corrosion texture pitting of AISI 316L and 301LN

Silva, Paulo Maria de Oliveira 09 1900 (has links)
SILVA, P. M. de O. Influência da deformação a frio na microestrutura, propriedades mecânicas e magnéticas, textura e corrosão por pites de aços AISI 301LN e 316L. 2005. 177 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-08-28T18:11:43Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_pmosilva.pdf: 13000140 bytes, checksum: 70f6f3a96680cf651bc6ba70775f3b8e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-08-28T18:12:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_pmosilva.pdf: 13000140 bytes, checksum: 70f6f3a96680cf651bc6ba70775f3b8e (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-28T18:12:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_pmosilva.pdf: 13000140 bytes, checksum: 70f6f3a96680cf651bc6ba70775f3b8e (MD5) Previous issue date: 2005-09 / Austenitic stainless steels (ASS) are widely used in food, transportation, nuclear and petrochemical industries because of their excellent combination of mechanical strength, formability and corrosion resistance. Among these grades, AISI 301 outstands due to its superior mechanical strength. However, this steel has the weakest corrosion resistance. The corrosion resistance of ASS is based on its passive film enriched in Cr203 that can be easily destroyed in chloride-rich environments. The aim of this work was to study the effect of cold rolling on the microstructure and properties of AISI 301LN and 316 stainless steels. The selection of AISI 301LN for the frame of rail cars to be used in Fortaleza subway system justifies its choice to be investigated knowing that the city is situated in a very chloride-rich environment. X-ray diffraction, quantitative metallography, optical microscopy, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy were employed to characterize materials microstructure; x-ray crystallographjc texture, magnetic measurements, microhardness and immersion test into FeCl3 6H2O were used in order to evaluate materials performance against pitting corrosion. Cold work caused α’ martensite formation and austenite strain hardening which were responsible for loss of corrosion resistance in both steels. By evaluation of crystallographic texture, it arises an indication for the transformation austenite-ferrite to have followed KURDJUMOV-SACHS orientation relationship. / Os aços inoxidáveis austenítcos (AIAs) são largamente aplicados nas indústrias de alimentos, transportes nuclear, petroquímica devido à adequada combinação de resistência mecânica, conformabilidade e resistência à corrosão. Dentre estes tipos de aço, destaca-se o AISI 301 por sua resistência mecânica superior. Entretanto, este tipo de aço apresenta um dos piores desempenhos em termos de corrosão. Toda a resistência à corrosão dos AIAs se baseia em sua camada de filme passivo contendo Cr203 que pode facilmente destruída em ambientes contendo cloreto. Neste trabalho, estabeleceu-se a meta de estudar os aços AISI 301LN e 316L em respeito às mudanças na microestrutura por imposição de deformação e seu efeito na corrosão por pites visto que o AISI 301LN foi escolhido como material base dos vagões que servirão o sistema de transporte metropolitano de Fortaleza. Empregou-se difração de raios-X, metalografia quantitativa, microscopias ótica, eletrônica de varredura e de força atômica para caracterizar a microestrutura, textura cristalográfica, caracterização magnética, microdureza e ensaio de imersão em FeCl3 6H2O para caraterizar o comportamento dos dois aços em corrosão por pites. A deformação provocou a formação de martensita α’ no aço 301LN e encruamento da austenita. Isto provocou mais baixo desempenho em corrosão por pites. A textura cristalográfica forneceu indícios para inferir que a transformação austenita-ferrita se deu obedecendo a relação de KURDJUMOV-SACHS.
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Avaliação comparativa dos "linings" dos aços AISI 444 e AISI 316L para aplicação em torres de destilação de petróleo / Benchmarking "linings" of AISI 444 and AISI 316L for application in petroleum distillation towers

Guimarães, Rodrigo Freitas 06 1900 (has links)
GUIMARÂES, R. F. Avaliação comparativa dos "linings" dos aços AISI 444 e AISI 316L para aplicação em torres de destilação de petróleo. 2005. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-08-30T16:03:22Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_rfguimaraes.pdf: 4013983 bytes, checksum: fd73d92004ad2405bedb502529a6a82a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-08-30T16:03:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_rfguimaraes.pdf: 4013983 bytes, checksum: fd73d92004ad2405bedb502529a6a82a (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-30T16:03:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_rfguimaraes.pdf: 4013983 bytes, checksum: fd73d92004ad2405bedb502529a6a82a (MD5) Previous issue date: 2005-06 / The corrosive substances contents of the heavy crude oils degrade the internal covering of the distillation towers and expose the structural steel to the corrosive environment. The degraded region is recovered by application of AISI 316L austenitic stainless steel by SMAW process. Even the AISI 316L stainless steel application ensure a good naphthenic corrosion resistance, occurs cracks on heat affected zone (HAZ). This cracks are associated by metallurgical problems in HAZ and by difference in thermal coefficients of expansion. An alternative to this problem would be the application of AISI 444 ferritic stainless steel which has corrosion resistance comparable to the AISI 316L austenitic stainless steel and thermal expansion coefficient similar to the coefficient of the structural steel of the distillation tower. In this work, the application of the of AISI 444 ferritic stainless steel for recover of distillation tower was studied. For this, mechanical behavior, microstructure and corrosion resistance was evaluated. In first analysis, Brinell hardness and subsize Charpy V-notch impact tests in specimens of AISI 444 ferritic stainless steel were perfomed. In second analysis, Thermal fatigue experiments were realized in two types of stainless steel (AISI 316L and AISI 444) welded over ASTM A516 Gr60 plates. Samples were heat treated and immersed in heavy crude oil at 300oC. Optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive of X-ray were used to characterize the microstructure and corroded surface. The results indicates that the thermal treatment cause the embrittlement in the AISI 444 ferritic stainless. Cracks after thermal fatigue and oil treatment in the AISI 316L and AISI 444 stainless. Cracks after thermal fatigue and oil treatment in the AISI 316L and AISl 316L and AISI 444 stainless stell were not verified. The AISI 444 ferritic stainless steel is more resistant to the corrosion than AISI 316L austenitic stainless steel. The AISI 444 ferritic stainless steel can be used in the recovery of distillation towers. / Os elevados teores de enxofre dos petróleos processados nas unidades de refino atacam o “clad” de aço AISI 405 ou 41OS, expondo o aço estrutural ao meio corrosivo. A recuperação da região desgastada é feita pela aplicação de um “lining” de aço AISI 316L. Embora o aço AISI 316L garanta uma boa resistência à corrosão naftênica, surgem trincas na zona afetada pelo calor da solda (ZAC) após um determinado período de operação da unidade, associadas a problemas metalúrgicos na ZAC e aos esforços de dilatação e contração do conjunto “lining” e parede da torre. Uma alternativa seria a aplicação de um “lining” de aço AISI 444 que tem resistência à corrosão comparável à do aço AISI 316L e coeficiente de expansão térmica mais próximo do coeficiente do próprio material da torre. Contudo, ainda não são conhecidos os efeitos sobre o desempenho deste aço nas condições de operação da torre. Assim, neste trabalho estudou-se a viabilidade da aplicação de um “lining” de aço AISI 444 para a recuperação da torre de destilação em substituição ao aço AISI 316 L. Para tanto, foram avaliadas as condições de fragilização do aço AISI 444 na temperatura máxima da torre (em torno de 400oC) e na temperatura de 475oC, através da medição da dureza Brinell e do ensaio de impacto Charpy-V. Corpos de prova de aço AISI 444 e AISI 316L soldados sobre chapas de aço ASTM A516 Gr60 foram submetidos a ciclos de Fadiga Térmica e, após cada ciclo (20 ao todo), passaram por uma inspeção para verificar a existência de trincas. Logo após foi feita a caracterização microestrutural da ZAC. Também foram retiradas amostras após os ensaios de Fadiga Térmica para serem submetidas a tratamentos em petróleo na temperatura de 300oC. Após o tratamento em petróleo, as amostras passaram por uma avaliação no microscópio eletrônica de varredura. Foram medidas as massas dos corpos provocada pelo ambiente corrosivo. Os resultados indicam que a submissão do aço AISI 444 ao tratamento térmico, nas temperaturas de 400 e 475oC, causa a fragilização do mesmo e um aumento da temperatura de transição dúctil frágil para valores acima de 30oC, mas abaixo de 60oC. Os aços AISI 316L e AISI 444 não apresentaram trincas após os ensaios de Fadiga Térmica e nem após o tratamento em petróleo. O uso do aço AISI 444 pode representar uma redução nos custos nas paradas das torres de destilação uma vez que este apresentou menores taxas de corrosão que o aço AISI 316L.

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