Orientador: Peterson Luiz Ferrandini / Coorientador: José Vitor Candido de Souza / Banca: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Cristina de Carvalho Ares Elisei / Resumo: Atualmente os processos de soldagem de juntas dissimilares são muito utilizados na indústria petrolífera e nuclear, caracterizada pela união entre diferentes materiais. No presente trabalho, será estudada a possibilidade da união entre o aço inoxidável AISI 304 e aço carbono SAE 1020. Os quais são largamente utilizados em linhas de vapor em plantas de energia, em reatores nucleares, plantas petroquímicas, devido suas diferentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Este trabalho tem por objetivo principal, estudar profundamente, as propriedades mecânicas, físicas e químicas, com o auxílio de testes e equipamentos específicos: ensaios de Microdureza Vickers, ensaio de tração, de interpretação das macrografias e micrografias utilizando microscopia ótica e também análise da difração de raios x das juntas soldadas. Foram executadas pesquisas bem fundamentadas, para verificar e discutir os resultados obtidos, justificando a substituição das varetas de aço inoxidável AWS ER 309L, por varetas de aço carbono AWS ER 70S3 como metal de adição, utilizando processo de soldagem manual GTAW (Gas-Shielded Tungsten Arc Welding), objetivando a redução de custo no processo de soldagem e viabilizando um bom investimento para pesquisas futuras / Abstract: Nowadays the welding processes of dissimilar joints are widely used in the oil and nuclear industry, characterized by the union of different materials. In the present work, will be studied the possibility of union between stainless steel AISI 304 and carbon steel SAE 1020. Which are widely used in steam lines in power plants, nuclear reactors, petrochemical plants, due to their different mechanical and corrosion resistance properties. The main objective of this work is to study deeply the mechanical, physical and chemical properties, evaluated by specific tests and equipments: Vickers hardness tests, tensile tests, interpretation of macrographs and micrographs utilizing the optical microscope and also analysis of x-ray diffraction applied to the welded joints. Well-founded research have performed to verify and discuss the results. Justifying the replacement of stainless steel rods AWS ER309L, carbon steel rods AWS ER70S3 as filler metal, using manual welding process GTAW (Gas-Shielded Tungsten Arc Welding), aiming the cost reduction in welding and process, making a possible good investment for future research / Mestre

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Cristina de Carvalho Ares Elisei / Resumo: Este trabalho visou estudar os conceitos de soldagem dissimilar e processo de soldagem a laser, aplicados em aços avançados, bem como os efeitos nas propriedades resultantes no produto final pós-soldagem. Para tanto, foram produzidos conjuntos compostos por duas chapas de aços de diferentes dimensões e propriedades mecânicas, todos utilizados em aplicações automobilísticas. Os conjuntos foram formados através da combinação do aço TRIP com aços DP, LC, BH e IF, por soldagem a laser, resultando nos seguintes pares: TRIP+BH, TRIP+IF, TRIP+DP e TRIP+LC, dos quais foram extraídos CP's para realização de ensaios metalográficos, de tração e microdureza, visando avaliar as propriedades finais destes produtos da soldagem dissimilar, bem como um eventual potencial de emprego na indústria automobilística, de acordo com a necessidade de uso e aplicação. Com base nos ensaios, discussões e análises, observou-se que a soldagem a laser mostrou boa efetividade na união entre aços dissimilares, ainda que tenha apresentado também descontinuidades pertinentes ao processo de soldagem, evidenciando a importância do controle das variáveis de processo. Os ensaios de tração apresentaram bons resultados para o conjunto TRIP+DP, cujos valores puderam se equiparar aos do aço TRIP, individualmente. Os ensaios de perfil de dureza contribuíram para verificar conjuntos onde a interação entre aços dissimilares poderia significar boa alternativa, como no caso do TRIP+BH. A variação de propriedades observadas nos ensaios mecânicos foi evidenciada no comparativo realizado, todavia, as curvas do monitoramento/ mapeamento da variação de propriedades ilustra que a aplicação e utilização de materiais dissimilares em substituição ou em conjunto com o aço TRIP demandam especificações claras, definidas por projeto e direcionadas às aplicações ou pontos específicos do veículo / Abstract: This work aimed to evaluate both the concepts of dissimilar welding and laser welding process in advanced steels and its effects on the resulting properties of the welded products. Thus, sets consisting of two steel plates of different thickness, resistance and mechanical properties were produced, all used in automotive applications. The assemblies were formed through the combination between TRIP steel and DP, LC, BH and IF steels, by laser welding process, resulting in the following sets: TRIP+BH, TRIP+IF, TRIP+DP and TRIP+LC, from where specimens were extracted in order to perform metallographic, tensile and hardness tests, to evaluate the final properties of the dissimilar welded products, and also gather information to verify its potential of employment in the automotive industry, according to use and needs of application Based on tests, discussions and analysis performed, it was observed that the laser welding has shown good effectiveness in the union of dissimilar steels, despite of its welding discontinuities, as a result of welding process, which brings lights to importance of welding process control. The tensile tests showed good results for the TRIP+DP set, whose values could be compared to the TRIP steel, individually. The hardness profile tests contributed to verify welding sets where the interaction between dissimilar steels could imply in a good alternative, as observed in the TRIP+BH set. The variation of mechanical properties was clearly observed in the tests conducted, however, the graphics used to monitor / compare the properties variation along the samples has shown that the application and use of dissimilar materials together or in substitution of TRIP steel requires clear specifications defined by projects, and oriented to specific applications in the vehicle / Mestre

Orientador: Antonio Jorge Abdalla / Coorientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Carlos Antonio Reis Pereira Baptista / Banca: Danieli Aparecida Pereira Reis / Resumo: Os aços Maraging são aços de ultra-alta-resistência, tem composição à base de ferro ligado com cerca de 18% de níquel, com limite de esoamento entre 1.400 a 2.500 MPa. Possuem propriedades superiores, tais como a alta ductilidade, boa soldabilidade, tratamento térmico simples sem deformações, boa usinabilidade, alta resistência e resistência ao desgaste. A sua boa tenacidade permiti que suporte tensões repetidas de fadiga por maior tempo, comparado com outros aços de alta resistência. Para o presente trabalho, a partir de diversos testes de solda a laser, aplicação de tratamentos térmicos e tratamento superficial de nitretação a plasma, foram estudadas as propriedades mecânicas através de ensaios de tração, fadiga, impacto, dureza e rugosidade. Foram também analisadas, com auxílio do Microscópio Óptico, as características microstuturais da zona de fusão (ZF), zona térmica afetada (ZTA) pelo calor da solda e camada nitretada. Com o auxílio de um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) analisou-se o mecanismo da fratura e foram realizadas análises por E.D.S. (Energia Dispersiva de Raios X). Foram realizados vários teste com tempos e temperaturas para se definir a melhor condição de envelhecimento, obteve-se a temperatura de 480°C por 3 horas como satisfatoria. A solda a laser mostrou-se eficaz para a união das chapas, com perda de resistência inferior a 10%, quando comparada com a resistência do aço maraging sem solda. As análises da superfície fraturada mostram que a ruptura dos corpos de prova soldados ocorrereu na região da zona fundida, e possui natureza dúctil, com a formação de dimples, para todas as condições de tratamento térmico, o processo de soldagem e nitretação a plasma não alteraram o tipo de fratura típica dos aços maraging. A vida em fadiga não foi prejudicada ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Maraging Steels are ultra-high-strength, that have their composition based on iron alloyed with approximately 18% Nickel, with yield strength between 1.400 to 2.400 MPa. They have superior properties, such as high ductility, good weldability, simple heat treatment without deformation, good machinability, high strength and wear resistance. Their hardness and resistance allow them to supports repeated stress of longer fatigue in comparison with other high strength steels. The maraging steel has a significant cost advantage due to the good workability, predictable and uniform retraction during heat treatment, making this steel be promising. For this work, from various laser welding tests, heat treatment and surface treatment of plasma nitriding, The mechanical properties were studied by means of testing: traction; fatigue; impact; hardness; and roughness. We also analyze, with the aid of optical microscope, the microstructural characteristics of the fusion zone (FZ), the heat affected zone (HAZ) due the welding and by nitrided layer. With the aid of SEM (Scanning Electron Microscope) and EDS (Energy Dispersive Scanning), we analyzed the fractured mechanisms. Several tests were carried out with times and temperatures to determine the best aging condition and the chosen temperature was 480°C for 3 hours. The application of laser welding seems to be effective for joining the plates with loss in the yield strength or tensile strength less than 10%, compared with the strength of maraging steel without welding. The analyses of the fractured surface showed that the rupture of the welded samples occurred in the fused zone region and has ductile nature, with formation of dimples for all heat treatment conditions. The welding and plasma nitriding process have not modified the type of typical fracture of the maraging steel. The life in ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Luis Rogerio de Oliveira Hein / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: José Maria Fernandes Marlet / Resumo: O desenvolvimento da tecnologia dos compósitos poliméricos avançados tem como uma de suas funções a união de materiais que combinem características como: elevada resistência mecânica e rigidez aliadas à baixa massa específica. Um dos problemas principais de utilização de compósitos poliméricos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Neste sentido, estudos recentes mostram que a técnica de soldagem por resistência elétrica é um dos processos mais promissores para união de compósitos, por ser um método rápido e por necessitar de pouca preparação de superfície. Este trabalho tem como objetivo avaliar os melhores parâmetros de soldagem por resistência elétrica para laminados de PPS (poli(sulfeto de fenileno)) reforçados com fibras contínuas (vidro e carbono) e híbrido com aplicações aeronáuticas. Para esta finalidade, são avaliados os parâmetros mais adequados quanto ao tempo, corrente elétrica e pressão a serem utilizados no processo de soldagem. A caracterização dos materiais soldados é realizada por meio de ensaios mecânicos (lap shear), análises térmicas (DMA e TMA) e análise morfológica (microscopias óptica e eletrônica de varredura). Com a utilização do planejamento de experimentos, foi encontrado o melhor valor da variável resposta para cada laminado estudado, e desse modo a melhor combinação dos parâmetros de soldagem, sendo para o PPS/fibras de carbono (37,0A, 3,0MPa, 50,0s), para o PPS/fibras de vidro (32,0A, 1,85MPa, 175,0s) e para o laminado híbrido (38,5ª, 3,0MPa, 50,0s). Com relação à temperatura de transição vítrea dos compósitos, esta não foi afetada significativamente pelo processo de soldagem, viabilizando o método de soldagem estudado para a integração de componentes aeronáuticos / Abstract: The technology improvement of advanced polymeric composites has as one of its functions the junction of materials that present unique properties such as high strength and stiffness allied with low density. One of the major problems of using polymer composites in structural application consists in the effective joint for integrating components. In this behalf, recent studies demonstrate that the technique of electrical resistance welding is one of the most promising for bonding composites, as a rapid method because it does not require much surface preparation. This work aims to evaluate the more appropriate parameters of electrical resistance welding for PPS (poly (phenylene sulfide)) laminates reinforced with fabric continuous fibers (glass and carbon) designed for aeronautical applications. For this purpose, the parameters will be evaluated leading into account time, electric current and pressure to be used in the welding process. The welded material characterization will be accomplished through mechanical testing (lap shear), thermal (DMA and TMA) and morphological analysis (using optical and scanning electron microscopes). Through the procedure of design of experiments, it was found the best value of the response variable for each laminate studied here, and thus the best combination of welding parameters, being for the PPS/carbon fibers (37.0 A, 3.0 MPa, 50.0s) for the PPS/glass fibers (32.0 A, 1.85 MPa, 175.0 s) and the hybrid laminate (38.5 A, 3.0 MPa, 50.0 s). In relation to the glass transition temperature of these composites, this was not significantly affected by the welding process, enabling the welding method for studying the integration of aeronautical components / Mestre

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-07T00:01:05Z No. of bitstreams: 1 PedroHenriqueSalesDaCosta_DISSERT.pdf: 3167327 bytes, checksum: e3758236165e8d3906f6f8f92e8a236b (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-05-09T20:11:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PedroHenriqueSalesDaCosta_DISSERT.pdf: 3167327 bytes, checksum: e3758236165e8d3906f6f8f92e8a236b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T20:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PedroHenriqueSalesDaCosta_DISSERT.pdf: 3167327 bytes, checksum: e3758236165e8d3906f6f8f92e8a236b (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Em muitos casos o passe de raiz ? uma etapa cr?tica da soldagem, uma vez que sua execu??o ? afetada por diversos fatores, tais como varia??o da abertura da junta, ?ngulo do chanfro, dimens?es da face (nariz) da raiz, inclina??o da tocha, velocidade de soldagem e velocidade de alimenta??o. Al?m disso, a escolha do processo de soldagem ? um fator primordial para garantir a execu??o de um passe de raiz com adequadas propriedades mec?nicas e metal?rgicas. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo estudar a viabilidade dos processos de soldagem MIG-P CC+ e TIG-A aplicado ao passe de raiz em chapas de 200 x 200 x 12,75 mm da liga de alum?nio AA 5052. Para tal, foram analisadas configura??es diferentes de soldagem: o tipo de chanfro (em V e em gola com L=2,00 e 3,00 mm) e dois tipos de metais de adi??o (ER 4043 e 5356). Como metodologia de compara??o, foi determinada a mesma corrente de 150 A e taxa de deposi??o do metal de adi??o Va/Vs = 14, foram realizadas 8 combina??es de par?metros, cada uma com 3 repeti??es, totalizando 24 testes, salientando que foi usada apenas a configura??o de chanfro mais adequada para o TIG-A. S?o apresentados resultados da micrografia e microdureza das zonas fundida e termicamente afetada e n?veis de dilui??o para as juntas soldadas com os distintos metais de adi??o, al?m da radiografia. Nas condi??es estabelecidas neste trabalho, pode-se afirmar que o processo TIG-A apresentou melhores resultados em rela??o ao MIG-P CC+. Em rela??o ? configura??o do chanfro, o que se mostrou mais adequado foi o chanfro em V, para ambos os metais de adi??o e processos. N?o ocorreram defeitos como falta de fus?o, mordeduras e rugosidades. Em rela??o aos n?veis de dilui??o, foram constatados maiores valores quando utilizado o processo MIG-P CC+ para o ER 4043, assim como o processo TIG-A na configura??o de chanfro em V. O metal de adi??o ER 4043 apresentou uma quantidade de poros maior em rela??o ao ER 5356, em ambos os processos. Foi observada ? presen?a de um refino de gr?o, al?m de maiores n?veis de dureza em todas as soldas realizadas com o metal de adi??o ER 5356. / In many cases the root pass is a critical step of welding, since its execution is affected by several factors, such as variation of joint opening, chamfer angle, dimensions of the face (nose) root, torch inclination, welding speed and feed speed. Moreover, the choice of the welding process is a key factor to ensure the execution of a root pass with adequate mechanical and metallurgical properties. In this context, this work aimed to study the feasibility of MIG-P CC+ and TIG-A welding processes applied to the root pass in plates of 200 x 200 x 12,75 mm of the AA 5052 aluminum alloy. For this, different configurations of welding were analyzed: chamfer type(V and collar with L=1,0 and 3,00 mm) and two types of addition metals (ER 4043 and 5356). As compared methodology, It was determined the same current 150 A and the deposition rate of addition metal Va/Vs = 14, they were proposed 12combinations of parameters, each with 3repetitions, totaling 36 tests, stressing that It was used only the most appropriate chamfer setting for TIG-A. Results of micrograph and microhardness of fusion and heat affected zones and dilution levels for welded joints with diferente addition metals, beyond radiography. At the established conditions in this work, it can be said that the TIG-A process showed better results in relation to MIG-P CC+. About the chamfer configuration, which was more appropriate was V chamfer, for both addition metals and process. There were no defects such as lack of fusion, bites and roughness. Relative to dilution levels, higher values were observed when used the MIG-P CC+ process for the ER 4043, as well as TIG-A in the V chamfer configuration. ER 4043 addition metal showed a larger amount of pores in relation to the ER 5356, in both process. It was observed the presence of a grain refining, beyond higher hardness levels in all welds made with the ER 5356 addition metal.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The phenomenon of cavitation on the metal surface causes erosion decaying components in operation, in particular the blades of turbines for power generation, accounting for maintenance costs and losses in electricity generation resulting from periodic stops. The blades of these turbines, particularly those manufactured by C-Mn steel (carbon - manganese) are coated by arc welding for stainless steel protective order to present more uptime or longer intervals between maintenance periods. Among the materials used to coat these blades are austenitic stainless steels, and stainless steels featured in the Co and Cobased alloys (commercially Stellites). However, the latter have a high cost. Among the welding processes applied to the coating, the technique of adding cold wire (GMAW and GMAW-CW-AF) is presented as an advantageous tender in relation to other techniques currently existing special and conventional welding. Given the context, this work seeks to study, apply and evaluate the effect of alloy and austenitic stainless steel alloys Co (CoCrMo and CoCrW) deposited by GMAW-CW for the purpose of characterization, comparison, formulation and deposition of new alloys from commercial wire correlating with resistance to mass loss. The adjustments of welding technique have focused on obtaining the manufacture of coatings suitable welding parameters. The cavitation wear resistance was evaluated according to ASTM G 32, correlating microstructure and phases by optical microscopy, SEM-EDS, chemical composition and optical emission spectrometry analyzes of the phases present by XRD. The qualities of the welded surfaces have been analyzed by visual examination and Penetrant Liguid according to standard NT (Nondestructive Testing). It was found that the coatings showed good weldability without discontinuities or defects with good surface finish. In the analysis of the coatings of cobalt, the alloy H (Stellite electrode 21 and 309LSi as cold wire) and M (Stellite 6 and 309LSi electrode as cold wire) showed good performance in resistance to cavitation in similar levels of surface roughness and hardness when compared to coatings Stellites 21 and 06, made by conventional GMAW process. / O fenômeno da cavitação sobre a superfície metálica provoca à erosão que deteriora componentes em operação, em particular as pás de turbinas hidráulicas de geração de energia, sendo responsável por custos da manutenção e perdas em geração de energia elétrica decorrente das paradas periódicas. As pás dessas turbinas, em especial as fabricadas pelo aço C-Mn (carbono manganês) são revestidas por soldagem a arco por aços inoxidáveis a fim de proteção para que apresentem maior tempo de operação ou maior intervalo entre os períodos de manutenção. Entre os materiais aplicados para revestir essas pás estão os aços inoxidáveis austeníticos, e em destaque os aços inoxidáveis ao Co e as ligas à base de Co (comercialmente Stellites). No entanto, estes últimos apresentam alto custo. Entre os processos de soldagem aplicados para o revestimento, a técnica de adição de arame frio (GMAW-CW ou GMAW-AF) se apresenta como uma proposta vantajosa em relação às outras técnicas especiais de soldagem existentes atualmente e convencionais. Diante do contexto, este trabalho buscou estudar, aplicar e avaliar o efeito das ligas de aço inoxidáveis austeniticos e ligas de Co (CoCrMo e CoCrW) depositadas pelo processo GMAW-CW com a finalidade de caracterização, comparação, formulação e deposição de novas ligas a partir de arame comerciais, relacionando com a resistência à perda de massa. As adequações da técnica de soldagem têm como foco a obtenção dos parâmetros de soldagem adequados à confecção dos revestimentos. A resistência ao desgaste por cavitação foi avaliada segundo a Norma ASTM G 32, correlacionando com a microestrutura e fases por microscopia óptica, MEV-EDS, composição química por espectrometria de emissão óptica e análises das fases presentes por DRX. As qualidades das superfícies soldadas foram analisadas por análise visual e Líquido Penetrante de acordo com a norma de END (Ensaio Não Destrutivo). Verificou-se que os revestimentos apresentaram boa soldabilidade, sem descontinuidades ou defeitos, com bom acabamento superficial. Na análise dos revestimentos de cobalto, as ligas H (eletrodo Stellite 21 e 309LSi como arame frio) e M (eletrodo Stellite 6 e 309LSi como arame frio) apresentaram bom desempenho de resistência a cavitação em semelhantes níveis de rugosidade e dureza quando comparados aos revestimentos de Stellites 21 e 6, feitos pelo processo GMAW convencional. / Doutor em Engenharia Mecânica

Os aços inoxidáveis dúplex compõem uma família de materiais conhecidos por apresentar uma excelente combinação propriedades mecânicas e de corrosão, e por isso têm sido amplamente estudados nos últimos anos. Contudo, essa combinação de propriedades está intrinsecamente relacionada com a microestrutura desses aços, composta por iguais quantidades de ferrita e austenita, e esse equilíbrio entre as fases é extremamente dependente dos ciclos térmicos aos quais são submetidos, sob risco, inclusive, da precipitação de fases secundárias deletérias. Sendo assim, a soldagem desses materiais exige uma série de cuidados para que ela não implique em prejuízo para suas propriedades. Nesse contexto, a soldagem por fricção surge como alternativa para a união e reparo dessas ligas, justamente por apresentar um menor aporte térmico que técnicas convencionais de soldagem. Isto posto, foi realizado um reparo pelo processo de soldagem por fricção com pino consumível em uma chapa de 12mm de espessura feita em um aço inoxidável dúplex UNS S31803. Para tanto, foram registrados os dados térmicos do processamento, analisou-se a microestrutura apresentada pela junta soldada, além de avaliar-se sua tenacidade ao impacto. Os resultados comprovaram que, embora não ocorra significativa precipitação de fases secundárias, o processo de soldagem por fricção provoca diminuição da tenacidade ao impacto do material por causar o deslocamento do equilíbrio entre as fases no sentido de formação da fase ferrítica. / Duplex stainless steels compose a family of materials known to exhibit an excellent combination of mechanical and corrosion properties, and therefore have been widely studied in recent years. However, this combination of properties intrinsically relates to the microstructure of these steels that consists of equal amounts of ferrite and austenite, and this balance between phases is extremely dependent on the thermal cycles, at risk including the precipitation of deleterious secondary phases. Thus, welding of these materials requires a lot of care so that it does not result in damage to their property. In this context, the friction welding is an alternative to the union and repair of these alloys, just by having a lower heat input than conventional welding techniques. That said, a repair by the friction taper plug welding process was made on a 12 mm plate thick in a duplex stainless steel UNS S31803. Thermal processing data were recorded, microstructure presented by the welded joint was analyzed, and evaluate is its impact toughness. The results proved that although not occur significant precipitation of secondary phases, the friction welding process causes decrease in the impact toughness of the material for causing the displacement of the equilibrium between the phases towards the formation of the ferritic phase.

O objetivo deste estudo é qualificar reparos realizados através do processo de Soldagem por Fricção com Pino Consumível (SFPC), ou Friction Hydro Pillar Processing (FHPP) em chapas de aços inox duplex SAF 2205 (AID UNS S31803). Em paralelo, fazer uma comparação relativa ao mesmo material reparado com o processo TIG (GTAW). Após a obtenção das juntas reparadas em ambos os processos, estas passaram por rigorosa análise microestrutural e ensaios mecânicos para, dessa forma, qualificá-las através de critéios usuais recomendados em normas para utilização no restauro de estruturas que utilizam o material em questão. Foi utilizada a simulação termodinâmica para prever possíveis fases intermetálicas. Foram investigadas as propriedades metalúrgicas através de microscopia ótica e eletrônica de varredura, fractografia e Difração de Raios-X além de ensaios de corrosão. Já as propriedades mecânicas foram averiguadas através de ensaios de impacto, de dobramento e perfis de microdureza. Após qualificar ambos os processos com o objetivo de reparar estruturas que utilizam AID SAF 2205, foi obtida uma junta soldada livre de defeitos com os parâmetros aplicados: força aplicada em 25 kN, velocidade 7000 RPM, burn-off 9 mm e forjamento pelo período de 10 segundos. Dessa forma, o FHPP provou ser um processo de acordo aos critérios recomendados em normas. / The aim of this study is qualify repairs made through Friction Hydro Pillar Processing (FHPP) in plates of duplex stainless steel SAF 2205 (AID UNS S31803). In same time make a comparation with the Gas Tungsten Arc Welding processing (GTAW) using the same material. The processed joints repairs will be analyzed in microstructural and mechanical tests to qualify using criteria according standards used for structural repairs in this material. Was utilized the thermodinamics simulation to predict possible intermetallic phases. Were investigated the metallurgical properties with scanning electron microscope, fractography and X -ray diffraction in addition to corrosion test. The mechanical properties were investigated with impact tests, bending test and micro hardness profile. After qualify both repair processes using stainless steel sAF 2205, was obtained a weld free of defects with applied parameters: force 25 kN, speed 7000 rpm, bunr-off 9 mm and forging force during 10 seconds. Thus, the FHPP proved a suitable process according standards recommendations.

Os aços Hardox possuem microestrutura de martensita revenida e são caracterizados pelas elevadas dureza e resistência à tração, sendo empregados em situações que requerem alta resistência ao desgaste. Entretanto, os processos de soldagem alteram significativamente a sua microestrutura e propriedades. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a resistência ao desgaste de juntas soldadas de um aço Hardox 500 produzidas através do processo MAG convencional e, juntamente, com o Hardox sem soldagem (metal base), para comparação. A soldagem ocorreu utilizando dois consumíveis, um recomendado pela empresa fabricante do aço, o AWS ER80S-G, e outro de maior resistência mecânica, o consumível AWS ER120SG. As propriedades mecânicas das juntas soldadas foram avaliadas através de perfis de microdureza, ensaios de tração e dobramento. Ainda, foi realizada uma análise da superfície de fratura dos corpos de prova do ensaio de tração, em microscópio eletrônico de varredura. Foram executados ensaios de desgaste por um abrasômetro do tipo roda de borracha. Análises através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas para verificar os mecanismos de desgaste nas superfícies submetidas à abrasão Nos ensaios de dobramento, constatou-se que a condição soldada com o arame de menor resistência apresentou maior ductilidade. Verificou-se, também, que com a soldagem houve uma diminuição da resistência mecânica das juntas em comparação ao metal sem soldagem. Em relação aos ensaios de desgaste, com o uso do arame de maior resistência foi atingido um melhor desempenho no desgaste abrasivo em comparação ao de menor resistência, pois as taxas de desgaste foram de 0,058 e 0,083 mm³/m, respectivamente, mas o comportamento foi ainda inferior ao exibido pelo aço Hardox 500 sem soldagem, que apresentou uma taxa de desgaste de 0,031 mm³/m. Constatou-se, também, que os mecanismos de desgaste foram dúcteis em todas as condições estudadas, pois as superfícies desgastadas mostravam predominantemente micro sulcamento e regiões com micro fadiga; essa última parece ter aumentado de tamanho à medida que a dureza do material testado aumentava. / The Hardox steels have a martensite microstructure and are characterized by high hardness and tensile strength. This steel has been used in situations that require high resistance to wear. However, the welding processes significantly alter their microstructures and properties. Thus, the purpose of this study was to evaluate the wear resistance of welded joints of Hardox 500 steel produced by the conventional MAG process and with Hardox without welding (base metal), for comparison. The welding took place using two consumables, one recommended by the steel manufacturer, the AWS ER80S-G and another with higher resistance, the consumable AWS ER120S-G. The mechanical properties of welded joints were evaluated through micro hardness profiles, tensile and bending tests. In addition an analysis of the fracture surface of the tensile test specimen was carried out by scanning electron microscopy. Wear tests were performed by a rubber wheel type abrasometer. Analyses by optical microscopy and scanning electron microscopy were used to verify the mechanisms of wear on surfaces subjected to abrasion In the bending tests, it was verified that the welded condition with the filler metal of lower resistance presented greater ductility. It was also verified that with the welding, there was a decrease in the mechanical strength of the joints in comparison with the base metal. In relation to the wear tests, with the use of the higher strength wire, a better performance was obtained when compared to the lower one, since the wear rates were 0.058 and 0.083 mm³/m respectively, but the behavior was lower in the Hardox 500 steel without welding, which presented a wear rate of 0.031 mm³/m. It was also observed that the wear mechanisms were ductile in all the studied conditions, since the worn surfaces showed predominantly micro plowing and regions with micro fatigue, the latter seem to have increased in size as the hardness of the tested material increased.

A operação segura e eficiente em unidades de produção de petróleo e gás depende do desempenho de seus dispositivos, componentes e estruturas. Dutos rígidos são importantes componentes utilizados na indústria offshore, comumente empregados como flowlines e risers. Durante a vida em serviço destes componentes, eles sofrem tensões axiais cíclicas associadas a sua movimentação, ao processo de extração de petróleo e ao vórtice das marés. O aço inoxidável superduplex surgiu na última década como um material alternativo para ambientes quimicamente agressivos, mas quando catodicamente protegidos contra a corrosão, esses aços são vulneráveis a fragilização por hidrogênio. Este trabalho tem como objetivo, através da técnica de Ensaio Não Destrutivo de ultrassom phased array, monitorar o crescimento de defeitos internos e externos criados intencionalmente próximos à raiz e ao reforço da solda de um tubo de aço superduplex (UNS S32750) de 6´´ submetido a fadiga tração-tração e fragilização induzida por hidrogênio devido à proteção catódica. As inspeções foram realizadas periodicamente com varreduras de 30 a 75° ao longo da circunferência da solda, por um transdutor linear 1-D de 16 elementos e 5MHz acoplado a uma sapata de 36°. Os resultados obtidos foram utilizados para alimentar análises de integridade estrutural, obtenção da curva da/dN x ΔK. / Safe and efficient operation in oil and gas production units depends on the performance of your devices, components and structures. Rigid pipelines are important components in the offshore industry, common used as flowlines and risers. During a life in service of components, they suffer cyclical axial stresses associated with their movement, by the oil extraction process and tidal vortex. Super duplex stainless steel has emerged in the last decade as an alternative material for chemically aggressive environments, but when cathodically protected against corrosion, it is vulnerable to hydrogen embrittlement. This work aims to, through the ultrasonic non-destructive testing by phased array monitor the growth of internal and external defects created intentionally close to the root and reinforcement of the weld of a superduplex steel tube (UNS S32750) with diameter of 6" submitted to tensile-traction fatigue and hydrogen-induced embrittlement due to cathodic protection. The inspections were performed periodically with 30 to 75° scans along the circumference of the weld, by a linear transducer of 1-D, 16-element and 5MHz coupled to a wedge of 36°. The obtained results were used to feed structural integrity analyzes, obtaining the curve of da/dN x ΔK.