CERRA FLOREZ, M. A. Estudo comparativo da resistência à corrosão entre aços alto manganês e o aço 9% níquel em soluções aquosas de H2SO4 e NaCl. 2017. 108 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-09-13T13:08:35Z
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Previous issue date: 2017-08-08 / Liquefied natural gas volumes which at present have to be stored and/or transported require
that the materials engineering constantly develop materials that adapt to the mechanical,
chemical and economic needs of the industry. Aluminum alloys, 9% nickel steel alloys and
austenitic stainless steels are currently used for cryogenic applications, however, all these
materials have disadvantages, such as high cost of production, welding difficulties, corrosion
resistance, among others. High manganese steels offer an attractive alternative because
manganese and carbon replace nickel as austenite stabilizer; this change also represents a
significant decrease in steel fabrication costs. The present study aims to establish a
comparative degree of corrosion resistance in two aqueous solutions between four high
manganese steels with a content of 28% Mn, 26% Mn, 22% Mn, 20% Mn in relation to the
9% Nickel that is widely used in petrochemical industry. Mass fraction diagrams were
performed in Thermo-Calc® software. The steels were characterized using the techniques:
Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Electron Backscatter Diffraction
Analysis (EBSD), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Optical Emission
Spectroscopy, X-ray Fluorescence. The mechanical properties were evaluated by hardness
and microhardness measurements. The corrosion resistance was evaluated in aqueous
solutions of NaCl and H
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by Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Curves
and Electrochemical Impedance Spectroscopy. The results obtained in the thermodynamic
study helped to predict the phases present in these steels as well as the heat treatment
temperature. The microstructural study revealed the influence of the phases on the mechanical
properties, showing that the 9% nickel steel presents higher hardness values than the high
manganese steels. The corrosion tests showed that the high manganese steels have less
corrosion resistance than 9% nickel steel, due to the formation of unstable and poorly
compacted oxides that do not provide protection against corrosion; In contrast, the oxides
formed by the 9% nickel steel gave it a better protection as observed in the curves that were
found. / Os volumes de gás natural liquefeito que na atualidade precisam ser armazenados e/ou
transportados requerem que a engenharia de materiais desenvolva constantemente materiais
que se adaptem às necessidades mecânicas, químicas e econômicas da indústria. As ligas de
alumínio, aço 9% níquel e aços inoxidáveis são utilizadas para aplicações criogênicas, mas
todos estes materiais têm desvantagens, como altos custos de produção, dificuldades para a
soldagem, entre outras. Os aços alto manganês oferecem uma alternativa – devido ao
manganês e o carbono substituírem o níquel como estabilizador da austenita no aço, este
câmbio também representa uma diminuição apreciável nos custos de fabricação do aço. O
presente estudo visa estabelecer um grau comparativo da resistência à corrosão em duas
soluções aquosas entre quatro aços alto manganês com conteúdo de 28%Mn, 26%Mn,
22%Mn, 20%Mn em relação ao aço 9% níquel que é amplamente utilizado na indústria
petroquímica. Foram realizados diagramas de fração em massa no software Thermo-Calc
®
; os
aços foram caracterizados utilizando as técnicas: Microscopia Óptica, MEV, EBSD, EDS,
Espectroscopia de Emissão Ótica e Fluorescência de Raios X; as propriedades mecânicas
foram avaliadas por medidas de dureza e microdureza. A resistência à corrosão foi avaliada
em soluções aquosas de NaCl e de H
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utilizando as técnicas de monitoramento do
Potencial de Circuito Aberto (OCP), as Curvas de Polarização Linear e a Espectroscopia de
Impedância Eletroquímica. Os resultados obtidos no estudo termodinâmico ajudaram a prever
as fases presentes nestes aços, assim como a temperatura de tratamento térmico. O estudo
microestrutural revelou a influência das fases nas propriedades mecânicas, mostrando que o
aço 9% níquel apresenta maiores valores de dureza que os aços alto manganês. E os ensaios
de corrosão mostraram que os aços alto manganês apresentam menor resistência à corrosão do
que o aço 9% níquel, devido à formação de óxidos instáveis e pouco compactos que não
provêm proteção contra a corrosão; em contraste com os óxidos formados pelo aço 9% níquel,
outorgaram-lhe uma melhor proteção como foi observado nas curvas encontradas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/25624 |
| Date | 08 August 2017 |
| Creators | Cerra Florez, Mauro Andrés |
| Contributors | Araújo, Walney Silva, Silva, Marcelo José Gomes da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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