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Previous issue date: 2004-08-30 / Although duplex stainless steels exhibit good performance in many severe corrosive environments, their corrosion resistance can be hampered by precipitation of chromium (Cr) rich phases during aging heat treatments.
Microstructural changes and corrosion behavior in two alloys with high and low
content of chromium were investigated. Duplex stainless steels samples were
aged at low temperatures (300°C and 400°C) for 3000, 5000 and 7000 hours.
The changes at the microstructure were followed during the annealing time
using an optical microscopy and measurements of phase percentages.
Nanohardness was used in order to identify the phase responsible for the
increasing in the global hardness. Immersion tests in ferric chloride cloreto
férrico (FeCl3.6H2O 10%) and surface analysis by XPS were conducted
intending to quantify the depletion in the corrosion resistance and identify the
oxides presented in the surface oxide layer. G phase precipitation and α phase
due to spinodal decomposition was identified by transmission electron microscopy. It was detected that the micro-structural changes affect the global properties, remarkably the global hardness and the corrosion resistance. TEM
results showed that the Cr rich precipitation occurs manly in the ferritic phase.
Spinodal decomposition and heterogeneous precipitation of G phase were
found to be responsible for degradations of the corrosion properties. The results
also showed a difference between the kinetics of precipitation of the lower Cr
content sample and the higher Cr sample. The phenomena of precipitation and
coalescence of Cr rich phases must be related with the increasing and
decreasing tendencies of hardness, respectively and, inversely, the decreasing
and increasing tendency of the resistance to localized corrosion and corrosion
rates, which were determined by two electrochemical techniques (Tafel
extrapolation and polarization resistance methods) and were compared with the
rates determined by weight-loss measurements. / Embora os aços inoxidáveis duplex apresentem boa performance em
vários ambientes corrosivos, esta resistência à corrosão pode ser
comprometida pela precipitação de fases ricas em cromo (Cr) durante os
tratamentos de envelhecimento.
As alterações microestruturais e do comportamento à corrosão em duas
ligas com alto teor de cromo e baixo teor de cromo foram estudadas.
Amostras de aços inoxidáveis duplex foram envelhecidas a baixas
temperaturas (300ºC e 400ºC) por tempos de 3000, 5000 e 7000h.
As alterações na microestrutura foram observadas durante o tempo de
tratamento usando microscopia óptica e com isso medindo-se as porcentagens
de fases. Análises de nanodurezas foram utilizadas para identificar a fase
responsável pelo aumento da dureza global da liga.
Testes de imersão em cloreto férrico (FeCl3 10%), seguindo a norma
ASTM G 38, à temperatura ambiente, e analise de superfície pelo XPS foram
realizadas com o intuito de quantificar a queda da resistência à corrosão e
identificar os óxidos presentes na superfície da camada oxida.
A precipitação de fases G e α devido a decomposição spinodal foi
identificada pela microscopia eletrônica de transmissão, e que este fenômeno
associado às mudanças microestruturais afetaram as propriedades globais,
especialmente a dureza global e a resistência à corrosão. Os resultados do
TEM mostraram que as precipitações ricas em Cr ocorrem principalmente na
fase ferritica.
A decomposição spinodal e a precipitação heterogênea de fase G foram
as responsáveis pela degradação das propriedades de corrosão. Os resultados
também mostram uma diferença entre as cinéticas de precipitações das
amostras contendo alto teor de Cr e baixo teor de Cr.
Os fenômenos de precipitação e coalescencia das fases ricas em cromo
são relatados pelas tendências de aumentos e decréscimos da dureza,
respectivamente e, inversamente, os decréscimos e aumentos da resistência à corrosão localizada e taxas de corrosão, as quais foram determinadas por
técnicas eletroquímicas (Extrapolação de Tafel e método de resistência à
polarização) e foram comparados com as taxas determinadas por perda de
massa.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/677 |
| Date | 30 August 2004 |
| Creators | Moreno, João Roberto Sartori |
| Contributors | Kuri, Sebastião Elias |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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