Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-11T12:59:05Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoAmaciamentoAço.pdf: 15774852 bytes, checksum: 6be0334d33747343a4d5a08e709a58ae (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T19:42:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoAmaciamentoAço.pdf: 15774852 bytes, checksum: 6be0334d33747343a4d5a08e709a58ae (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T19:42:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoAmaciamentoAço.pdf: 15774852 bytes, checksum: 6be0334d33747343a4d5a08e709a58ae (MD5) Previous issue date: 2008 / As mudanças no comportamento de amaciamento que ocorrem durante a deformação a quente de aços inoxidáveis ferríticos tipo ABNT 430 foram analisadas por meio de simulação de laminação por ensaios de torção a quente, objetivando a obtenção de microestrutura adequada para as etapas de estampagem. Corpos-de-prova para ensaio de torção foram usinados a partir de uma chapa do aço inoxidável do tipo ABNT 430 retirada após laminação de desbaste. Ensaios de torção em resfriamento contínuo foram realizados em uma máquina universal de ensaios mecânicos. O aquecimento dos corpos-de-prova foi realizado por uma bobina de indução eletromagnética acoplada a uma fonte com controlador programável. Uma atmosfera de proteção composta por argônio e nitrogênio na proporção de 85/15 foi utilizada com a finalidade de evitar a oxidação e reduzir a desnitretação da amostra. Um ciclo de visão geral foi feito para a determinação das temperaturas de mudança de comportamento de amaciamento através do ajuste da curva de tensão média de torção em função do inverso da temperatura. Os corpos-de-prova foram aquecidos até 1200°C a uma velocidade de 2°C/s e mantidos nesta temperatura por 120s, antes do resfriamento a 1°C/s. A partir de 1170°C foram aplicados passes de deformação equivalente de 0,2 a cada intervalo de 30°C até a temperatura final de 690°C. As temperaturas de mudança de comportamento de amaciamento determinadas foram aproximadamente 850°C e a 1000°C. Ensaios interrompidos foram então realizados em temperaturas no intervalo de 1050°C a 810°C. Ao término de cada ensaio o corpo-de-prova foi submetido a resfriamento rápido com CO2 e sua microestrutura foi analisada por microscopia óptica com luz polarizada. Em seguida foram realizados ensaios com mesmo ciclo aquecimento e resfriamento e aplicada a deformação equivalente de 1,0 em passe único nas temperaturas de 1080, 930 e 840°C. As micrografias das amostras de múltiplos passes, associadas às medidas de dureza confirmaram a existência de duas temperaturas de ocorrência de mecanismos de amaciamento distintos. Nas amostras dos ensaios de passes simples, foi observado recristalização naquelas deformadas em 840 e 930°C, e recuperação e contornos de subgrãos na amostra deformada em 1080°C. A recristalização do aço inoxidável ABNT 430 pode ocorrer na faixa de temperatura de aproximadamente 850 a 1000°C, para temperaturas acima desta faixa a recuperação é o mecanismo de amaciamento predominante. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The softening behavior changes that occur during hot deformation of ABNT 430 ferritic stainless steels were analyzed by hot rolling simulation using torsion tests aiming at achieving better microstructure for drawing process. Torsion specimens were machined from hot rolled plates 28mm in thickness after roughing mill. Interrupted deformation torsion tests were performed during continuous cooling. Tests were carried out in an electro-mechanical Instron 1125 universal testing computer controlled machine. The specimens were heated in an induction heating system. They were protected from oxidation as well as loss of N2 by a gas mixture of Ar plus N2 in the ratio of 85/15. A cycle of general vision was made for the temperatures determination of change in softening behavior of the steel through the adjustment of the curve of torsional mean stress in function of the inverse of the temperature. Specimens were first heated up to 1200°C with a rate of 2°C/s and held at this temperature for 120s. The samples were then cooled down at a constant rate of 1°C/s. During cooling, deformations of equivalent strain of 0.2 were applied to the specimens at a strain rate 0.3s-1. The first deformation was applied at 1170°C and the others with an interval of 30°C from each other. The last deformation was applied at 690°C. The temperatures of change of softening behavior had been determined at approximately 850°C and 1000°C. Interrupted torsion tests were performed in temperatures in the interval of 1050°C to 810°C. At the end of each assay the sample was submitted to fast cooling with CO2 and its microstructure was analyzed by optic microscopy with polarized light and microhardness measurements. Torsion tests with same heating and cooling cycle were carried through applying the equivalent deformation of 1.0 in only one pass, in the temperatures of 1080, 930 and 840°C. The micrographs of the samples of multiple passes, associated to the measurements of microhardness confirmed the existence of two temperatures of occurrence of distinct mechanisms of softening. In the single pass tests, recrystallization was observed in the samples deformed at 840 and 930°C, and recovery and subgrain boundaries in the sample deformed at 1080°C. The recrystallization of stainless steel ABNT 430 can occur approximately in the temperature range of 850 to 1000°C. For temperatures above of these values recovery is the predominant softening mechanism.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-01-06T16:48:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) TESE_ComportamentoFadigaCorrosão.pdf: 7859656 bytes, checksum: 4791a5bcc35f6591e6353cb9692e01de (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-01-13T15:52:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) TESE_ComportamentoFadigaCorrosão.pdf: 7859656 bytes, checksum: 4791a5bcc35f6591e6353cb9692e01de (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-13T15:52:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) TESE_ComportamentoFadigaCorrosão.pdf: 7859656 bytes, checksum: 4791a5bcc35f6591e6353cb9692e01de (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho, foi estudado o efeito de tratamentos térmicos de recozimento na resistência à tração, dureza, à fadiga e no comportamento em corrosão de um aço inoxidável duplex do tipo UNS S31803 laminado a frio. Amostras do aço foram recozidas a 1060°C, 1200°C e 1300°C a fim de se promover variação na fração volumétrica das fases α/γ e possível precipitação de fases indesejáveis para proporcionar a oportunidade de se estudar os seus efeitos nas propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Corpos de prova com espessura de 1,8mm foram preparados segundo normas específicas da ASTM. Ensaios de tração foram realizados com controle de deslocamento de velocidade de 5mm/min. Ensaios de fadiga foram realizados com controle de carga usando frequência de 30Hz e razão R entre tensões de 0,1. As análises microestruturais, realizadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão, evidenciaram que, além da mudança na fração volumétrica das fases, ocorreu crescimento de grão da ferrita e austenita, alteração da morfologia da austenita e precipitação de nitreto de cromo na fase ferrita. Com o aumento da temperatura de recozimento do aço foi observada redução do limite de escoamento, limite de resistência, alongamento e limite de fadiga. No aço recozido a 1300°C foi constatado significativo aumento na dureza da ferrita em relação às outras temperaturas de recozimento. O aço apresentou diminuição na resistência à corrosão sob tensão e aumento na temperatura crítica de pite (CPT) com o aumento das temperaturas de recozimento. Conclusivamente, os resultados comprovaram a sensibilidade do aço UNS S31803 tanto em relação às suas propriedades mecânicas quanto de corrosão com mudanças de temperaturas de recozimento. _____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this work, the effect of thermal annealing treatments was studied in tensile strength, hardness and fatigue resistance of a duplex stainless steel UNS S31803 cold rolled. Samples of steel were annealed at 1060°C, 1200°C and 1300°C in order to induce variation in the volume fraction of the phases α/γand possible precipitation of undesirable phases to provide the opportunity to study their effects on the mechanical properties and corrosion resistance. Specimens with a thickness of 1.8mm were prepared according to specific ASTM standards. Tensile tests were performed with displacement control, at a rate of 5mm/min. Fatigue tests were carried out with force control using a frequency of 30Hz and R ratio between stress of 0.1. Microstructural analysis by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) showed that, besides the change in volume fraction of the phases, occurred grain growth of ferrite and austenite, alteration the austenite phase morphology and precipitation of chromium nitride in the ferrite phase. With increasing annealing temperature reduction of the yield strength, tensile strength, elongation and fatigue limit was observed. In the steel annealed at 1300°C was observed an increase in hardness of the ferrite in comparison with other annealing temperatures. The steel showed a decrease in resistance to stress corrosion cracking and increase on critical pitting temperature (CPT) with increasing annealing temperatures. Conclusively, the results confirmed the sensitivity of the UNS S31803 steel in relation to their mechanical properties and corrosion with changes annealing temperatures.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-02-26T18:02:28Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoDuctibilidadeAços.pdf: 3052141 bytes, checksum: efad8dc17c7961d461ebff30d632846b (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-13T14:18:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoDuctibilidadeAços.pdf: 3052141 bytes, checksum: efad8dc17c7961d461ebff30d632846b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T14:18:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoDuctibilidadeAços.pdf: 3052141 bytes, checksum: efad8dc17c7961d461ebff30d632846b (MD5) Previous issue date: 2015 / Os aços inoxidáveis duplex compõem uma classe de aços inoxidáveis que apresenta microestrutura bifásica constituída por frações aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Essa proporção de fases austenita-ferrita confere aos aços inoxidáveis duplex elevada resistência mecânica e alta resistência a corrosão em relação aos aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos. Entretanto, os aços inoxidáveis duplex apresentam fragilidade durante o trabalho a quente. Neste trabalho foi realizado o estudo da fragilidade durante o trabalho a quente de aços inoxidáveis duplex, utilizando-se ensaios de torção, análise microestrutural, e simulação no Thermo-Calc®. As simulações no Thermo-Calc® permitiram determinar as temperaturas de equilíbrio de fases e de tratamento térmico. Foram realizados ensaios em aços do tipo UNS S32304 e UNSS31803, em resfriamento contínuo a partir de 1200°C, e ensaios isotérmicos no intervalo de temperaturas de 1000 a 1150°C. Nos ensaios em resfriamento contínuo, observou-se maior ductilidade no aço UNS S31803 quando comparado com o UNS S32304. Nos ensaios isotérmicos, foi constatada diminuição da ductilidade com a redução da temperatura de ensaio para os dois aços. Após analise microestrutural, pode ser constatado que a diminuição da ductilidade está relacionada com o aumento da fração volumétrica de austenita nos aços. ____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : Duplex Stainless Steels (DSS) are a type of stainless steels that present a two-phase microstructure constitute by approximately equal fractions of ferrite and austenite phases. This proportion of austenite-ferrite phases provides to these steels higher mechanical and corrosion resistance when compare to ferritic and austenitic stainless steels. However, the DSS present poor hot workability. The present work studied the hot workability of two DSS by of torsion tests, Thermo-calc® and microestructural analysis. Thermo-Calc® simulation allowed to determine the phase equilibrium and heat treatment temperatures. Torsion tests during continuous cooling were performed in UNS S32304 and UNSS31803 steels starting at 1200°C. Isothermal tests were also performed at the range temperature between 1000 and 1150°C. Results from the continuous cooling showed that the UNS S31803 has a higher ductility than the UNS S32304. Isothermal tests results showed a decrease in ductility with temperature for both steels. After microestructural analysis, it was possible to conclude that this decrease in ductility is related with the increase of the austenite fraction in the steels.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-03-04T16:28:51Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_SuscetibilidadeCorrosãoTensão.pdf: 3508598 bytes, checksum: 940f9e9c70d54093077592f79360b9a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-15T12:57:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_SuscetibilidadeCorrosãoTensão.pdf: 3508598 bytes, checksum: 940f9e9c70d54093077592f79360b9a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T12:57:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_SuscetibilidadeCorrosãoTensão.pdf: 3508598 bytes, checksum: 940f9e9c70d54093077592f79360b9a3 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho foi realizado com o objetivo de se investigar o comportamento do aço inoxidável duplex (AID) UNS S32304 em meios contendo íons cloreto, sob o ponto de vista da corrosão sob tensão (CST). Para tanto, foram realizados ensaios de CST com carga e deformação constantes. Os ensaios de CST com carga constante foram realizados em soluções aquosas com 42% e 35%, em massa, de cloreto de magnésio (MgCl2), em ebulição (143°C e 125°C, respectivamente). O ensaio de CST com deformação constante dos eletrodos foi realizado com solução aquosa contendo 42%, em massa, de MgCl2, também em ebulição (143°C). Foram realizados também ensaios de polarização a fim de se avaliar o comportamento do aço em relação à corrosão por pites. Microscopia óptica e análise química foram feitas para a caracterização do material. Constatou-se a suscetibilidade à CST deste material, quantitativa e qualitativamente, além da influência da concentração de íons cloreto na solução. Essa comparação foi reforçada após a análise microfractográfica dos corpos de prova ensaiados. Os ensaios de polarização potenciostática indicaram que o potencial de pite foi por volta de 400 mVECS em solução aquosa contendo 3,5%, em massa, de cloreto de sódio (NaCl). Por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) constatou-se a presença de alguns pites formados durante os ensaios de polarização. ________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : work was carried out in order to investigate the duplex stainless steel UNS S32304 behavior in environments containing chloride ions from the point of view of stress corrosion cracking (SCC). Thus, we performed SCC tests with constant load and constant strain. SCC tests were carried out under constant load in aqueous solutions with 42% and 35% by weight magnesium chloride (MgCl2), boiling (143 ° C and 125 ° C, respectively). The SCC test of constant strain of the electrodes was carried out with an aqueous solution containing 42% by weight MgCl2, also boiling (143 ° C). Were also conducted polarization tests in order to evaluate the steel about pitting corrosion behavior. Optical microscopy and chemical analysis were performed to characterize the material. It was found the susceptibility to SCC of this material, quantitatively and qualitatively, beyond the influence of the concentration of chloride ions in the solution. It was found susceptibility to SCC of this material, quantitatively and qualitatively, beyond the influence of the concentration of chloride ions in the solution. This comparison was reinforced after microfractographic analysis of test specimens. The potentiostatic polarization tests indicated that the pitting potential was around 400 mVSCE in aqueous solution containing 3.5% by weight sodium chloride (NaCl). By means of scanning electron microscopy (SEM) revealed the presence of some pits formed under polarization tests.

As propriedades semicondutoras de filmes passivos foram comparativamente estudadas, em solução tampão de borato pH 9,2 e em BMMITFSI, um Líquido Iônico (LI) a temperatura ambiente com diferentes concentrações de água por medidas de capacitância através da usual abordagem de Mott-Schottky. Para tal, aços inoxidáveis AISI304L e AISI420 foram anodizados a temperatura ambiente em potencial de 1 V em solução tampão de borato e por oxidação térmica ao ar a 400 ºC. Duas regiões que correspondem a semicondutividade dos tipos p e n foram observadas nos eletrólitos em estudo e os valores de capacitância, densidades de dopantes e potenciais de banda plana foram calculados para os filmes de óxido de AISI304L e AISI420. O comportamento eletroquímico nos diferentes eletrólitos foi avaliado através de polarização potenciodinâmica em platina a 25 °C em diferentes velocidades de varredura. Os voltamogramas apresentaram os maiores valores de densidades de corrente para a solução aquosa e LIs com maiores concentrações de água e comprovaram a extensa janela eletroquímica dos LIs. Curvas voltamétricas também foram apresentadas para alguns dos filmes passivos em estudo a 25 °C e 1 mV/s em solução aquosa e LI seco, mostrando os valores de suas densidades de corrente e intervalos de potencial. As propriedades eletrônicas do AISI304L e AISI420 nos diferentes filmes passivos foram avaliadas em solução aquosa e LI seco pela análise de Mott-Schottky. Os resultados obtidos mostraram os maiores valores de capacitância para as soluções aquosas e concentrações de dopantes apresentando alguma similaridade entre as soluções. Os resultados obtidos para LI com diferentes concentrações de água foram avaliados pela mesma análise apresentando valores de capacitância que aumentam com a adição de água. As curvas de Mott-Schottky para LI seco e LI com diferentes concentrações de água apresentaram uma segunda declividade, característica de um nível doador mais profundo. Por meio das medidas de impedância eletroquímica foi possível sugerir circuitos equivalentes e simular os valores dos parâmetros que melhor representam as transformações apresentadas pelos filmes de óxidos. Os resultados obtidos mostraram que pode ser verificada uma correlação entre a resistência da camada de óxido (RC) e os valores da capacitância (Qc). Além disso, os diferentes tipos de óxidos dos aços AISI304L e AISI420 em solução aquosa apresentam apenas uma constante de tempo (τ). Em LI seco, para os mesmos óxidos, duas constantes de tempo são apresentadas, com exceção do óxido anódico do AISI420. LI com diferentes concentrações de água apresentam o desaparecimento de uma das constantes de tempo com a adição de água. / The semiconducting properties of passive films were comparatively studied in borate buffer solution pH 9.2 and in BMMITFSI, a room temperature Ionic Liquid (IL), with different concentrations of water by capacitance measurements and by the usual Mott- Schottky approach. For this purpose, stainless steel AISI304L and AISI420 were anodized at room temperature at a potential of 1 V in borate buffer solution and by thermal oxidation in air at 400 ºC. Two regions corresponding to p and n-type semiconductive behavior were observed in the studied electrolytes and the values of capacitance, dopant concentrations and flat band potential were calculated for the oxide films on AISI304L and AISI420. The electrochemical behaviour in different electrolytes was evaluated by potentiodynamic polarization in platinum at 25 ºC with different scan rates. The voltammograms showed the highest values of current densities for the aqueous solution and ILs with higher concentrations of water and demonstrated the wide electrochemical window of ILs. Voltammetric curves were also presented for some of the passive films studied at 25 ºC and 1 mV/s in aqueous solution and dry IL, showing the values of their currents densities and potential range. The electronics properties of AISI304L and AISI420 of the different passive films were evaluated in aqueous solution and dry IL by the Mott-Shottky analysis. The results showed the highest capacitance values for aqueous solution and concentrations of dopants showing some similarity between the solutions. The results obtained for IL with different concentrations of water were evaluated by the same analysis, showing increased capacitance values with the addition of water. The Mott-Schottky curves for dry IL and IL with different concentrations of water presented a second slope, characteristic of a deeper donor level. By the electrochemical impedance measurements equivalent circuits were proposed and simulate the values of the parameters that best represent the changes occurred in the oxide film. The results showed that there is a correlation between the resistance of the oxide layer (Rc) and the capacitance values (Qc). Furthermore, the different types of oxides formed on AISI304L and AISI420 in aqueous solution have just one time constant (τ). In dry IL, for the same oxides, two time constants are observed except for the anodic oxide AISI420. One of the time constants vanishes when water is added to IL.

Os aços inoxidáveis superduplex são indicados para uso em ambientes com alto teor de cloreto, como encontrados na indústria de petróleo e gás, onde se exige materiais que aliem boa resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. No entanto, a soldagem inadequada destes materiais pode provocar a precipitação de fases indesejáveis que acarretam perda de tenacidade. Este trabalho tem como objetivo avaliar a tenacidade do aço inoxidável superduplex UNS S32760 soldado pelo processo GMAW, empregando transferência do metal por curto-Circuito controlado na raiz e pulsada nos passes de enchimento e acabamento, sob três diferentes misturas gasosas. Foi realizada a quantificação de fases (contagem de ferrita/austenita), por microscopia de luz, e avaliação da tenacidade por meio de ensaio Charpy. Os resultados obtidos mostraram que, apesar do seu uso ainda estar bastante incipiente na indústria, a soldagem pelo processo GMAW na versão não convencional tem condições de gerar juntas soldadas com qualidade e produtividade superiores ou equivalentes aos processos comumente adotados na soldagem desse material (GTAW, SMAW, FCAW). / The super duplex stainless steels are indicated for use in environments with high levels of chloride, as found in oil and gas industry, which requires materials that combine good mechanical strength and excellent corrosion resistance. However, the inadequate welding of these materials can cause the precipitation of undesirable phases that causes loss of toughness. This work aimed to evaluate the toughness of super duplex stainless steel UNS S32760 welded for GMAW process, using metal transfer by short-circuit controlled in root pass and pulsed in the filling and finishing pass under three different gas mixtures. It was performed to quantify phases (counting the ferrite / austenite), by optical microscopy, and evaluation of toughness by Charpy test. The results showed that, despite its use is still fairly nascent industry, the GMAW welding process in the no conventional version is able to produce welded joints with quality and productivity higher or equivalent to welding processes commonly used in such material (GTAW, SMAW, FCAW).

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.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-13T20:50:58Z No. of bitstreams: 1 2017_DanielAmâncioCavalcanti.pdf: 4750760 bytes, checksum: 2e3c709d91aa3124b4e0a6c015cc67a7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-03T17:57:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DanielAmâncioCavalcanti.pdf: 4750760 bytes, checksum: 2e3c709d91aa3124b4e0a6c015cc67a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-03T17:57:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DanielAmâncioCavalcanti.pdf: 4750760 bytes, checksum: 2e3c709d91aa3124b4e0a6c015cc67a7 (MD5) Previous issue date: 2017-08-03 / Dentre os principais mecanismos de deterioração e falha enfrentados pelas indústrias petrolífera, petroquímica e de energia a corrosão destaca-se como principal agente na redução da vida útil de equipamentos, tubulações e estruturas, sobretudo em ambientes marítimos (offshore). Perdas devido à corrosão geram grandes impactos tanto em termos econômicos, como operacionais, de segurança e ambientais. Nesse contexto, especialmente na indústria petroquímica, há grande interesse pela utilização dos aços inoxidáveis duplex, por combinarem elevadas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão por pites e corrosão sob tensão, sobretudo em meios agressivos, devido ao seu binário de fases austenita/ferrita. Contudo, a formação de fases secundárias (precipitados), durante os processos de solidificação e de tratamentos térmicos, ou ainda de soldagem dos aços duplex, tendem a provocar a degradação das suas principais propriedades. O presente trabalho tem como objetivo investigar a variação na resistência à corrosão de um aço inoxidável duplex (S82441) após tratamento térmico de envelhecimento a 850°C por diferentes tempos (30, 300 e 3000 minutos), devido à formação de fases secundárias, principalmente da fase sigma. A avaliação da resistência à corrosão foi realizada por meio dos ensaios de corrosão sob tensão, polarização potenciodinâmica anódica e perda de massa. Adicionalmente, foi realizada a caracterização microestrutural através de quantificação de fases por Microscopia Laser Confocal, análise morfológica por Microscopia Eletrônica de Varredura, acoplado à técnica de Difração de Elétrons Retroespalhados e Difratometria de Raios-X, além de medidas de dureza Brinell. As caracterizações microestrutural e morfológica confirmaram a presença de fase sigma no aço inoxidável duplex UNS S82441, e que a quantidade desta fase aumenta com o tempo de tratamento térmico de envelhecimento. O aumento do tempo de envelhecimento influenciou de maneira negativa na resistência à corrosão desse aço e ocasionou fragilização por aumento da dureza da liga. / One of the main mechanisms of deterioration and failure faced by petrochemical and energy industries we can highlight the corrosion as principal agent in reducing the useful life of equipment, pipes and structures, especially in marine environments (offshore). Losses due to corrosion are generating large impacts both in economic terms, such as operational, safety and environmental. In this context, especially in the petrochemical industry, there is a great interest for use of duplex stainless steels, due to the combination of high mechanical properties and corrosion resistance by pitting and stress corrosion, especially in aggressive environments, due to the two stages austenite/ferrite. However, the formation of secondary and intermetallic phases, during solidification processes, heat treatment or welding in duplex steels tend to cause the degradation of its main properties. The present study aim to investigate the variation in your corrosion resistance after heat treatment of the aging 850° C for different periods (30, 300 and 3000 minutes), due to the formation of secondary phases, mainly of the sigma phase. Corrosion resistance evaluation was performed by means of stress corrosion testing, potenciodinamic polarization and mass loss. Additionally, the microstructural characterization through quantification of phases by Confocal Laser microscopy, morphological analysis by scanning electron microscopy, coupled to electron Diffraction technique and X-ray diffractometry, Brinell hardness measures were done. The microstructural characterization and morphology confirmed the presence of sigma phase in a duplex stainless steel UNS S82441, and that the amount of this phase increases with the time of heat treatment of aging. The aging time influences negatively the corrosion resistance of this steel, causing increased hardness and embrittlement of the alloy.

Este trabalho é uma revisão do estado da arte sobre o trincamento sob tensão induzido pelo hidrogênio (TTIH) em aços superdúplex submetidos à proteção catódica. O trabalho propõe um ponto de vista amplo e didático sobre o assunto, abordando questões relevantes tanto para as etapas de projeto, fabricação e inspeção, como também para a fase de operação. Devido à recente ocorrência de algumas falhas em campo, diversos estudos vêm sendo desenvolvidos no intuito de melhor compreender a influência do hidrogênio no comportamento à fratura dos aços superdúplex e, a partir disto, estabelecer critérios e limites de segurança. Atualmente, sabe-se que o TTIH ocorrerá somente se três condições forem estabelecidas: presença de material susceptível, disponibilidade de hidrogênio difusível e nível elevado de tensões. A parte final do trabalho apresenta um estudo de caso no qual é aplicado um dos critérios estabelecidos pela principal entidade regulamentadora no assunto (DNV) e são sugeridas medidas práticas no intuito de garantir a integridade da estrutura em questão. / The present work is a state of the art review regarding the hydrogen induced stress cracking (HISC) in superduplex stainless steels by cathodic protection. The work proposes a didactical approach about the matter, addressing applicable issues for stages of design, manufacturing, inspection and also for the operational life. Due to some recent field failure occurrences, several studies have been developed in order to better understand the hydrogen influence on the superduplex stainless steels fracture behavior and than to establish criteria and limits for safe operation. Currently, it is well known that HISC will occur only if three conditions are met: presence of susceptible material, availability of hydrogen and high stress level. The final part of this work presents a case study in which one of the criteria set by the main regulatory authority regarding HISC (DNV) is applied and then practical actions are suggested to ensure the structure integrity.

A técnica de revestimento duplex combina dois processos: o tratamento de nitretação a plasma da superfície e a deposição de uma camada via PVD. O processo de nitretação a plasma sob condições controladas pode produzir a chamada “fase S” sem a presença de nitretos de cromo, o que confere ao aço tratado maior dureza e melhor resistência à corrosão. Os revestimentos de nitreto de titânio melhoram a dureza superficial do material, porém defeitos e poros podem expor o substrato ao meio. Este trabalho consiste no estudo da resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico AISI 316L revestido com camada duplex em meio contendo cloretos. As camadas nitretadas a plasma foram obtidas pelo processo de nitretação iônica e os revestimentos Ti/TiN foram obtidos pelo processo de deposição física de vapor assistida por plasma (PAPVD). Os corpos de prova foram inicialmente avaliados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a composição das fases foi identificada por difração de raios-x (DRX). A dureza foi avaliada por nanoidentação e a rugosidade superficial também foi medida. Os testes de resistência à corrosão foram feitos por voltametria cíclica (VC) e os ensaios de corrosão acelerada em câmara de névoa salina. A amostra nitretada a 400°C por 4 horas e mistura gasosa de 5%N2- 95%H2 apresentou o melhor desempenho de resistência à corrosão em meio contendo cloretos. A resistência à corrosão foi associada à estrutura obtida após o tratamento por nitretação a plasma e deposição física de vapores (PVD).