English (United Kingdom)

https://curated-unify.zendy.io/wp-json/zendy-region/v1/featured_content/oa?rat=en

https://curated-unify.zendy.io/wp-json/zendy-region/v1/highlighted_journal/

Global: Zendy Tools annual

Presents the keyphrase highlighting as premium feature

Keyphrase Highlighting

Presents the summarisation as premium feature

Summarisation

Insights

Presents the pdf analysis as premium feature

PDF Analysis

Presents the zaia usage as premium feature

ZAIA

Global: Zendy Tools monthly

Global: Zendy Plus monthly

Presents the access of premium content as premium feature

Premium Content

Global: Zendy Plus annual

Global: Zendy Free Plan

O aço inoxidável lean duplex UNS S32304, objeto de estudo deste trabalho, apresenta um custo inferior em relação a outros AID devido à substituição parcial do níquel por nitrogênio como elemento estabilizador de austenita. Tratamentos térmicos podem promover a precipitação de fases secundárias nos AID, resultando no empobrecimento em cromo nas regiões adjacentes aos precipitados. Tal fenômeno é conhecido como sensitização e é prejudicial à resistência à corrosão localizada do material. Neste trabalho, amostras do aço UNS S32304 foram tratadas termicamente por 8 horas na temperatura de 475°C e resfriadas sob duas condições, ao ar e na água do mar. Para avaliar a resistência à corrosão foram realizados ensaios DL-EPR nas amostras como recebida pelo fabricante e tratadas, e os resultados foram correlacionados com os dados de tensão residual em cada amostra, obtidas por difração de raios x. Foi medida a microdureza Vickers com auxilio de microdurômetro. Palavras chaves: aços inoxidáveis duplex, resistência à corrosão, tensão residual. 1. Introdução Os aços inoxidáveis duplex (AID) apresentam microestrutura constituída por um balanço entre as fases ferrita (CCC) e austenita (CFC) em frações volumétricas aproximadamente iguais. A austenita confere elevada resistência mecânica e à corrosão sob tensão, enquanto a ferrita contribui com uma boa ductilidade e resistência à corrosão em geral. Esse material é amplamente empregado na indústria petroquímica, de papel e celulose e na construção civil [1]. Em sua fabricação, após o processo termo-mecânico de laminação e tratamento térmico de solubilização para obtenção da estrutura bifásica, tensões residuais podem ser impostas no material, as quais tendem prejudicar as propriedades mecânicas [2]. O emprego de tratamentos térmicos pode também promover a precipitação de fases secundárias nos AID, resultando no empobrecimento em cromo nas regiões adjacentes aos precipitados. Tal fenômeno é conhecido como sensitização e é prejudicial à resistência à corrosão localizada do material [3]. O estudo de como as variações de tensões residuais se correlacionam com as propriedades corrosivas dos metais torna-se importante para que falhas prematuras sejam evitadas [4]. 2. Materiais e Métodos Foram utilizadas tiras de aço inoxidável duplex UNS S32304, fabricadas por processo de laminação a quente seguido de tratamento térmico de solubilização a 1038°C. As tiras foram cortadas em máquina de corte automática e apresentaram as dimensões finais de 72x72x1,8 mm. As amostras foram tratadas termicamente em forno tipo mufla programável, a 475°C sob uma atmosfera ambiente com tempo de 8 horas e resfriadas ao ar e água do mar (maior severidade). As amostras foram classificadas conforme a Tabela 1. Tabela 1: Características das amostras Amostras Características CR Como recebida pelo fabricante 475 AR Resfriada ao ar 475 ÁGUA Resfriada à água do mar A superfície das amostras foi preparada com desbaste eletroquímico, conforme a norma ASTM-E1558 [4], para remoção da camada de óxidos formada. Utilizouse solução de H2SO4 25% por 10 minutos para a amostra do grupo CR e 20 minutos para as amostras do grupo 475. Para as medidas de tensão residual foi utilizado um difratômetro de raios-x, da marca Rigaku, numa geometria Bragg-Brentano e radiação CuKα (λ = 1,5419 ). Foi acompanhado o comportamento do pico 420 da fase austenítica, conforme a norma SAE HS784. A amostra foi fixada na posição φ=0° que representa a direção paralela a direção de laminação. As tensões residuais foram calculadas pelo método do sen2ψ. Para a determinação da posição 2θ do pico analisado utilizou-se o método de localização em função da intensidade por meio da função matemática Pearson7A com o auxilio do programa gráfico FityK. Para esta análise, o módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson utilizados foram E = 190 GPa e ν = 0,305, respectivamente[2,5]. O ensaio de microdureza foi realizado utilizando-se um microdurômetro (Pantec modelo HDX-1000TM) e o penetrador tipo Vickers, com carga de 10 kgf e duração de aplicação de 15s. Foram realizadas 15 indentações de maneira aleatória em cada fase da amostra, utilizando a face superior das amostras para realização das medidas, já que nessa região os grãos encontramse maiores, facilitando a medida nas distintas fases. Os ataques químicos utilizados para revelar as fases foram: ataque eletrolítico 10N de KOH, 2,5 V por 5s e ataque eletrolítico com solução de ácido oxálico 10%, a 6 V durante 20s [6]. As amostras foram embutidas em resina polimérica ligadas a um fio de cobre para fechar circuito com o potenciostato da marca Autolab Type III e lixadas até #600. Os ensaios de corrosão foram repetidos pelo menos três vezes em cada amostra e iniciados após o potencial de circuito aberto ter atingido um estado estacionário próximo ao tempo de 30 min. Após estabilização do potencial, foi iniciada a varredura na direção anódica a uma taxa de 1 mVSCE.s-1 até um potencial de 0,3 VSCE e então a varredura foi invertida na direção catódica, mantendo-se a mesma taxa de varredura, até o potencial de circuito aberto. A solução consistiu de 2 M de H2SO4 + 0,01 M de KSCN. O grau de sensitização do material foi avaliado a partir da razão Ir/Ia onde Ia é a máxima corrente atingida na varredura anódica e Ir é a máxima corrente atingida na varredura no sentido catódico [7]. 3. Resultados e Discussão 3.1 Tensão Residual Gráficos deformação (εφψ) em função do sen2ψ foram construídos a partir dos difratogramas e os valores de tensão residual para cada condição analisada puderam ser calculados, como ilustrado na Figura 1. A partir destes resultados foi elaborado o gráfico da Figura 2, que representa as tensões residuais médias nas três amostras. O processo de laminação realizado em uma determinada direção com baixa penetração gera tensões residuais compressivas na superfície e trativas no interior do metal [5]. Após os tratamentos térmicos pode-se observar um relaxamento de tensões na fase austenítica, sendo esse efeito mais pronunciado para a amostra resfriada ao ar. Tal fato pode estar relacionado com a difusão dos elementos de liga, movimentação de defeitos, aumento do tamanho de grão e oxidação do material, os quais apresentaram um maior tempo para ocorrência na amostra 475 AR [8]. No que diz respeito à fase ferrítica, as tensões residuais compressivas foram aumentadas. Em tratamentos à temperatura de 475oC há previsão de precipitação da fase alfa linha (α’) na matriz ferrítica, o que promoveria a introdução de tensões residuais compressivas, além daquelas geradas devido à expansão da austenita. Figura 1: Deformação do pico 420 da fase austenita em função do sen2ψ para a amostra CR. Figura 2: Tensões residuais médias calculadas para as três amostras. 3.2 Microdureza Vickers Pela análise da Figura 3 concluí-se que após o tratamento térmico há um aumento na microdureza das amostras. Isso pode ser explicado também pela formação de α’. A diferença entre os parâmetros de rede entre α’ e ferrita introduz tensões internas que prejudicam a mobilidade de discordâncias, o que resultaria em aumento da dureza da liga [10]. Figura 3: Resultado de microdureza Vickers para as 3 condições das amostras do aço UNS S32304 3.3 Ensaios DL-EPR A Figura 4 ilustra o resultado do ensaio DL-EPR para as 3 amostras. O grau de sensitização das amostras foi obtido a partir da razão entre Ir (pico da corrente catódica) e Ia (pico da corrente anódica). Figura 4: Resultados dos ensaios DL-EPR para as 3 amostras. A Figura 5 mostra o grau de sensitização calculado. A fase α’ é rica em cromo e sua precipitação acarreta na depleção deste elemento nas regiões adjacentes, o que é prejudicial para a resistência à corrosão, por isso é observada uma maior sensitização nas amostras tratadas [3,6]. A amostra 475 ÁGUA (meio de resfriamento mais severo) apresentou maior microdureza em ambas as fases, o que pode indicar, segundo a literatura, maior precipitação de α’, logo sua resistência à corrosão foi afetada em maior grau [9]. 3.4 Relação entre tensão residual e resistência

Correlação entre a Resistência à Corrosão e as Tensões Residuais de um Aço Inoxidável Lean Duplex UNS S32304 Tratado Termicamente.