The super duplex stainless steels are often used in applications where high mechanical strength is required, combined with corrosion resistance, especially in highly aggressive environments. However, when certain manufacturing processes are involved (hot forming or welding, for example) can occur the precipitation of undesirable phases, causing reduction of both mechanical properties as well as corrosion resistance. Particularly between 700 and 900 ÂC may occur sigma phase formation. This phase is responsible for the reduction of corrosion and mechanical resistance of super duplex steels. Through computer simulation in Thermo-CalCÂ program, the phase diagram of ASTM A890 GRADE 1C super duplex stainless steel showed higher precipitated fraction of this phase in 830 ÂC temperature. Thus, this essay aims to evaluate the influence of isothermal treatment time in regards to this material aging, the corrosion resistance due to the formation of sigma phase. The evaluation of corrosion resistance was performed through open circuit potential monitoring, electrochemical impedance and potentiodynamic polarization tests (anodic branch) in 0.5 M H2SO4 solution, 0.5 M H2SO4 + 0.5M HCl and 0.5 M HCl at temperatures of 25, 35 and 45 ÂC. Additionally, a microstructural characterization of this material was performed by quantification phase through optical microscopy, morphological analysis by Scanning and Transmission Electron Microscopy, coupled techniques Electron backscattered diffraction and Electron Energy Dispersion Spectroscopy, and Vickers microhardness measures. The microstructural and morphological characterization confirmed the presence of sigma phase in super duplex stainless steel 1C and that the amount of this phase increases with aging heat treatment time. This phase showed a greater microhardness than the ferrite and austenite phases. The aging heat treatment influenced negatively on corrosion resistance of the steel when exposed to acidic solutions of H2SO4 and HCl at 25 ÂC, mainly when these are present in the same solution, probably due to their low pH. In this solution (H2SO4 + HCl), both increasing the aging heat treatment time as well as the temperature (35 and 45 ÂC), affects negatively the sample corrosion resistance, decreasing acoording a higher content of this phase. / Os aÃos inoxidÃveis super duplex sÃo frequentemente utilizados em aplicaÃÃes onde Ã
necessÃria uma grande resistÃncia mecÃnica, combinada a resistÃncia à corrosÃo,
especialmente em ambientes de elevada agressividade. Entretanto, ao sofrer determinados
processos de fabricaÃÃo (conformaÃÃo a quente ou soldagem, por exemplo), pode ocorrer Ã
precipitaÃÃo de fases indesejÃveis, que causam tanto reduÃÃo de propriedades mecÃnicas
quanto afetam a resistÃncia à corrosÃo. Particularmente entre 700 ÂC e 900 ÂC pode ocorrer Ã
formaÃÃo de fase sigma. Esta fase à responsÃvel pela reduÃÃo da resistÃncia à corrosÃo e
mecÃnica dos aÃos inoxidÃveis super duplex. Por meio de simulaÃÃo computacional no
programa Thermo-CalCÂ, o diagrama de fases do aÃo inoxidÃvel super duplex ASTM A890
GRAU 1C apresentou maior fraÃÃo precipitada desta fase na temperatura de 830 ÂC. Assim, o
presente trabalho tem por objetivo avaliar a influÃncia do tempo de tratamento isotÃrmico de
envelhecimento deste material, na resistÃncia à corrosÃo devido à formaÃÃo da fase sigma. A
avaliaÃÃo da resistÃncia à corrosÃo foi realizada por meio do monitoramento do potencial de
circuito aberto, impedÃncia eletroquÃmica e de ensaios de polarizaÃÃo potenciodinÃmica (ramo
anÃdico) em soluÃÃo de H2SO4 0,5 M, H2SO4 0,5 M + HCl 0,5 M e HCl 0,5 M, nas
temperaturas de 25, 35 e 45 ÂC. Adicionalmente, foi realizada a caracterizaÃÃo microestrutural
desse material atravÃs de quantificaÃÃo de fases por microscopia Ãtica, anÃlise morfolÃgica
por Microscopia EletrÃnica de Varredura e TransmissÃo, acoplados as tÃcnicas de DifraÃÃo de
ElÃtrons Retroespalhados e Espectroscopia de DispersÃo de Energia de ElÃtrons, alÃm de
medidas de microdureza vickers. A caracterizaÃÃo microestrutural e morfolÃgica confirmou a
presenÃa de fase sigma no aÃo inoxidÃvel super duplex 1C e que a quantidade desta fase
aumenta com o tempo de tratamento tÃrmico de envelhecimento. Esta fase apresentou
microdureza maior que as fases ferrita e austenita. O tratamento tÃrmico de envelhecimento
influenciou de maneira negativa na resistÃncia a corrosÃo desse aÃo quando exposto a
soluÃÃes Ãcidas de H2SO4 e HCl a 25Â C, principalmente quando este estÃo presentes na
mesma soluÃÃo, devido provavelmente ao seu baixo pH. Nesta soluÃÃo (H2SO4 + HCl), tanto o
aumento do tempo de tratamento tÃrmico de envelhecimento quanto o aumento da
temperatura (35 e 45 ÂC), afetam negativamente na resistÃncia à corrosÃo do material
estudado, diminuindo à medida que se tem um maior conteÃdo de fase sigma.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:8987 |
| Date | 05 February 2015 |
| Creators | Daniel de Castro GirÃo |
| Contributors | Walney Silva Araujo, Pedro de Lima Neto, Idalina Vieira Aoki |
| 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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