Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJRSM.pdf: 4296765 bytes, checksum: cc08b53294dde86bfbf1078e27e8a4eb (MD5) Previous issue date: 2004-08-30 / Although duplex stainless steels exhibit good performance in many severe corrosive environments, their corrosion resistance can be hampered by precipitation of chromium (Cr) rich phases during aging heat treatments. Microstructural changes and corrosion behavior in two alloys with high and low content of chromium were investigated. Duplex stainless steels samples were aged at low temperatures (300°C and 400°C) for 3000, 5000 and 7000 hours. The changes at the microstructure were followed during the annealing time using an optical microscopy and measurements of phase percentages. Nanohardness was used in order to identify the phase responsible for the increasing in the global hardness. Immersion tests in ferric chloride cloreto férrico (FeCl3.6H2O 10%) and surface analysis by XPS were conducted intending to quantify the depletion in the corrosion resistance and identify the oxides presented in the surface oxide layer. G phase precipitation and α phase due to spinodal decomposition was identified by transmission electron microscopy. It was detected that the micro-structural changes affect the global properties, remarkably the global hardness and the corrosion resistance. TEM results showed that the Cr rich precipitation occurs manly in the ferritic phase. Spinodal decomposition and heterogeneous precipitation of G phase were found to be responsible for degradations of the corrosion properties. The results also showed a difference between the kinetics of precipitation of the lower Cr content sample and the higher Cr sample. The phenomena of precipitation and coalescence of Cr rich phases must be related with the increasing and decreasing tendencies of hardness, respectively and, inversely, the decreasing and increasing tendency of the resistance to localized corrosion and corrosion rates, which were determined by two electrochemical techniques (Tafel extrapolation and polarization resistance methods) and were compared with the rates determined by weight-loss measurements. / Embora os aços inoxidáveis duplex apresentem boa performance em vários ambientes corrosivos, esta resistência à corrosão pode ser comprometida pela precipitação de fases ricas em cromo (Cr) durante os tratamentos de envelhecimento. As alterações microestruturais e do comportamento à corrosão em duas ligas com alto teor de cromo e baixo teor de cromo foram estudadas. Amostras de aços inoxidáveis duplex foram envelhecidas a baixas temperaturas (300ºC e 400ºC) por tempos de 3000, 5000 e 7000h. As alterações na microestrutura foram observadas durante o tempo de tratamento usando microscopia óptica e com isso medindo-se as porcentagens de fases. Análises de nanodurezas foram utilizadas para identificar a fase responsável pelo aumento da dureza global da liga. Testes de imersão em cloreto férrico (FeCl3 10%), seguindo a norma ASTM G 38, à temperatura ambiente, e analise de superfície pelo XPS foram realizadas com o intuito de quantificar a queda da resistência à corrosão e identificar os óxidos presentes na superfície da camada oxida. A precipitação de fases G e α devido a decomposição spinodal foi identificada pela microscopia eletrônica de transmissão, e que este fenômeno associado às mudanças microestruturais afetaram as propriedades globais, especialmente a dureza global e a resistência à corrosão. Os resultados do TEM mostraram que as precipitações ricas em Cr ocorrem principalmente na fase ferritica. A decomposição spinodal e a precipitação heterogênea de fase G foram as responsáveis pela degradação das propriedades de corrosão. Os resultados também mostram uma diferença entre as cinéticas de precipitações das amostras contendo alto teor de Cr e baixo teor de Cr. Os fenômenos de precipitação e coalescencia das fases ricas em cromo são relatados pelas tendências de aumentos e decréscimos da dureza, respectivamente e, inversamente, os decréscimos e aumentos da resistência à corrosão localizada e taxas de corrosão, as quais foram determinadas por técnicas eletroquímicas (Extrapolação de Tafel e método de resistência à polarização) e foram comparados com as taxas determinadas por perda de massa.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6314.pdf: 5042796 bytes, checksum: e87b89597b0bd7b0b514d9fbd4216bab (MD5) Previous issue date: 2013-10-18 / Financiadora de Estudos e Projetos / The UNS N26455 is a superalloy of the Ni-Cr-Mo system used on offshore platforms as components of injection pumps. This alloy has low-carbon content and high levels of Cr and Mo. This composition gives the material high resistance to various forms of corrosion in different types of environments. However, in some aggressive conditions containing high concentrations of chloride, high temperatures and presence of corrosive gases, the alloy UNS N26455 may show localized corrosion. As an aggravating factor, prolonged exposure of this alloy at high temperatures may favor the preferential precipitation of intermetallic phase P. This precipitate is rich in Cr and Mo and changes the composition of the alloy in the matrix/precipitate interface, and in turn promotes localized corrosion of the material. In this work, the effect of P phase precipitation in localized corrosion resistance was studied using electrochemical techniques: anodic potentiodynamic polarization, cyclic polarization, potentiostatic technique, crevice repassivation potential (THE), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Mott-Schottky (MS). The experiments were carried out in environments containing high concentrations of chloride ions (100.000 e 180.000 ppm), with and without CO2 saturation, and at temperatures of 25 °C, 40 °C and 75 °C. The potentiodynamic results indicated that the alloy UNS N26455 in as-cast condition is extremely resistant to pitting corrosion. On the other hand, increasing the concentration of precipitates in the microstructure of the alloy, active dissolution occurs in potentials above 250 mVAg/AgCl. After potentiostatic testing and analysis by SEM, it was found that the dissolution occurs at the interface matrix/precipitate. The repassivation potential is not affected by the concentration of P phase, however, the weight loss obtained in the crevice corrosion test increased with the addition of the second phase in the microstructure of the alloy. The EIS results showed that the polarization resistance decreases with increasing P precipitates, indicating changes in the characteristics of the passive viii film. MS experiments showed that the passive film formed on alloy UNS N26455 shows n-type semiconducting behavior and the donor density increases with increasing concentration of the second phase. / A liga UNS N26455 é uma liga do sistema Ni-Cr-Mo que é utilizada em componentes de bombas de injeção de plataformas offshore . Esta liga possui baixo teor de C e teores elevados de Cr e Mo. Esta composição confere ao material elevada resistência a várias formas de corrosão em diferentes tipos de ambientes. No entanto, em algumas condições agressivas contendo altas concentrações de cloreto, elevadas temperaturas e presença de gases corrosivos, a liga UNS N26455 pode sofrer corrosão localizada. Como agravante, a exposição prolongada deste material em altas temperaturas pode favorecer a precipitação preferencial da fase intermetálica P. Este precipitado é rico em Cr e Mo e modifica a composição da liga na região de interface matriz/precipitado, e por sua vez favorece a corrosão localizada do material. Neste trabalho, o efeito da precipitação da fase P na resistência à corrosão localizada foi estudado utilizando as técnicas eletroquímicas: polarização anódica potenciodinâmica, polarização potenciodinâmica cíclica, técnica potenciostática, potencial de repassivação de frestas (THE), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e Mott-Schottky (MS). Os ensaios foram realizados em soluções contendo altas concentrações de íons cloreto (100.000 e 180.000 ppm), na condição saturada em CO2 e sem saturação, e nas temperaturas de 25 °C, 40 °C e 75 °C. Os resultados potenciodinâmicos indicaram que a liga UNS N26455 na condição bruta de fusão é extremamente resistente à corrosão localizada. Por outro lado, com o aumento da concentração de precipitados na microestrutura da liga, ocorre a dissolução ativa da fase P em potenciais acima de 250 mVAg/AgCl. Após ensaios potenciostáticos e análise por MEV, verificou-se que a dissolução da fase P ocorre na interface matriz/precipitado. O potencial de repassivação não é afetado pela concentração de fase P, no entanto, a perda de massa obtida nos ensaios de corrosão por fresta aumentou com o aumento de segunda fase na microestrutura da liga. Os resultados de EIS mostraram que a resistência à polarização diminui com o aumento de precipitados P, indicando modificações nas características do filme passivo. Os ensaios de MS mostraram que o filme passivo formado na liga UNS N26455 nas condições estudadas apresenta comportamento semicondutor tipo-n e a densidade de doadores aumenta com o aumento da concentração de segunda fase.