O presente trabalho teve como objetivos determinar a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas da liga Cu10Ni-3Al-1,3Fe, nas condições solubilizada e envelhecida a 550°C. Foi também objetivo do trabalho identificar a microestrutura nestas condições de tratamento térmico. As propriedades mecânicas foram avaliadas a partir de ensaios de tração e medidas de microdureza. Para caracterizar a resistência à corrosão e corrosão-erosão, foram realizados ensaios de polarização potenciodinâmica na condição estagnada e associada à erosão em 0,01M NaCl, 0,01M Na2SO4 e 0,0001M Na2S.9H2O. Para tanto, foi necessário elaborar a liga Cu10Ni-3Al-1,3Fe, por fundição em forno do tipo mufla. O lingote obtido foi solubilizado a 900ºC e laminado a frio. Posteriormente a chapa obtida foi novamente tratada a 900ºC por 1 h para garantir uma microestrutura homogênea de fase a. A partir desta chapa foram retiradas amostras para os tratamentos térmicos de envelhecimento por até 1.032 h a 550ºC. Os exames metalográficos mostraram intensa precipitação nas condições envelhecidas. Através dos ensaios de tração e medidas de microdureza, verificou-se que a presença dos precipitados melhora significativamente as propriedades mecânicas, sendo que os valores máximos de dureza, limite de escoamento e de resistência ocorrem para o tempo de 16 h de envelhecimento. Este efeito é decorrente de duas parcelas, uma dos precipitados intergranulares que se formam num processo de precipitação celular e a outra das partículas finamente dispersas (precipitados intragranulares). Em relação a resistência à corrosão, constatou-se que a liga, em todas as condições de tratamento térmico, apresenta um potencial de quebra (Eq) quando polarizada em eletrólitos que contém cloreto, sulfato ou sulfeto. Em 0,01M NaCl, o potencial Eq está relacionado com o processo de corrosão seletiva do níquel (desniquelação). Observou-se ainda que o envelhecimento provocou um aumento nos valores de Eq, sendo mais evidente para as amostras envelhecidas por 2 e 1.032 h. Nos ensaios de corrosão-erosão (realizados apenas nas condições solubilizada e envelhecida por 16 h), também ocorre o potencial Eq, mas os valores são mais baixos. Nestes casos foram observadas cavidades, que não estão relacionadas com o processo de corrosão seletiva, mas sim com o processo de erosão. Nos eletrólitos de 0,01M Na2SO4 e 0,0001M Na2S.9H2O o potencial Eq está relacionado com a formação de cavidades (pites), e não com o processo de corrosão seletiva. Nestes eletrólitos, não foi observada qualquer dependência entre Eq e o envelhecimento da liga, diferentemente do verificado em 0,01M NaCl, onde o envelhecimento proporcionou um efeito benéfico. Igualmente, não houve diferenças significativas nos valores de Eq quando o material foi submetido à corrosão-erosão. / The present work evaluated the corrosion resistance and mechanical properties of Cu10Ni-3Al-1.3Fe cupronickel alloy, in the solution-treated and 550°C aged conditions. It was also objective of the work to identify the microstructural changes in these conditions of aging treatment. Mechanical properties were evaluated through microhardness and tension tests; to evaluate the corrosion and corrosion-erosion resistance, potenciodynamic polarization tests were done in the stagnated condition and polarization associated to erosion in 0.01M NaCl, 0.01M Na2SO4 or 0.0001M Na2S.9H2O. The alloy had been casting and solution treated at 900°C, and after that cold rolled. From cold rolled sheet, specimens were solution treated at 900°C for 1 h, and aged at 550°C until 1,032 hours. The microstructural exams showed precipitation in the aged samples. The microhardness and tension tests showed that the presence of precipitates improve the mechanical properties, and the maximum value of hardness was obtained after 16 h of aging at 550°C. This effect is related to two microstructural aspects, one regarding intergranular precipitates that were formed by cellular precipitation and other related to the presence of finely dispersed intragranular precipitation. Concerning corrosion resistance, it was verified that the alloy, in all conditions, presented a break potential (Eq) when polarized in the tested solutions. In 0.01M NaCl, Eq is related with the process of selective corrosion of the nickel (denickelification). It was observed although that aging increased the values of Eq, being more evident for the aged samples for 2 and 1,032 h. The corrosion-erosion tests (just accomplished in the conditions solution-treated and aged by 16 h), also presented Eq, but the values were lower. In these cases cavities were observed, however not related to the process of selective corrosion, but to the erosion process. The tests in 0.01M Na2SO4 or 0.0001M Na2S.9H2O showed that Eq is related with the formation of cavities (pits), and not with the process of selective corrosion. In these solutions was not observed dependence between Eq and the aging time, differently of the verified in 0.01M NaCl, where the aging provided a beneficial effect. There were not significant differences in the values of Eq when the material was submitted to the corrosion-erosion in the solutions (0.01M Na2SO4 and 0.0001M Na2S.9H2O).

O presente trabalho teve como objetivos determinar a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas da liga Cu10Ni-3Al-1,3Fe, nas condições solubilizada e envelhecida a 550°C. Foi também objetivo do trabalho identificar a microestrutura nestas condições de tratamento térmico. As propriedades mecânicas foram avaliadas a partir de ensaios de tração e medidas de microdureza. Para caracterizar a resistência à corrosão e corrosão-erosão, foram realizados ensaios de polarização potenciodinâmica na condição estagnada e associada à erosão em 0,01M NaCl, 0,01M Na2SO4 e 0,0001M Na2S.9H2O. Para tanto, foi necessário elaborar a liga Cu10Ni-3Al-1,3Fe, por fundição em forno do tipo mufla. O lingote obtido foi solubilizado a 900ºC e laminado a frio. Posteriormente a chapa obtida foi novamente tratada a 900ºC por 1 h para garantir uma microestrutura homogênea de fase a. A partir desta chapa foram retiradas amostras para os tratamentos térmicos de envelhecimento por até 1.032 h a 550ºC. Os exames metalográficos mostraram intensa precipitação nas condições envelhecidas. Através dos ensaios de tração e medidas de microdureza, verificou-se que a presença dos precipitados melhora significativamente as propriedades mecânicas, sendo que os valores máximos de dureza, limite de escoamento e de resistência ocorrem para o tempo de 16 h de envelhecimento. Este efeito é decorrente de duas parcelas, uma dos precipitados intergranulares que se formam num processo de precipitação celular e a outra das partículas finamente dispersas (precipitados intragranulares). Em relação a resistência à corrosão, constatou-se que a liga, em todas as condições de tratamento térmico, apresenta um potencial de quebra (Eq) quando polarizada em eletrólitos que contém cloreto, sulfato ou sulfeto. Em 0,01M NaCl, o potencial Eq está relacionado com o processo de corrosão seletiva do níquel (desniquelação). Observou-se ainda que o envelhecimento provocou um aumento nos valores de Eq, sendo mais evidente para as amostras envelhecidas por 2 e 1.032 h. Nos ensaios de corrosão-erosão (realizados apenas nas condições solubilizada e envelhecida por 16 h), também ocorre o potencial Eq, mas os valores são mais baixos. Nestes casos foram observadas cavidades, que não estão relacionadas com o processo de corrosão seletiva, mas sim com o processo de erosão. Nos eletrólitos de 0,01M Na2SO4 e 0,0001M Na2S.9H2O o potencial Eq está relacionado com a formação de cavidades (pites), e não com o processo de corrosão seletiva. Nestes eletrólitos, não foi observada qualquer dependência entre Eq e o envelhecimento da liga, diferentemente do verificado em 0,01M NaCl, onde o envelhecimento proporcionou um efeito benéfico. Igualmente, não houve diferenças significativas nos valores de Eq quando o material foi submetido à corrosão-erosão. / The present work evaluated the corrosion resistance and mechanical properties of Cu10Ni-3Al-1.3Fe cupronickel alloy, in the solution-treated and 550°C aged conditions. It was also objective of the work to identify the microstructural changes in these conditions of aging treatment. Mechanical properties were evaluated through microhardness and tension tests; to evaluate the corrosion and corrosion-erosion resistance, potenciodynamic polarization tests were done in the stagnated condition and polarization associated to erosion in 0.01M NaCl, 0.01M Na2SO4 or 0.0001M Na2S.9H2O. The alloy had been casting and solution treated at 900°C, and after that cold rolled. From cold rolled sheet, specimens were solution treated at 900°C for 1 h, and aged at 550°C until 1,032 hours. The microstructural exams showed precipitation in the aged samples. The microhardness and tension tests showed that the presence of precipitates improve the mechanical properties, and the maximum value of hardness was obtained after 16 h of aging at 550°C. This effect is related to two microstructural aspects, one regarding intergranular precipitates that were formed by cellular precipitation and other related to the presence of finely dispersed intragranular precipitation. Concerning corrosion resistance, it was verified that the alloy, in all conditions, presented a break potential (Eq) when polarized in the tested solutions. In 0.01M NaCl, Eq is related with the process of selective corrosion of the nickel (denickelification). It was observed although that aging increased the values of Eq, being more evident for the aged samples for 2 and 1,032 h. The corrosion-erosion tests (just accomplished in the conditions solution-treated and aged by 16 h), also presented Eq, but the values were lower. In these cases cavities were observed, however not related to the process of selective corrosion, but to the erosion process. The tests in 0.01M Na2SO4 or 0.0001M Na2S.9H2O showed that Eq is related with the formation of cavities (pits), and not with the process of selective corrosion. In these solutions was not observed dependence between Eq and the aging time, differently of the verified in 0.01M NaCl, where the aging provided a beneficial effect. There were not significant differences in the values of Eq when the material was submitted to the corrosion-erosion in the solutions (0.01M Na2SO4 and 0.0001M Na2S.9H2O).

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2017-04-19T19:20:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação completa (FINAL).pdf: 5768431 bytes, checksum: 342e336553ff7aabb5d24cb8e9437063 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-19T19:20:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação completa (FINAL).pdf: 5768431 bytes, checksum: 342e336553ff7aabb5d24cb8e9437063 (MD5) Previous issue date: 2016-11-17 / CAPES / Nas diversas etapas processuais da indústria de petróleo – extração, recuperação, armazenamento, transporte e refino, os materiais metálicos são expostos a fluidos corrosivos e solicitações mecânicas. Na etapa de armazenamento, em tanques de petróleo, é possível evidenciar a presença de duas fases, uma oleosa e outra aquosa, que de forma isolada ou associada podem influenciar no processo corrosivo. No transporte de petróleo, apresenta-se o efeito de corrosão-erosão (C-E) gerado pela presença de sais, gases e partículas sólidas que prejudicam a integridade dos equipamentos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento do aço ASTM 572 Gr50 exposto a óleo cru, água do mar e misturas desses fluidos em diferentes proporções; sob condições estáticas simulando tanques de armazenamento e dinâmicas, visando simular transporte dos fluidos. Foram realizados testes de imersão do aço em diferentes fluidos corrosivos (óleo cru, água do mar, misturas de óleo e água do mar nas proporções de 20 e 50 % em volume de água do mar), ao longo de 60 dias em condições estáticas e dinâmicas. O processo corrosivo do material exposto aos diferentes meios foi analisado através de ensaios de perda de massa, análises eletroquímicas de potencial de circuito aberto (PCA), polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). A morfologia da corrosão foi avaliada através de microscopia eletrônica de microscopia óptica (MO) e varredura (MEV). Testes de microdureza Vickers e análises microestruturais foram realizados para analisar a ocorrência de mudanças nas propriedades mecânicas dos aços. Os resultados evidenciaram a influência do teor de água do mar no processo corrosivo, onde foram observados maiores valores de taxa de corrosão para os sistemas contendo maior proporção de água do mar. O mecanismo de C-E, observado nos sistemas dinâmicos mostrou ser mais agressivo que o processo de corrosão isoladamente (sistemas estáticos) o que foi observado por meio dos maiores valores de taxa de corrosão e também pelas morfologias de processo de deterioração da superfície vista por MO e MEV, onde cavidades de maior longitude e pites internos foram observados para os sistema sujeitos ao processo de C-E. Não foram observadas mudanças significativas na microestrutura do material após exposição às condições de fluido estudadas. Os resultados de MEV mostraram a presença de corrosão localizada em todos os sistemas, inclusive para os sistemas contendo apenas óleo cru, que apresentou baixa taxa de corrosão. Os ensaios eletroquímicos de PCA, polarização e EIE realizados com os eletrólitos advindos dos ensaios de imersão (fase aquosa) mostraram que o contato entre fluidos distintos (óleo e água do mar) sob condições de agitação, promove uma intensa troca composicional entre os meios, aumentando a agressividade e modificando a interação metal/meio. O eletrólito proveniente do sistema dinâmico contendo mistura de óleo e água do mar (50%) foi o que se mostrou mais agressivo, visto que no ensaio de polarização linear apresentou o maior valor de densidade de corrente anódica. / In the various procedural stages of the oil industry - extraction, recovery, storage, transportation and refining, metal materials are exposed to corrosive fluids and mechanical stresses. In oil tanks of the storage step, it is possible to demonstrate the presence of two phases, an oily and other aqueous, which isolated or associated, can influence the corrosion process. In the oil transport the corrosion-erosion (C-E) effect is present and it is generated by the presence of salts, gases and solid particles that can influence the integrity of the equipment. This study aimed to evaluate the behavior of ASTM 572 GR50 steel exposed to crude oil, sea water and mixtures of these fluids in different proportions; under static conditions simulating storage tanks and dynamic conditions, aiming to simulate fluid transport. Immersion tests were performed in different corrosive fluids (crude oil, seawater, oil mixtures and sea water in the proportions of 20 to 50% by seawater volume) for 60 days, under static conditions and dynamics. The corrosive process of material exposed to different media was analyzed by mass loss tests and electrochemical analysis of open circuit potential (OCP), potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The morphology of corrosion was assessed by microscopy optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM). Vickers microhardness testing and microstructure analysis were performed to examine the changes occurring in the mechanical properties of steels. The results showed the influence of the seawater content in the corrosion process, in which were observed higher corrosion rate values for the systems containing higher proportion of seawater. The C-E mechanism, seen in dynamical systems proved to be more aggressive than corrosion process isolated (static systems) which was observed by means of higher corrosion rate values and also by the morphologies of the surface deterioration process seen by OM and SEM, where the greater length and internal cavities pits were observed for the system subject to the C-E process; There were not significant changes in the microstructure of the material after exposure to conditions fluid studied. SEM results showed the presence of localized corrosion on all systems, including systems containing only crude oil, which showed low corrosion rate. Electrochemical test OCP, polarization and EIS conducted with electrolytes arising from immersion tests (aqueous phase), showed that the contact between different fluids (oil and seawater) under agitation conditions, promotes an intense exchange compositional between the fluids, increasing the aggressiveness and modifying the metal/media interaction. The electrolyte from the dynamic system containing a mixture of oil and seawater (50%) was the more aggressive electrolyte, as can be seen in the linear polarization that showed the highest value of anodic current density.