FORTE, Ana Caroline Ferreira. Avaliação da resistência à corrosão dos aços inoxidáveis duplex ASTM A890/A 890M grau 3A e 1B e 3A. 2014. 80 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-05-29T10:37:56Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_acfforte.pdf: 2787953 bytes, checksum: 4a48a1d255d8a74c821c49524f3816ad (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-07T17:52:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_acfforte.pdf: 2787953 bytes, checksum: 4a48a1d255d8a74c821c49524f3816ad (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T17:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_acfforte.pdf: 2787953 bytes, checksum: 4a48a1d255d8a74c821c49524f3816ad (MD5) Previous issue date: 2014-07-17 / Duplex stainless steels are used in wide scale for the manufacture of cast components of centr ifugal pumps that are applied in offshore platforms. The operations in a platform may take place in the range of 300 to 500 °C, wherein the precipitation of harmful phases is possible, being one of them the line alfa phase ( α ’) that it has its accentuated precipitation the temperature of 475 ° C . This phase causes a sudden reduction in corrosion resistance and mechanical properties of the material. Therefore, in the presente work the susceptibility to corrosion of cast duplex s tainless steels ASTM A890/A 890M Grade 3A and grade 1B was evaluated after different aging times at 475° C, making a comparison between two steel due to the presence of copper as an alloying element added to steel of grade 1B. The specimens tested passed t hrough heat treatment at a temperature of 475° C for times of 2, 10, 50 and 100 hours followed by a water quenching. The microstructural characterization and the Brinell hardness test were carried out in the treated specimens. The electrochemical tests per formed were the monitoring of the open circuit potential; Anodic potentiodynamic polarization; cyclic potentiodynamic polarization; electrochemical impedance spectroscopy using an electrolyte of NaCl 0.68 mol/dm 3 in order to simulate a concentration close to seawater. The critical pitting temperature was determined using an electrolyte NaCl 1 M according to the standard ASTM G150 - 13. In the characterizations microstructural it was observed the structure of two - phase materials consisting of a ferritic matrix with islands of austenite in equivalent proportions. The hardness tests had shown gradual increase of the hardness of the material with the increase of the treatment time for both steels. The electrochemical tests indicated that, for the studied steel 1B, the sample that underwent heat treatment for 50 h presented a greater corrosion resistance and a higher critical pitting temperature, already for the steel 3A, the sample heat treated for 100h showed better results of corrosion resistance and higher criti cal pitting temperature. / Os aços inoxidáveis duplex são utilizados em larga escala para a fabricação de componentes fundidos de bombas centrífugas que são aplicados em plataformas “offshore”. As operações numa plataforma podem ocorrer na faixa de 300 a 500 °C, em que é possível a precipitação de fases deletérias, sendo uma delas a fase alfa linha (α’) que tem sua precipitação acentuada a temperatura de 475 °C. Esta fase provoca uma diminuição brusca na resistência à corrosão e a perda das propriedades mecânicas do material. Portanto, no presente trabalho foi avaliada a susceptibilidade à corrosão dos aços inoxidáveis duplex fundidos ASTM A890/A 890M Grau 3A e Grau 1B após diferentes tempos de envelhecimento a temperatura de 475 °C, fazendo uma comparação entre os dois aços em função da presença de cobre como elemento de liga acrescido ao aço de grau 1B. Os corpos de prova ensaiados passaram por tratamento térmico a temperatura de 475 °C nos tempos de 2, 10, 50 e 100 horas e foram resfriados em água. Foi realizada a caracterização microestrutural e o ensaio de dureza Brinell nos corpos de prova tratados. Os ensaios eletroquímicos realizados foram o monitoramento do potencial de circuito aberto; polarização potenciodinâmica anódica; polarização potenciodinâmica cíclica;espectroscopia de impedância eletroquímica utilizando um eletrólito de NaCl 0,68 mol/dm3 com o intuito de simular uma concentração próxima à da água do mar. A temperatura crítica de pite foi determinada utilizando um eletrólito de NaCl 1M segundo a norma ASTM G150-13. Nas caracterizações microestruturais observou-se a estrutura bifásica dos materiais compostas por uma matriz ferrítica com ilhas de austenita em proporções equivalentes. Os ensaios de dureza mostraram aumento gradual da dureza do material com o aumento do tempo de tratamento para ambos os aços. Os ensaios eletroquímicos indicaram que, para o aço estudado 1B, a amostra que sofreu tratamento térmico durante 50h apresentou uma maior resistência à corrosão e uma maior temperatura crítica de pite, já para o aço 3A a amostra tratada termicamente por 100h mostrou melhores resultados de resistência à corrosão e maior temperatura crítica de pite.

A fase alfa linha provoca uma diminuição brusca da resistência à corrosão e perda das propriedades mecânicas dos aços inoxidáveis dúplex. Neste trabalho realizaram-se ensaios mecânicos e eletroquímicos no aço inoxidável dúplex UR 52N+ envelhecido a 475ºC por vários tempos para avaliar a sensibilidade dos ensaios à presença de alfa linha. Os ensaios de dureza mostraram aumento gradual nos valores da mesma, já os ensaios de impacto revelaram que com 12h de envelhecimento o material já perde cerca de 80% da energia absorvida inicialmente pela amostra solubilizada. No entanto, os ensaios de polarização cíclica mostraram que mudanças significativas só são percebidas para tempos de envelhecimento superiores a 96h. / Alpha prime phase leads to decreased corrosion resistance and mechanical properties losses of duplex stainless steels. In this work mechanical and electrochemical tests were performed in duplex stainless steel UR 52N+ aged at 475ºC for various periods in order to determine the sensibility of these tests to alpha prime presence. Hardness tests showed a gradual increase in its values; on the other hand, impact tests revealed that the material aged for 12h losses about 80% of energy absorption capacity of the solution annealed sample. Notwithstanding cyclic polarization tests showed that significant changes are only noted for aging times greater than 96h.

A fase alfa linha provoca uma diminuição brusca da resistência à corrosão e perda das propriedades mecânicas dos aços inoxidáveis dúplex. Neste trabalho realizaram-se ensaios mecânicos e eletroquímicos no aço inoxidável dúplex UR 52N+ envelhecido a 475ºC por vários tempos para avaliar a sensibilidade dos ensaios à presença de alfa linha. Os ensaios de dureza mostraram aumento gradual nos valores da mesma, já os ensaios de impacto revelaram que com 12h de envelhecimento o material já perde cerca de 80% da energia absorvida inicialmente pela amostra solubilizada. No entanto, os ensaios de polarização cíclica mostraram que mudanças significativas só são percebidas para tempos de envelhecimento superiores a 96h. / Alpha prime phase leads to decreased corrosion resistance and mechanical properties losses of duplex stainless steels. In this work mechanical and electrochemical tests were performed in duplex stainless steel UR 52N+ aged at 475ºC for various periods in order to determine the sensibility of these tests to alpha prime presence. Hardness tests showed a gradual increase in its values; on the other hand, impact tests revealed that the material aged for 12h losses about 80% of energy absorption capacity of the solution annealed sample. Notwithstanding cyclic polarization tests showed that significant changes are only noted for aging times greater than 96h.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-12-21T10:53:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Giovanne Steudel.pdf: 9400807 bytes, checksum: 8a6ed5c0cfacf8380363dfd4584186c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-12-21T10:53:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Giovanne Steudel.pdf: 9400807 bytes, checksum: 8a6ed5c0cfacf8380363dfd4584186c1 (MD5) Previous issue date: 2018-08-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho é avaliar os efeitos na cinética de transformação e nas propriedades mecânicas dos aços inoxidáveis ferrítico AISI 430 (16-18% Cr) e superdúplex SAF 2507 (24-26% Cr), quando submetidos a tratamentos térmicos de envelhecimento em 475°C, assim fragilizados pela formação da fase alfa linha. Este fenômeno é conhecido por “fragilização de 475°C” e ocorre na ferrita de aços inoxidáveis ferríticos e dúplex, e nos aços martensíticos envelhecidos entre 300°C e 550°C. O acompanhamento e análise da cinética de formação de α’ nos dois aços inoxidáveis, o ferrítico AISI 430 e superdúplex SAF 2507, foram feitas com base em ajustes matemáticos por regressão não-linear via sete modelos sigmoidais de aplicação geral, os quais serão comparados ao modelo JMAK de transformação de fases difusivas elaborada por Johnson, Mehl, Avrami e Kolmogorov. Amostras do aço ferrítico foram submetidas a tratamentos térmicos de solubilização em forno tubular em 1050 °C e 30 minutos, e em 1150°C durante 30 minutos para o aço dúplex. Tratamentos de envelhecimento posteriores em 475°C por diversos períodos foram realizados. Verificou-se a evolução da “fragilização de 475°C” e, indiretamente, a formação de α’, por ensaios de dureza Vickers, de tração e de impacto instrumentado Charpy. Análises microestruturais e fractográficas foram feitas em microscopias óptica e eletrônica de varredura (MEV-FEG); análises cristalográficas por difração de elétrons retroespalhados (EBSD); e as análises químicas por espectroscopia por dispersão de energia (EDS). O aço superdúplex, com aproximadamente 25,2% Cr, apresentou cinética de fragilização mais rápida do que o ferrítico, com cerca de 16,6% Cr. O modelo sigmoidal que mais se adequou aos dados de dureza de ambos os aços foi o de Boltzmann; o qual também apresentou maior versatilidade de informações e melhor ajuste e capacidade preditiva do que o modelo JMAK. As tendências para tempos de envelhecimento crescentes do aço AISI 430 foram o aumento dos limites de escoamento e de resistência à tração, com dados de tensão na ruptura oscilando em função do tempo de envelhecimento, porém a literatura aponta aumento também da tensão de ruptura. A mudança de comportamento de dúctil para frágil (clivagem) do aço AISI 430, em função do prosseguimento da “fragilização de 475°C”, foi mais acentuada nos corpos de prova de impacto, em relação aos de tração. / The goal of this work is to evaluate the effects in the transformation kinetics and in the mechanical properties of the AISI 430 (16-18% Cr) ferritic and the SAF 2507 (24-26% Cr) superduplex stainless steels, when they undergo aging heat treatments at 475°C, thus embrittled by the formation of the alpha prime phase. This phenomenon is known as “475°C embrittlement” and it occurs in the ferrite of ferritic and duplex stainless steels, and in martensitic stainless steels aged between 300°C and 550°C. The monitoring and analysis of the kinetics of α’ formation in the AISI 430 and SAF 2507 steels was done based on mathematical fitting by means of nonlinear regression of seven sigmoidal models of general application, whose were compared to the JMAK model of diffusive phase transformations elaborated by Johnson, Mehl, Avrami and Kolmogorov. Ferritic steel samples were submitted to solubilization heat tratments in a tubular furnace at 1050°C for 30 minutes, and at 1150°C during 30 minutes for the duplex steel. Posterior aging treatments will hold at 475°C by various periods. The evolution of the “475°C embrittlement” and, indirectly, the formation of α’, were verified by the way of Vickers hardness, tensile and Charpy instrumented impact tests. Microstructural and fractographic analyses were done by optical and scanning electron microscopies (FEG-SEM); crystallographic analyses by electron backscattered diffraction (EBSD); and chemical analyses by energy dispersive spectroscopy (EDS). The superduplex steel, containing approximately 25,2% Cr, showed a faster embrittlement kinetics than the ferritic steel, with about 16,6% Cr. The sigmoidal model that better fitted to the hardness data of both steels was the Boltzmann one; which also showed greater versatility of information and a better fit and predictive ability than the JMAK model. The trends for rising aging times of the AISI 430 steel were the increase in the yield and ultimate tensile stresses, having oscillation in the breaking stress in function of the aging time, yet the literature claims that there is also a increase in the breaking stress. The change in the mechanical behavior from ductile to brittle (cleavage) of the AISI 430 steel, in function of the following of the “475°C embrittlement”, was more severe in the impact test specimens, compared to the tensile specimens.