CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O uso de componentes revestidos por ligas de nÃquel do sistema Ni-Cr-Mo em equipamentos da indÃstria do petrÃleo pode vir a ser mais freqÃente, pois os aumentos no Ãndice de acidez naftÃnica e no peso molecular do petrÃleo nacional requerem materiais mais resistentes à corrosÃo, temperatura e pressÃo. Desta forma, como parte de um estudo sistemÃtico, este trabalho pretende definir faixas operacionais para revestir de forma adequada aÃo estrutural com o eletrodo ERNiCrMo-3, atravÃs da soldagem MIG/MAG, e avaliar caracterÃsticas microestruturais e propriedades mecÃnicas de revestimentos na condiÃÃo como soldados e envelhecidos. Para atingir o objetivo, foram realizadas soldagens automÃticas com utilizaÃÃo de robà industrial, fonte eletrÃnica e argÃnio puro como gÃs de proteÃÃo. Para definiÃÃo das faixas operacionais, as soldagens foram em simples deposiÃÃo, com avaliaÃÃo de aspecto superficial, geometria e diluiÃÃo da solda. Nesta etapa, foi constatado que a solda apresenta alta convexidade em corrente eficaz abaixo de 200 A e a variaÃÃo da corrente, para o cÃlculo da energia, influencia de forma mais significativa na convexidade e na diluiÃÃo da solda, em comparaÃÃo com a variaÃÃo da velocidade de soldagem, para o cÃlculo das mesmas energias. AtravÃs dos testes preliminares, foi selecionada a corrente de 290 A em duas energias de soldagem (10 e 14 kJ/cm). O revestimento foi em Ãnica camada aplicada em aÃo ASTM A516 g60 de 12,7 mm de espessura, com sobreposiÃÃo acima de 40 % e temperatura de interpasse abaixo de 100 oC. A diluiÃÃo em ambas as energias ficou em torno de 15 %. O envelhecimento foi na temperatura de 600 oC por tempos de 100 e 300 horas. Para caracterizaÃÃo metalÃrgica foram utilizados: perfis de microdureza, microscopia Ãtica (MO) e eletrÃnica de varredura (MEV), energia dispersiva de raio X (EDX), difraÃÃo de raio X, energia de elÃtrons retro-espalhados (EBSD) e ensaio de arrancamento, segundo norma ASTM A 265-03. Os perfis de microdureza e estruturas observadas foram semelhantes para ambas as energias de soldagem utilizadas. ApÃs envelhecimento foi observado uma descarbonetaÃÃo da ZAC-GG onde as ferritas passaram a nÃo possuir segundas fases (carbonetos). A estrutura dendrÃtica do revestimento apresentou microfases do tipo MC e Laves na condiÃÃo como soldada. ApÃs o envelhecimento, houve formaÃÃo de carbonetos secundÃrios, dissoluÃÃo de carbonetos primÃrios e formaÃÃo de fase gamaââ. Os perfis de dureza indicaram que na condiÃÃo como soldada a dureza do revestimento foi de 240 HV e da ZAC-GG de 190 HV, com o envelhecimento a dureza na ZAC-GG caiu para 120 HV, e a do revestimento cresceu para 290 HV em 100 h e 310 HV em 300 h. Na interface foram observadas, somente apÃs o envelhecimento, regiÃes duras da ordem de 800 HV, devido a grande concentraÃÃo de carbonetos e envelhecimento da zona parcialmente diluÃda, com teor elevado de ferro, que atua na formaÃÃo de gamaââ. Apesar das elevadas diferenÃas de dureza entre o revestimento, metal base e interface nÃo foram identificadas trincas nas anÃlises metalogrÃficas. A carga mÃxima no ensaio de arrancamento foi superior a da norma (140 MPa) nas condiÃÃes analisadas. O perfil de penetraÃÃo dos cordÃes (tipo taÃa) favoreceu esse resultado, e o envelhecimento provocou um aumento gradativo de resistÃncia ao cisalhamento. / The use of nickel alloy cladding components could be more frequently in petroleum industry. The crescent naphthenic corrosion and high molecular weight of national petroleum contribute for needs of materials with more resistance to corrosion, to temperature and to pressure. At this way, how part of systematic study, this work pretends to define operational range for adequate ERNiCrMo-3 weld overlay in structural steel with application of GMAW process, and to evaluate microstructural characteristics and mechanical properties in as welded and aging conditions. To realize the objective, were used an industrial robot, an electronic power source and an argon shielding gas for automated welding. To define the operational range, simple deposit welds and evaluation of superficial aspect, geometry and dilution were conducted. This step indicated that the welds in efficient current below 200 A showed high convexity and the variation of current for the calc of heat input is more significant for convexity and dilution of the weld than the variation of welding speed for the calc of same heat input. It was selected 290 A as welding current in two heat inputs (10 and 14 kJ/cm). The overlay at ASTM A 516 g60 steel was in simple layer, had overlap up to 40 pct between passes and had about 15 pct of dilution at the two heat inputs. The aging temperature employed was 600 oC for times of 100 and 300 hours. To metallurgical characterization was used: microhardness measures, optical microscope, scanning electron microscope, composition variations (EDAX), x-ray diffraction, electron backscatter diffraction and shear tests according ASTM A 265-03 standard specification. The microhardness and structures observed were, approximately, the same for the two heat inputs. Post aging HAZ showed absence of carbides. The dendritic structure had MC and Laves micro-phases in as welded condition and the aging provoked formation of secondary carbides, dissolution of primary carbides and formation of gamaââ. As welded overlay microhardness was 240 HV and as welded HAZ was 190 HV. Aging HAZ was 120 HV and aging overlay was 290 HV for 100 h and 310 HV for 300 h. Only for aging conditions, were observed hard zones (800 HV) in interface of overlay, due to carbide concentration and aging of partially dilution zone, where the Fe favored the formation of gamaââ. Despite the hardness differences of overlay, base metal and interface, were identified no cracks in metallographic analyses. The maximum shear strength was above of the specification requirement (140 MPa) in all conditions employed, the penetration shape (like finger) favored this result, and the aging provoked a gradual grow up in shear resistance.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:1573 |
| Date | 04 April 2008 |
| Creators | Sitonio Gomes de MagalhÃes |
| Contributors | Marcelo Ferreira Motta, Jesualdo Pereira Farias, Augusto Josà de Almeida Buschinelli |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia e CiÃncia de Materiais, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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