O aço inoxidável hiperduplex, SAF 2707 HD, foi desenvolvido com o intuito de se obter novas ligas com maior resistência à corrosão do que a disponível nos aços inoxidáveis duplex / superduplex. Além da melhorada resistência à corrosão, este tb oferece propriedades mecânicas superiores. Os aços hiperduplex são aços de última geração que possuem elevados teores de elementos de liga, principalmente cromo, molibdênio e nitrogênio. Este tipo de aço caracteriza-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita devido à distribuição controlada dos elementos alfagênicos e gamagênicos. O interesse por esses aços cresce gradativamente com a necessidade de novos materiais para diversas aplicações na indústria petrolífera. Porém, quando expostos e mantidos a temperaturas elevadas, na faixa entre 600C e 1000C, algumas fases intermetálicas podem se formar, em que a fase sigma () é a mais proeminente. Possui uma estrutura cristalina tetragonal complexa rica em Cr e Mo, tendo efeito deletério no material afetando tanto a resistência à corrosão, quanto as propriedades mecânicas. Para este fim, faz-se necessário estudos da junta soldada para delinear as limitações desses aços e aperfeiçoar a aplicação. Essa pesquisa teve como objetivo caracterizar a junta soldada por TIG autógeno manual com arco pulsado e não pulsado do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD. As técnicas empregadas foram a metalografia por ataque eletrolítico (reagente NaOH) e color etching (reagente Behara), medidas de microdureza e quantificação microestrutural por Processamento Digital de Imagem. Os aspectos microestruturais foram observados por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), estes passaram por etapas de processamento digital de imagens (PDI) para quantificar a fração volumétrica da fase austenita. Realizou-se análise química semi-quatitativa por EDS. Os resultados foram analisados estatisticamente através do teste de hipóteses com distribuição t de Student. Pela técnica color etching observou-se que a fase austenita foi gerada com distribuição mais homogênea para o arco pulsado, que o não pulsado. O ataque eletrolítico não revelou uma terceira fase (fase ) na junta soldada, a análise química por EDS não identificou uma variação significativa nos elementos presentes ao longo da zona de transição do metal de base para a zona de fusão. Através do PDI foram obtidos os valores médios da fração volumétrica de austenita de 36,38% (desvio padrão 6,40%) e 32,41% (desvio padrão 6,67%) para os dois métodos, pulsado e não pulsado, respectivamente. Foram obtidos os valores de microdureza para o metal de base 355,10 HV (desvio padrão 28,60) e para a zona de fusão 343,60 HV (desvio padrão 20,51) da amostra soldada pelo modo pulsado, para o modo não pulsado foram apresentaram os valores médios de 370,30 HV (desvio padrão 34,51) para o metal de base e de 345,20 HV (desvio padrão 41,33) para a zona de fusão. A análise estatística indicou que não houve variação significativa da fração volumétrica da fase austenita no cordão de solda para as duas condições testadas e não houve variação da microdureza entre a zona de fusão e o metal de solda das amostras submetidas aos dois processos.

Good toughness properties in base and weld material enable the use of duplex stainless steels (DSS) in critical applications. DSS offer high strength compared to common austenitic stainless steels. The high strength can be utilized to reduce the wall thickness and accordingly accomplish reduction of cost, welding time and transportation weight, contributing to ecological and energy savings. Although DSS have been used successfully in many applications the last decades, the full utilisation in pressure vessels has been restricted due to conservative design rules. The consequences of failure in a pressure vessel are often very severe and it is accordingly important to verify a high ductility and fracture toughness. In this study fracture toughness data has been generated that has been used to analyse the brittle failure model in the European pressure vessel code EN 13445. The evaluation of the results has been made successfully by the master curve analysis, previously applied to ferritic steels. The master curve analysis includes calculation of a reference temperature, which can be correlated to an impact toughness transition temperature. A correlation between fracture and impact toughness results is necessary for a practically applicable design code. The heat distribution and austenite reformation have been modelled to verify satisfactory toughness properties in the heat affected zone. A similar model was used to evaluate the nucleation and diffusional growth of sigma phase during isothermal heat treatment or continuous cooling. For future stainless steel development, the availability of satisfactory correlations between composition, microstructure and mechanical properties are essential to optimize alloy design. Stainless steel data has been analysed to find approximate relations between mechanical properties and the chemical composition, grain size, ferrite content, product thickness and solution hardening size misfit parameter. The solution hardening effect was successfully predicted by the Labusch-Nabarro relation and multiple regression analyses were used to evaluate hardening equations for stainless steel. / QC 20100920

O aço inoxidável hiperduplex, SAF 2707 HD, foi desenvolvido com o intuito de se obter novas ligas com maior resistência à corrosão do que a disponível nos aços inoxidáveis duplex / superduplex. Além da melhorada resistência à corrosão, este tb oferece propriedades mecânicas superiores. Os aços hiperduplex são aços de última geração que possuem elevados teores de elementos de liga, principalmente cromo, molibdênio e nitrogênio. Este tipo de aço caracteriza-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita devido à distribuição controlada dos elementos alfagênicos e gamagênicos. O interesse por esses aços cresce gradativamente com a necessidade de novos materiais para diversas aplicações na indústria petrolífera. Porém, quando expostos e mantidos a temperaturas elevadas, na faixa entre 600C e 1000C, algumas fases intermetálicas podem se formar, em que a fase sigma () é a mais proeminente. Possui uma estrutura cristalina tetragonal complexa rica em Cr e Mo, tendo efeito deletério no material afetando tanto a resistência à corrosão, quanto as propriedades mecânicas. Para este fim, faz-se necessário estudos da junta soldada para delinear as limitações desses aços e aperfeiçoar a aplicação. Essa pesquisa teve como objetivo caracterizar a junta soldada por TIG autógeno manual com arco pulsado e não pulsado do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD. As técnicas empregadas foram a metalografia por ataque eletrolítico (reagente NaOH) e color etching (reagente Behara), medidas de microdureza e quantificação microestrutural por Processamento Digital de Imagem. Os aspectos microestruturais foram observados por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), estes passaram por etapas de processamento digital de imagens (PDI) para quantificar a fração volumétrica da fase austenita. Realizou-se análise química semi-quatitativa por EDS. Os resultados foram analisados estatisticamente através do teste de hipóteses com distribuição t de Student. Pela técnica color etching observou-se que a fase austenita foi gerada com distribuição mais homogênea para o arco pulsado, que o não pulsado. O ataque eletrolítico não revelou uma terceira fase (fase ) na junta soldada, a análise química por EDS não identificou uma variação significativa nos elementos presentes ao longo da zona de transição do metal de base para a zona de fusão. Através do PDI foram obtidos os valores médios da fração volumétrica de austenita de 36,38% (desvio padrão 6,40%) e 32,41% (desvio padrão 6,67%) para os dois métodos, pulsado e não pulsado, respectivamente. Foram obtidos os valores de microdureza para o metal de base 355,10 HV (desvio padrão 28,60) e para a zona de fusão 343,60 HV (desvio padrão 20,51) da amostra soldada pelo modo pulsado, para o modo não pulsado foram apresentaram os valores médios de 370,30 HV (desvio padrão 34,51) para o metal de base e de 345,20 HV (desvio padrão 41,33) para a zona de fusão. A análise estatística indicou que não houve variação significativa da fração volumétrica da fase austenita no cordão de solda para as duas condições testadas e não houve variação da microdureza entre a zona de fusão e o metal de solda das amostras submetidas aos dois processos.

The super duplex stainless steels are often used in applications where high mechanical strength is required, combined with corrosion resistance, especially in highly aggressive environments. However, when certain manufacturing processes are involved (hot forming or welding, for example) can occur the precipitation of undesirable phases, causing reduction of both mechanical properties as well as corrosion resistance. Particularly between 700 and 900 ÂC may occur sigma phase formation. This phase is responsible for the reduction of corrosion and mechanical resistance of super duplex steels. Through computer simulation in Thermo-CalC program, the phase diagram of ASTM A890 GRADE 1C super duplex stainless steel showed higher precipitated fraction of this phase in 830 ÂC temperature. Thus, this essay aims to evaluate the influence of isothermal treatment time in regards to this material aging, the corrosion resistance due to the formation of sigma phase. The evaluation of corrosion resistance was performed through open circuit potential monitoring, electrochemical impedance and potentiodynamic polarization tests (anodic branch) in 0.5 M H2SO4 solution, 0.5 M H2SO4 + 0.5M HCl and 0.5 M HCl at temperatures of 25, 35 and 45 ÂC. Additionally, a microstructural characterization of this material was performed by quantification phase through optical microscopy, morphological analysis by Scanning and Transmission Electron Microscopy, coupled techniques Electron backscattered diffraction and Electron Energy Dispersion Spectroscopy, and Vickers microhardness measures. The microstructural and morphological characterization confirmed the presence of sigma phase in super duplex stainless steel 1C and that the amount of this phase increases with aging heat treatment time. This phase showed a greater microhardness than the ferrite and austenite phases. The aging heat treatment influenced negatively on corrosion resistance of the steel when exposed to acidic solutions of H2SO4 and HCl at 25 ÂC, mainly when these are present in the same solution, probably due to their low pH. In this solution (H2SO4 + HCl), both increasing the aging heat treatment time as well as the temperature (35 and 45 ÂC), affects negatively the sample corrosion resistance, decreasing acoording a higher content of this phase. / Os aÃos inoxidÃveis super duplex sÃo frequentemente utilizados em aplicaÃÃes onde à necessÃria uma grande resistÃncia mecÃnica, combinada a resistÃncia à corrosÃo, especialmente em ambientes de elevada agressividade. Entretanto, ao sofrer determinados processos de fabricaÃÃo (conformaÃÃo a quente ou soldagem, por exemplo), pode ocorrer à precipitaÃÃo de fases indesejÃveis, que causam tanto reduÃÃo de propriedades mecÃnicas quanto afetam a resistÃncia à corrosÃo. Particularmente entre 700 ÂC e 900 ÂC pode ocorrer à formaÃÃo de fase sigma. Esta fase à responsÃvel pela reduÃÃo da resistÃncia à corrosÃo e mecÃnica dos aÃos inoxidÃveis super duplex. Por meio de simulaÃÃo computacional no programa Thermo-CalCÂ, o diagrama de fases do aÃo inoxidÃvel super duplex ASTM A890 GRAU 1C apresentou maior fraÃÃo precipitada desta fase na temperatura de 830 ÂC. Assim, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a influÃncia do tempo de tratamento isotÃrmico de envelhecimento deste material, na resistÃncia à corrosÃo devido à formaÃÃo da fase sigma. A avaliaÃÃo da resistÃncia à corrosÃo foi realizada por meio do monitoramento do potencial de circuito aberto, impedÃncia eletroquÃmica e de ensaios de polarizaÃÃo potenciodinÃmica (ramo anÃdico) em soluÃÃo de H2SO4 0,5 M, H2SO4 0,5 M + HCl 0,5 M e HCl 0,5 M, nas temperaturas de 25, 35 e 45 ÂC. Adicionalmente, foi realizada a caracterizaÃÃo microestrutural desse material atravÃs de quantificaÃÃo de fases por microscopia Ãtica, anÃlise morfolÃgica por Microscopia EletrÃnica de Varredura e TransmissÃo, acoplados as tÃcnicas de DifraÃÃo de ElÃtrons Retroespalhados e Espectroscopia de DispersÃo de Energia de ElÃtrons, alÃm de medidas de microdureza vickers. A caracterizaÃÃo microestrutural e morfolÃgica confirmou a presenÃa de fase sigma no aÃo inoxidÃvel super duplex 1C e que a quantidade desta fase aumenta com o tempo de tratamento tÃrmico de envelhecimento. Esta fase apresentou microdureza maior que as fases ferrita e austenita. O tratamento tÃrmico de envelhecimento influenciou de maneira negativa na resistÃncia a corrosÃo desse aÃo quando exposto a soluÃÃes Ãcidas de H2SO4 e HCl a 25 C, principalmente quando este estÃo presentes na mesma soluÃÃo, devido provavelmente ao seu baixo pH. Nesta soluÃÃo (H2SO4 + HCl), tanto o aumento do tempo de tratamento tÃrmico de envelhecimento quanto o aumento da temperatura (35 e 45 ÂC), afetam negativamente na resistÃncia à corrosÃo do material estudado, diminuindo à medida que se tem um maior conteÃdo de fase sigma.

To address the size limitation of the powder bed fusion system in additive manufacturing, the welding properties of 316L stainless steel manufactured by SLM 125HL are investigated by conducting hot ductility test and nil strength temperature (NST) test with a physical thermal mechanical simulator, Gleeble. In this study, the print orientations (Zdirection and XY-direction) and the laser patterns (stripe and checker board) are studied. In NST test, the orientation showed a statistical significance in NST: Z-direction was 1384°C and XY-direction was 1400°C. In hot ductility test, all of ductility curves show similar behaviors: hardening region, recrystallization region, and liquation region. The additively manufactured 316L shows poor ductility compared to wrought 316L stainless steel. Also, there is a noticeable difference in ductility between laser pattern. Finally, ductility after the thermal cycle shows higher than that before the thermal cycle. For the future recommendation, investigation on the interelayer temperatures and sigma phase determination should be conducted to confirm the hypotheses to explain the phenomena observed in this study.

Duplex Stainless Steels (DSS) are used extensively in various industrial applications where the properties of both austenite and ferrite steels are required. Higher mechanical strength and superior corrosion resistance are the advantages of DSS. One of the main drawbacks for Duplex steels is precipitation of sigma phase and other intermetallic phases adversely affecting the mechanical strength and the corrosion behavior of the steels. The precipitation of these secondary phases and the associated brittleness can be due to improper heat treatment. The instability in the microstructure of Duplex stainless steels can be studied by understanding the phase transformations especially the ones involving sigma phase. To reduce the time and effort to be put in for experimental work, computational simulations are used to get an initial understanding on the phase transformations. The present thesis work is on the phase transformations involving sigma phase for Fe-Cr system and Fe-Cr-Ni system using theoretical approach in 1D and 2D geometries. A phase field model is implemented for the microstructural evolution in DSS in combination with thermodynamic data collected from the Thermo-Calc software. The Wheeler Boettinger McFadden (WBM) model is used for Gibbs energy interpolation of the system. FiPy- Finite volume PDE solver written in python is used to simulate the phase transformation conditions first in Fe-Cr system for ferrite-austenite and ferrite-sigma phase transformations. It is then repeated for Fe-Cr-Ni ternary system. In the present study a model was developed for deriving Gibbs energy expression for sigma phase based on the common tangent condition. This model can be used to describe composition constrained phases and stoichiometric phases using the WBM model in phase field modeling. Cogswell’s theory of using phase order variable instead of an interpolating polynomial in the expression for Gibbs energy of whole system is also tried.

Os aços inoxidáveis duplex são materiais com um excelente desempenho, devido às suas sobressalentes propriedades mecânicas e excelente resistência à corrosão. Uma composição química adequada e microestrutura balanceada são as responsáveis por esta combinação de propriedades. No entanto, são estes mesmos fatores que os fazem especialmente susceptíveis à precipitação de fases intermetálicas, com efeitos maléficos no seu desempenho. Durante os ciclos térmicos de uma soldagem multipasse, a precipitação de intermetálicos é crítica. Foi desenvolvido um método para simular os ciclos térmicos de uma solda multipasse. Usando este método, foi estudada a precipitação de nitreto de cromo e fase sigma na zona afetada pelo calor submetida a temperaturas abaixo de 950°C dos aços inoxidáveis duplex UNS S31803 e S32550. Foram estudadas energias de soldagem na faixa de 0,4 a 1,0 kJ/mm. Foi determinada mediante extração de precipitados, seguida de difração de raios X na câmara de Debye-Scherrer e microscopia eletrônica de transmissão, a precipitação de nitreto de cromo para energias de soldagem de 0,4 a 1,0 kJ/mm e de fase sigma para energias de soldagem de 0,6-1,0 KJ/mm, no UNS S32550. Já o UNS S31803 não apresentou precipitação alguma para as energias de soldagem estudadas. Baseando-se nos resultados verifica-se que durante uma soldagem multipasse o UNS S31803 é menos propenso que o UNS S32550 à precipitação de intermetálicos na zona afetada pelo calor submetida a temperaturas abaixo de 950°C. / Duplex stainless steels belong to a group of high performance stainless steels regarding to corrosion and mechanical properties. These achievements are related to a suitable chemical composition and a balanced microstructure. During welding thermal cycles the microstructure changes and, consequently, corrosion and mechanical properties might be impaired due to a precipitation of intermetallic phases. This precipitation is an issue to be addressed for multipass welding. It was developed a method for simulate the multipass welding thermal cycles. Using this method chromium nitride and sigma phase precipitation was studied in a simulated heat affected zone of multipass welding (three passes) of UNS S31803 and UNS S32550 duplex stainless steels with different heat inputs (0,4 to 1,0 kJ/mm). The HAZ simulated region was below 950°C maximum temperature. Microstructural characterization of simulated samples showed discontinuous films of a precipitated phase at ferrite/ferrite grain boundaries and ferrite/austenite interfaces were observed only in a UNS S32550 duplex grade for all heat inputs simulated. This suggests that sigma phase and chromium nitride precipitation took place during sample thermocycling. X-ray diffraction in a Debye-Scherrer chamber of extracted precipitates and electron diffraction by TEM confirmed the presence of chromium nitrides for all range of heat input studied and sigma phase for heat input above 0,6 kJ/mm. On the other hand, microstructural analysis of UNS S31803 simulated samples did not present precipitation of intermetallic phases in the tested temperature range of HAZ. Based on these results, UNS S31803 is more resistant than UNS S32550 to intermetallic phases precipitation in multipass welding.

O aço inoxidável hiperduplex possui alta resistência a corrosão por pite em ambientes contendo cloretos, quando comparado a outros aços inoxidáveis comercialmente conhecidos. Possui boas propriedades mecânicas, com limite de escoamento superior a 700MPa e limite de resistência a tração em torno de 1000MPa. Essas propriedades o tornam muito atrativos para aplicações em ambientes contendo cloretos, e por isso tem tido destaque na indústria de óleo e gás, refinarias, plataformas offshore, etc. A liga hiperduplex é composta por uma estrutura bifásica, contendo proporções aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Esse material possui boa soldabilidade, mas por ser termodinamicamente metaestável, em altas temperaturas pode ocorrer a precipitação de fases intermetálicas não desejáveis, o que resulta em perda de propriedades mecânicas e diminuição da resistência a corrosão. A fase sigma tem sido fortemente estudada, pois é comum sua precipitação nos aços inoxidáveis da família duplex durante o procedimento de soldagem se este não for muito bem controlado. A fase sigma precipita preferencialmente na fase ferrítica, devido a maior concentração de Cr e Mo, que são os elementos formadores da fase. A resistência a corrosão é reduzida e as propriedades mecânicas do material são alteradas o tornando frágil devido a presença da fase sigma. É formada entre 600C e 1000C e possui uma estrutura tetragonal complexa. O objetivo do trabalho foi identificar a possível presença da fase sigma na junta soldada do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD (UNS S32707) pelo processo TIG autógeno manual através da difração de raios-x. Nessa pesquisa, foram analisadas uma junta soldada do material pelo processo TIG autógeno manual com arco pulsado. Complementando o estudo foram analisadas seis amostras do aço inoxidável superduplex, sendo que cinco amostras sofreram tratamento térmico para a proposital formação da fase sigma. O refinamento do resultado da difração das amostras foi feito utilizando o método de Rietveld no software Topas Academic versão 4.1. O resultado da amostra soldada de hiperduplex apresentou as fases austenita, ferrita e alguns prováveis óxidos. Os resultados das amostras de superduplex tratadas termicamente apresentaram a fase sigma, conforme esperado na pesquisa, e as fases austenita e ferrita. / Hyperduplex stainless steel has high pitting corrosion resistance in chloride enviroments, when they were compared to other commercially stainless steel. It has good mechanical properties, with yield strength exceeding 700MPa and tensile strength limit around 1000MPa. These properties make it very attractive for applications in chlorides environments, and for this reason had been emphasis on applications for oil and gas industry, refineries, offshore platforms, etc. The alloy hyperduplex is composed of a biphasic structure, containing approximately the same proportions of ferrite and austenite. This material has good weldability, but as it is thermodynamically metastable, at high temperatures can occur the precipitation of undesired intermetallic phases, resulting in loss of mechanical properties and reduced corrosion resistance. The sigma phase has been much investigated because their common precipitation in the different kinds of duplex stainless steels during the welding procedure if not well controlled. The sigma phase use to precipitate preferentially in the ferritic phase, because of the higher concentration of Cr and Mo, which are the elements of the phase formation. This phase reduces corrosion resistance and modify the mechanical properties making the material brittle. The sigma phase is formed between 600C and 1000C and has a tetragonal complex structure. The aim of this study is characterize the phases of an hyperduplex welded join SAF 2707 HD (UNS S32707) for TIG manual autogenous process and the cry size. In this research was analyzed an welded joint of the material for autogenous arc pulsed TIG manual. Complementing the study, six superduplex stainless steel samples were analyzed, and five of this were subjected to heat treatment for the purposeful sigma formation. The samples were analyxed for x-ray diffraction technique. The refinement results were done by Rietveld Method in Topas Academic 4.1 version software. The welded join of hyperduplex showed the austenite, ferrite and some probable oxides. The results of the heat treated samples of superduplex showed the sigma phase, as expected in this research, and the austenite and ferrite phases.

O aço inoxidável hiperduplex possui alta resistência a corrosão por pite em ambientes contendo cloretos, quando comparado a outros aços inoxidáveis comercialmente conhecidos. Possui boas propriedades mecânicas, com limite de escoamento superior a 700MPa e limite de resistência a tração em torno de 1000MPa. Essas propriedades o tornam muito atrativos para aplicações em ambientes contendo cloretos, e por isso tem tido destaque na indústria de óleo e gás, refinarias, plataformas offshore, etc. A liga hiperduplex é composta por uma estrutura bifásica, contendo proporções aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Esse material possui boa soldabilidade, mas por ser termodinamicamente metaestável, em altas temperaturas pode ocorrer a precipitação de fases intermetálicas não desejáveis, o que resulta em perda de propriedades mecânicas e diminuição da resistência a corrosão. A fase sigma tem sido fortemente estudada, pois é comum sua precipitação nos aços inoxidáveis da família duplex durante o procedimento de soldagem se este não for muito bem controlado. A fase sigma precipita preferencialmente na fase ferrítica, devido a maior concentração de Cr e Mo, que são os elementos formadores da fase. A resistência a corrosão é reduzida e as propriedades mecânicas do material são alteradas o tornando frágil devido a presença da fase sigma. É formada entre 600C e 1000C e possui uma estrutura tetragonal complexa. O objetivo do trabalho foi identificar a possível presença da fase sigma na junta soldada do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD (UNS S32707) pelo processo TIG autógeno manual através da difração de raios-x. Nessa pesquisa, foram analisadas uma junta soldada do material pelo processo TIG autógeno manual com arco pulsado. Complementando o estudo foram analisadas seis amostras do aço inoxidável superduplex, sendo que cinco amostras sofreram tratamento térmico para a proposital formação da fase sigma. O refinamento do resultado da difração das amostras foi feito utilizando o método de Rietveld no software Topas Academic versão 4.1. O resultado da amostra soldada de hiperduplex apresentou as fases austenita, ferrita e alguns prováveis óxidos. Os resultados das amostras de superduplex tratadas termicamente apresentaram a fase sigma, conforme esperado na pesquisa, e as fases austenita e ferrita. / Hyperduplex stainless steel has high pitting corrosion resistance in chloride enviroments, when they were compared to other commercially stainless steel. It has good mechanical properties, with yield strength exceeding 700MPa and tensile strength limit around 1000MPa. These properties make it very attractive for applications in chlorides environments, and for this reason had been emphasis on applications for oil and gas industry, refineries, offshore platforms, etc. The alloy hyperduplex is composed of a biphasic structure, containing approximately the same proportions of ferrite and austenite. This material has good weldability, but as it is thermodynamically metastable, at high temperatures can occur the precipitation of undesired intermetallic phases, resulting in loss of mechanical properties and reduced corrosion resistance. The sigma phase has been much investigated because their common precipitation in the different kinds of duplex stainless steels during the welding procedure if not well controlled. The sigma phase use to precipitate preferentially in the ferritic phase, because of the higher concentration of Cr and Mo, which are the elements of the phase formation. This phase reduces corrosion resistance and modify the mechanical properties making the material brittle. The sigma phase is formed between 600C and 1000C and has a tetragonal complex structure. The aim of this study is characterize the phases of an hyperduplex welded join SAF 2707 HD (UNS S32707) for TIG manual autogenous process and the cry size. In this research was analyzed an welded joint of the material for autogenous arc pulsed TIG manual. Complementing the study, six superduplex stainless steel samples were analyzed, and five of this were subjected to heat treatment for the purposeful sigma formation. The samples were analyxed for x-ray diffraction technique. The refinement results were done by Rietveld Method in Topas Academic 4.1 version software. The welded join of hyperduplex showed the austenite, ferrite and some probable oxides. The results of the heat treated samples of superduplex showed the sigma phase, as expected in this research, and the austenite and ferrite phases.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-05-23T14:29:46Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4795148 bytes, checksum: c54fd3a89b2f0d0910af969c83f2d9b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T14:29:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4795148 bytes, checksum: c54fd3a89b2f0d0910af969c83f2d9b6 (MD5) Previous issue date: 2015-06-18 / Duplex stainless steels (AID) are characterized for having good mechanical strength and corrosion. However, when subjected to manufacturing processes requiring the material thermal cycles with temperatures above 600 ° C, occurs emergence of fragile phases that compromise his toughness and corrosion resistance. Among these phases there is the presence of σ phase, rich in chromium and high hardness. In this paper we sought to develop a monitoring technique of the formation of σ phase. This technique is based on the study of the interaction between microstructure of the duplex stainless steel and the magnetic field applied to the material. Specimen with different amounts of σ phase were obtained by aging at temperatures of 800 °C and 900 °C. Aged AID was characterized by optical microscopy and scanning electron, hardness tests, impact tests and X-ray diffraction. The volumetric percentage of this phase was estimated by X-ray diffraction and processing of optical microscopy images. The magnetic field measurements were performed with a Hall effect sensor. The results show that the rise of the phase reduced the σ value of the magnetic permeability of the material, indicating that the magnetic properties and permeability measurements, as well as the resultant magnetic field, can be used for monitoring formation of this phase. The study proves to be developed effective technique for monitoring the duplex stainless steel embrittlement. / Os aços inoxidáveis duplex (AID) se caracterizam por apresentarem boa resistência mecânica e à corrosão. Contudo, quando submetidos a processos de fabricação que impõe ao material ciclos térmicos com temperaturas acima de 600 oC, ocorre surgimento de fases fragilizantes que comprometem a sua tenacidade e resistência à corrosão. Entre essas fases destaca-se a presença da fase σ, rica em cromo e de elevada dureza. Neste trabalho buscou-se desenvolver uma técnica de acompanhamento da formação da fase σ. Essa técnica se baseou no estudo da interação entre microestrutura do aço inoxidável duplex e ao campo magnético aplicado ao material. Amostras com diferentes quantidades de fase σ foram obtidas pelo envelhecimento nas temperaturas de 800ºC e 900ºC. O AID envelhecido foi caracterizado por microscopia ótica e eletrônica de varredura, ensaios de dureza, testes de impacto e difração de raios X. O percentual volumétrico dessa fase foi estimado por difração de raios X e processamento de imagens de microscopia óptica. As medidas de campo magnético foram realizadas com um sensor de efeito Hall. Os resultados mostram que o surgimento da fase σ reduziu o valor da permeabilidade magnética do material, indicando que as propriedades magnéticas e que medidas de permeabilidade, bem como do campo magnético resultante, podem ser utilizadas para acompanhamento de formação dessa fase. O estudo comprova ser a técnica desenvolvida eficaz para monitoramento da fragilização de aço inox duplex.